面向低碳村镇的可再生能源热电联供系统仿真与优化

为促进中国农村可再生能源转型与绿色低碳发展,实现低碳村镇的新时期建设目标,以湖北省新星村为研究案例,基于农村用能需求及可再生能源资源禀赋分析,提出了一种风、光、生物质互补的可再生能源热电联供系统。以最低成本与最低平均电价为系统目标函数,以热电覆盖率及生物质利用率为系统评价指标,构建了基于HOMER Pro仿真系统的农村可再生能源热电联供模型,通过仿真分析与容量优化获得了新星村可再生能源系统的构建方案,即由功率674 kW的光伏、功率200 kW的风力发电机和功率500 kW的CHP热电联供机组及外部热源构成最佳系统框架,此时最低系统成本与电价分别为2.30×10^(7)元/a和0.986元/(kW·h)。进一步敏感性分析结果表明,电力负荷提高会导致系统成本及电价上升,名义折现率提高会降低成本但导致电价上涨,生物质日输入量对经济指标无影响。减排评估结果表明,相较于传统供能方式,系统年减排量达410.77 t,相当于新星村传统供能方式下年排放量的28.19%,减排效益明显。该可再生能源供能系统整体经济性与实用性良好,可为农村地区能源转型与低碳村镇的建设提供参考。