葛海麟 ，陳皓勇 ，文俊中 ，曾永浩 ，華 棟

（1.華南理工大學(xué) 電力學(xué)院，廣東 廣州 510641；2.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司禪城供電局，廣東 佛山 528000）

0 引言

由于電力對人類社會的重要性，人們對電能的傳遞有著深入的研究，特別是對將電力工程理論與網(wǎng)絡(luò)理論結(jié)合形成的電力系統(tǒng)分析理論［1］，為安全、可靠地利用電能奠定了理論基礎(chǔ)。為了解決電能的供應(yīng)問題，許多學(xué)者嘗試將分布式能源作為電能源引入電力系統(tǒng)，相應(yīng)的可靠性及運行優(yōu)化等研究也逐漸深入［2-5］。分布式能源引入電力系統(tǒng)后，眾多的分布式供能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)共同構(gòu)成了一個龐大的多能源綜合利用系統(tǒng)，這對系統(tǒng)的運行優(yōu)化及節(jié)能減排目標的實現(xiàn)提出了更高的要求。當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者對分布式供能系統(tǒng)的研究主要集中在分布式供能系統(tǒng)的能效分析及熱經(jīng)濟性分析［6-7］、安全穩(wěn)定性分析［8］及協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度［9］等方面。 這些研究對分布式供能系統(tǒng)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用及推廣起到了十分重要的作用，但在進行能效分析及熱經(jīng)濟性分析時，仍局限于將分布式供能系統(tǒng)看作一個獨立的個體。文獻［10］將電網(wǎng)絡(luò)與熱網(wǎng)看作一個整體，提出了區(qū)域電力和供熱系統(tǒng)的聯(lián)立潮流求解方法。文獻［11］從能量傳遞及轉(zhuǎn)化本質(zhì)的角度出發(fā)，將各種看似相互獨立的能源系統(tǒng)整合成了一個相互聯(lián)系及作用的整體，為多能源綜合利用系統(tǒng)的建模、分析、運行與規(guī)劃奠定了重要的基礎(chǔ)。

能量的傳遞及轉(zhuǎn)換過程，實質(zhì)上也是炯用的傳遞及轉(zhuǎn)換過程，研究炯用的傳遞及轉(zhuǎn)換規(guī)律更具有理論和實際意義［12］。本文基于炯用傳遞理論，經(jīng)過理論分析及推導(dǎo)得到炯用在線（管）路中的普遍化傳遞規(guī)律，建立炯用在線（管）路中的傳遞分析理論。為了證明能量網(wǎng)絡(luò)理論的正確性及實用性，本文基于能量網(wǎng)絡(luò)理論，對某個在工程實踐上具有代表性的分布式供能系統(tǒng)進行建模、分析及計算，并采用將計算所得數(shù)據(jù)與系統(tǒng)實際運行數(shù)據(jù)對比的方式進行驗證。最后，利用上述計算結(jié)果，對該分布式供能系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行炯用傳遞分析及計算，從做功能力損失的角度對系統(tǒng)的節(jié)能潛力進行判斷，最終驗證了“能質(zhì)匹配”原則在分布式供能系統(tǒng)中的重要性。

1 能量網(wǎng)絡(luò)基本理論

1.1 能量網(wǎng)絡(luò)的基本概念

隨著分布式能源的不斷推廣及應(yīng)用，電力系統(tǒng)正發(fā)展成為一個龐大的多能源綜合利用系統(tǒng)，與不同類型的能源系統(tǒng)共同滿足用戶的能源需求。這些不同類型的能源系統(tǒng)雖然有著不同的表現(xiàn)形式，但它們本質(zhì)上傳遞的都是能量，本文將其統(tǒng)稱為能量網(wǎng)絡(luò)［11］，能量網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1所示。

圖1 能量網(wǎng)絡(luò)示意圖Fig.1 Schematic diagram of energy network

1.2 能量在線（管）路中的等效傳遞方程

能量網(wǎng)絡(luò)是由傳遞線（管）路組成的，圓柱傳遞線（管）路如圖2所示，圖中X為強度量，Jx為廣延量x的流密度矢量，下標A1和E1分別代表傳遞線（管）路的首端和末端截面。要研究能量在網(wǎng)絡(luò)中的傳遞規(guī)律，必然要先研究能量在線（管）路中的傳遞規(guī)律。文獻［11］基于文獻［13］提出的廣延量普遍化表達式Jx=KΔX（ΔX為強度量梯度），推導(dǎo)出能量在圓柱形傳遞線（管）路中的等效傳遞方程。

圖2 圓柱傳遞線（管）路Fig.2 Cylindrical transfer line（pipe）

當(dāng)廣延量傳遞系數(shù)K為定值時（例如電能傳遞、穩(wěn)態(tài)層流狀態(tài)下的壓能傳遞），能量在線（管）路中的等效傳遞方程為：

其中，L和A分別為傳遞線（管）路的長度和截面積；R為傳阻，在電能傳遞過程中其為電阻，在壓能傳遞過程中其為流阻；H*為積分 ∫HdL的拉格朗日中值，也即傳遞過程中的等效廣延量流。

當(dāng)廣延量傳遞系數(shù)K非恒定，但能量傳遞系數(shù)λ=KX恒定時（例如熱傳導(dǎo)過程），能量在線（管）路中的等效傳遞方程為：

實際熱量傳遞中，軸向上的溫差很小，其引起的熱量傳遞可忽略不計。傳遞過程中的熱損失由熱量徑向傳遞引起，此時可對式（2）進行如下變換：

其中，下標r1和r2分別代表圓柱形傳遞線（管）路的內(nèi)壁及外壁的半徑；He、Re分別為熱流量、熱阻。

若進一步考慮管內(nèi)流體與管壁之間和管外流體與外壁之間的熱對流，可用多個串聯(lián)熱阻表示徑向?qū)徇^程，徑向熱阻表達式為：

其中，λ為導(dǎo)熱系數(shù)；h1、h2分別為內(nèi)、外壁的對流傳熱系數(shù)。

能源有許多類型，但實際工程中能量的網(wǎng)絡(luò)化傳遞主要依靠電網(wǎng)絡(luò)和流體網(wǎng)絡(luò)（如熱網(wǎng)、燃氣網(wǎng)等）。核能、風(fēng)能、太陽能、水能等都必須先轉(zhuǎn)化為電能或者熱能再傳遞。電網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)態(tài)不可壓縮流體網(wǎng)絡(luò)的等效傳遞方程均為：

式（5）表示電網(wǎng)絡(luò)方程時，X為電壓，H為電流，K為電導(dǎo)率，該式即為歐姆定律［14］；表示流體網(wǎng)絡(luò)方程時，X為壓強，H為體積流量，K為體積傳遞系數(shù)率，該式即為不可壓縮穩(wěn)態(tài)層流的流動方程［15］。

1.3 廣義的基爾霍夫定律

電網(wǎng)絡(luò)是能量網(wǎng)絡(luò)的一個特例，對應(yīng)于電網(wǎng)絡(luò)的基爾霍夫電壓定律（KVL）和基爾霍夫電流定律（KCL），本文分別建立能量網(wǎng)絡(luò)的基爾霍夫強度量定律（KIL）和基爾霍夫廣延量定律（KEL）。基于廣義的基爾霍夫定律能像列寫電網(wǎng)絡(luò)方程一樣列寫出能量網(wǎng)絡(luò)方程，從而可以對能量網(wǎng)絡(luò)中的各個參數(shù)進行求解。

a.基爾霍夫強度量定律：在能量網(wǎng)絡(luò)的任何一個回路中，各段線（管）路強度量的變化量之和為0，即∑ΔX=0。

b.基爾霍夫廣延量定律：對于能量網(wǎng)絡(luò)中任何一個節(jié)點，流入該節(jié)點的廣延量等于流出該節(jié)點的廣延量。

1.4 能量網(wǎng)絡(luò)方程的建立

由廣義基爾霍夫定律可以列寫出描述能量網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的方程組：

其中，A為關(guān)聯(lián)矩陣；Bf為基本回路矩陣；H為廣延量流量矩陣；ΔX為強度量差矩陣。根據(jù)能量在線（管）路中的等效傳遞方程，可以列寫出描述傳遞線（管）路特性的方程組：

將這2個方程組組合就可以建立描述能量網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的能量網(wǎng)絡(luò)方程。由此可見，能量網(wǎng)絡(luò)方程與電網(wǎng)絡(luò)方程具有相同的形式，因而對該方程組可解性的分析也與電網(wǎng)絡(luò)方程組相似。對于一個有N+1個節(jié)點、B條支路的能量網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)廣義基爾霍夫定律可以寫出B個方程，B個方程中有2B個變量；再通過列寫出B條支路的支路特性方程，聯(lián)立則可對該能量網(wǎng)絡(luò)方程實現(xiàn)求解。該方法與電網(wǎng)絡(luò)中的2B求解法相似。

2 能量網(wǎng)絡(luò)的炯用傳遞分析

2.1 炯用在線（管）路中的普遍化傳遞方程

對能量的評價包括能量的量及能量的質(zhì)，與能量的量相比，能量的質(zhì)（即炯用）或能量的品位更能深入地反映能量傳遞及轉(zhuǎn)換過程中做功能力損失的實質(zhì)。對于一個實際的能量網(wǎng)絡(luò)，能量與炯用不是相互獨立的，能量在線（管）路中的傳遞過程實質(zhì)上也是炯用在線（管）路中的傳遞過程；某種能量和炯用的傳遞過程往往也會伴隨有與其他類型能量和炯用的相互轉(zhuǎn)化。與能量在傳遞及轉(zhuǎn)換過程中始終守恒相比，炯用的傳遞及轉(zhuǎn)換過程并不守恒，這表明了炯用傳遞過程必有其獨特之處。因此，本文將根據(jù)炯用傳遞理論，將同一個傳遞過程中的能量和炯用統(tǒng)一起來，以得到更具有實用意義的能量和炯用的傳遞規(guī)律。

文獻［13］提出了炯用的普遍化表達式：

其中，X0為強度量X的寂態(tài)值。

結(jié)合炯用的物理意義及定義可知，圖2所示的圓柱形傳遞線（管）路中，能量由截面A1到截面E1的傳遞過程中產(chǎn)生的炯用損為：

普遍化炯用傳遞及轉(zhuǎn)換的動力學(xué)方程為［13］：

其中，ρ為介質(zhì)的密度；gx為單位體積介質(zhì)中廣延量x的源強度。

式（10）等號左側(cè)就是炯用隨時間的變化率；等號右側(cè)第1項表示通過體積元邊界流入的炯用，第2項表示在強度量梯度的推動下與其他形式炯用之間的相互轉(zhuǎn)換部分，第3項表示伴隨著基本廣延量的產(chǎn)生而由其他形式的炯用轉(zhuǎn)化為該種形式的炯用。對該方程作體積分，整理簡化后則可得到時變圓柱形傳遞線（管）路內(nèi)的炯用平衡方程：

其中，xg為圓柱形傳遞線（管）路內(nèi)廣延量產(chǎn)生量關(guān)于長度L的函數(shù)。

對于時不變系統(tǒng)，式（11）等號左右兩邊均等于0，且dH=dxg，從而即可得到時不變系統(tǒng)圓柱形傳遞線（管）路內(nèi)的炯用平衡方程：

2.2 炯用在線（管）路中的傳遞過程分析

通過推導(dǎo)得到的式（11）及式（12），即炯用在線（管）路中的普遍化傳遞方程，是研究炯用在線（管）路中傳遞規(guī)律的重要依據(jù)。對于時不變系統(tǒng)，式（12）等號左側(cè)前2項即圓柱形傳遞線（管）路中流動過程產(chǎn)生的炯用損 ΔEx，通過移項有：

為了直觀地理解能量和炯用在圓柱形傳遞線（管）路內(nèi)傳遞及轉(zhuǎn)換過程中的變化規(guī)律，以廣延量H為橫坐標、強度量X為縱坐標，作圖得到能量在圓柱形傳遞線（管）路內(nèi)由截面A1流向截面E1的參數(shù)變化曲線，如圖3所示，圖中虛線X0為該傳遞過程中強度量X的寂態(tài)值。

圖3 參數(shù)變化曲線Fig.3 Variation of parameters

由能量公式可知，能量為狀態(tài)參數(shù)X和H的函數(shù)，與過程無關(guān)，也即過程ae與過程abe是等效的（其中ab代表廣延量不變的傳遞過程，be代表能量不變的傳遞過程）。過程be代表能量不變的傳遞過程，有SbmOc=SenOg。對比參數(shù)變化曲線易得，式（13）中代表傳遞過程中損失的炯用值；式（13）中代表傳遞過程中隨著廣延量的增加而由其他形式的炯用轉(zhuǎn)化為該種形式的炯用。從而有：

根據(jù)文獻［11］的分析可知，式（14）中 Sabcd代表能量在線（管）路中傳遞所產(chǎn)生的損失ΔE；Sjnmi代表傳遞不可逆性所造成的損失的部分能量，由于Sjnmi可以表示為X0ΔH（ΔH為傳遞過程中線（管）路廣延量的增加量），因此式（14）也可以改寫為：

式（15）表明：與能量傳遞分析相比，炯用傳遞分析考慮到了傳遞不可逆性所造成的損失的那部分能量，更深刻地反映了能量傳遞過程中做功能力損失的實質(zhì)。式（9）與式（15）是等價的，這表明以上的推導(dǎo)及分析是正確的，式（15）即是時不變系統(tǒng)的線（管）路中炯用損的普遍化表達式。

3 分布式供能系統(tǒng)的能量網(wǎng)絡(luò)分析

3.1 能量網(wǎng)絡(luò)的工程算例

為了驗證能量網(wǎng)絡(luò)方程的正確性及實用性，本節(jié)將對某供電局的分布式供能系統(tǒng)進行建模和計算，并通過計算所得數(shù)據(jù)與實際運行數(shù)據(jù)進行對比。在該分布式供能系統(tǒng)中，電能是通過線路傳遞的，冷量是以水為媒介通過管路傳遞的，分別形成了電網(wǎng)絡(luò)和管網(wǎng)，而這2個網(wǎng)絡(luò)也通過泵和用戶（實驗樓、綜合樓、新樓）結(jié)合在一起，該系統(tǒng)實質(zhì)上是一個能量網(wǎng)絡(luò)。

本文研究的分布式供能系統(tǒng)的主要設(shè)備包括燃氣輪機、溴化鋰制冷機組、電制冷空調(diào)、泵等。系統(tǒng)使用燃氣輪機燃燒天然氣發(fā)電，將電供應(yīng)給綜合樓、實驗樓和新樓，不足的電力由大電網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)。此外，該系統(tǒng)利用天然氣燃燒后的高溫余氣，通過溴化鋰吸收式制冷機制冷，將冷量供應(yīng)給新樓和綜合樓，不足的冷量由電制冷空調(diào)提供。分布式供能系統(tǒng)的配置簡圖如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)配置簡圖Fig.4 Simplified diagram of system configuration

本文選取該系統(tǒng)在 2010年 9月 2日 12∶00∶00的數(shù)據(jù)進行計算，在該時刻溴化鋰制冷機組只向新樓提供冷量（沒有向綜合樓和實驗樓提供冷量），即能量網(wǎng)絡(luò)中只有新樓，為了計算方便，本文在對該系統(tǒng)進行建模時，忽略綜合樓和實驗樓；雖然燃氣輪機既供電也間接地供冷，但該系統(tǒng)是與大電網(wǎng)絡(luò)相連接的，即可視為該分布式供能系統(tǒng)電能的供應(yīng)是充足的，所以將燃氣輪機和大電網(wǎng)絡(luò)視為同一個電能源來處理；假設(shè)冷網(wǎng)中流體處于穩(wěn)定層流狀態(tài)。根據(jù)以上簡化原則，該分布式供能系統(tǒng)的能量網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖5所示。

圖5 分布式供能系統(tǒng)的能量網(wǎng)絡(luò)示意圖Fig.5 Schematic diagram of energy network of distributed energy system

圖5中，S為電源；L為新樓中除去電制冷空調(diào)外其他電負荷；ARU為吸收式制冷機組；PCh為吸收式制冷機提供的冷量；PCe為電空調(diào)提供的冷量。整個系統(tǒng)運行狀態(tài)是由PCh和PCe的比值決定的。圖中實線代表電力線路，虛線代表冷水管路，電能與冷量通過水泵與冷負荷耦合在一起。由此可以畫出該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖見圖6。

圖6 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖Fig.6 System networks

系統(tǒng)冷負荷由水冷空調(diào)和中央電空調(diào)系統(tǒng)共同滿足，其中水冷空調(diào)系統(tǒng)制冷量PCh＝334.64 kW，中央電空調(diào)系統(tǒng)制冷量PCe＝540.54 kW。電源出口電壓ΔX3＝-230.19 V，新樓其他電負荷的等效電阻為R2＝RL＝2.15 Ω，R4為等效可變電阻，其值受電制冷空調(diào)提供的制冷量影響，管路流阻 R6＝2.4×106Pa·s／m3、R7＝3.6×106Pa·s／m3，電制冷空調(diào)的能效比 γCOP＝4，水泵總效率η=0.52。

由于該能量網(wǎng)絡(luò)中的強度量電壓和壓強屬于不同的物理量，兩者具有不同的物理含義，因此在數(shù)值上無法對它們直接進行比較，因而為了簡化計算，引入電力系統(tǒng)分析中的標幺制計算方法［1］。

選取流量基準值 HPB＝10-3m3／s，壓強基準值 ΔXPB＝103Pa，電壓基準值 ΔXqB＝230 V，電流基準值 HqB＝1／230 A，流阻基準值 RPB＝106Pa·s／m3，電阻的基準值 RqB＝5.29×104Ω。

a.由 PCh＝ρCΔTH6，H5＝H6＝H7，求得：H5＝H6＝H7＝3.331×10-2m3／s。

對已知參數(shù)進行標幺化處理后得到：總冷負荷PCs＝8.7518×105p.u.；機組提供冷量 PCh＝3.3464×105p.u.；電空調(diào)提供冷量 PCe＝ 5.405 4 × 105p.u.；電壓ΔX3s＝-1.001p.u.；冷水流量 H5s＝H6s＝H7s＝33.31 p.u.；電阻 R2s＝4.064×10-5p.u.；管路流阻 R6s＝2.4p.u.，R7s＝3.6p.u.。

b.列寫能量網(wǎng)絡(luò)方程組：

c.列寫支路特性方程：ΔXi＝HiRi（i＝2，6，7）。

d.列寫能量守恒方程：ΔX5H5+ηΔX1H1＝0。

e.列寫電空調(diào)支路方程：PCe＝γCOPΔX4H4。

f.求解方程組。

強度量對比及廣延量對比結(jié)果如表1所示。表中，ΔX1—ΔX4為相應(yīng)支路的電壓差；H1—H4為相應(yīng)支路的電流；ΔX5—ΔX7為相應(yīng)支路的壓強差；H5—H7為相應(yīng)支路的體積流量。

表1的對比結(jié)果表明：所有參數(shù)的誤差絕對值均在5%以內(nèi)，考慮到本文中建立的能量網(wǎng)絡(luò)模型是基于穩(wěn)態(tài)情況下的模型，模型本身并不完善，而實際運行過程是一個動態(tài)過程，所以計算數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)有誤差是可以理解的。考慮到誤差值不大，從而可以得出結(jié)論：能量網(wǎng)絡(luò)方程是正確的。

表1 運行參數(shù)對比Table 1 Comparison of operating parameters

3.2 分布式供能系統(tǒng)的炯用傳遞分析

能量網(wǎng)絡(luò)理論的建立為綜合能源系統(tǒng)的建模、分析、運行與規(guī)劃提供了重要的理論依據(jù)，但對工程實踐上的分布式供能系統(tǒng)而言，單純的能量分析及計算是不夠的。要對節(jié)能潛力作出科學(xué)的判斷及制定有效的優(yōu)化措施，需要深入地探討系統(tǒng)的炯用傳遞過程及其效率。分布式供能系統(tǒng)的炯用傳遞過程可分為2種：一為能量網(wǎng)絡(luò)線（管）路中的炯用傳遞過程；二為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的炯用傳遞過程。

3.2.1 能量網(wǎng)絡(luò)線（管）路的炯用損分析

輸電線路中的炯用損與電阻有關(guān)，電流在傳遞過程中產(chǎn)生熱效應(yīng)，線路中電炯用轉(zhuǎn)化為熱能耗散到環(huán)境中去。由于電壓的寂態(tài)值X0＝0，將其代入式（15）可知，電能傳遞過程中線路產(chǎn)生的炯用損為：

其中，H為流經(jīng)線路的電流；X為電壓。

壓力的寂態(tài)值X0≠0，分布式供能系統(tǒng)管道內(nèi)冷水是不可壓縮的，此時ΔH＝0。同樣地，將其代入式（15）也可得到式（16），此時H為流經(jīng)管道的體積流量，X為壓力。

冷水在管路傳遞過程中的能量損失為：

其中，M為管道內(nèi)的質(zhì)量流量；cp為定壓比熱容和分別為管段始端和末端處的流體溫度，管段始端和末端處的流體溫度滿足［10］式（18）所示關(guān)系。

其中，T0為環(huán)境溫度；λ為管道單位長度的傳熱系數(shù)。

在溫度變化不大的情況下，比熱容可視為定值，對于冷水管道其熵增為［16］：

聯(lián)合式（17）、（19），代入式（15），即可求得冷水在管道傳遞過程中產(chǎn)生的炯用損為：

在分布式供能系統(tǒng)中電力線路較短，輸電線路兩端的電壓降ΔX≈0，因此輸電線路內(nèi)的電炯用損失ΔExe≈0。分布式供能系統(tǒng)中通過冷水網(wǎng)絡(luò)傳遞冷量，根據(jù)3.1節(jié)求得的系統(tǒng)運行參數(shù)，聯(lián)立式（16）、式（18）和式（20），即可計算得到冷水管道的壓炯用損失和冷量炯用損失。

計算該系統(tǒng)2011年9月2日12∶00∶00的數(shù)據(jù)。在該時刻，環(huán)境溫度T0＝307.75 K，冷水機組出口溫度T1＝280.25K，冷水機組入口溫度為T2＝282.65K。根據(jù)式（18）和系統(tǒng)運行參數(shù)，即可推導(dǎo)出系統(tǒng)各冷水管道始端和末端的溫度，代入式（16）和式（20）即可算得冷水管道支路b6和b7的壓炯用和冷量炯用損失。其中管道支路b6的壓炯用和冷量炯用損失分別為ΔExp＝2.658 kW 和 ΔExh＝4.989 kW，b7的壓炯用和冷量炯用損失分別為 ΔExp＝3.986 kW 和 ΔExh＝4.239 kW。

通過上述分析可知，在分布式供能系統(tǒng)中輸電線路電炯用損失可忽略不計，流體網(wǎng)絡(luò)冷水管道的壓炯用和冷量炯用損失較大，在規(guī)劃運行過程中應(yīng)采取措施減少炯用損，例如：規(guī)劃階段合理選擇管道直徑長度，運行階段合理選擇冷水供應(yīng)溫度等。

3.2.2 能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的炯用效率分析

為了找出系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié)，提高能量利用效率，下文對系統(tǒng)中主要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備進行炯用分析及計算。

a.系統(tǒng)電路消耗的炯用也即分布式供能系統(tǒng)輸入的總電炯用為：

b.在分布式供能系統(tǒng)中，冷量炯用通過流體網(wǎng)絡(luò)傳遞，并沒有形成獨立熱網(wǎng)絡(luò)，而輸入的冷量炯用是通過冷水機組帶入網(wǎng)絡(luò)的。冷水機組帶入網(wǎng)絡(luò)的冷量炯用可以由式（22）進行計算。

其中，qm為冷水的質(zhì)量流量。

c.用戶獲得的冷量炯用包括2個部分：一部分是由電空調(diào)提供，另一部分是由水冷空調(diào)提供。這兩部分冷量炯用如式（23）所示。

其中，Tco為室內(nèi)空氣制冷出口目標溫度為空氣的定壓比熱容為水冷空調(diào)出口冷氣的質(zhì)量流量。從而系統(tǒng)輸出到用戶的冷量炯用為：

聯(lián)立式（21）—（24），代入具體某個時刻的數(shù)據(jù)，即可求得該分布式供能系統(tǒng)的炯用效率，結(jié)果如表2所示。

表2 系統(tǒng)炯用計算結(jié)果Table 2 Results of system exergy calculation

表2的計算結(jié)果表明，該分布式供能系統(tǒng)中水冷空調(diào)的炯用效率最高，中央電空調(diào)的炯用效率最低。要實現(xiàn)分布式供能系統(tǒng)總炯用效率的提高，在水冷空調(diào)系統(tǒng)能滿足用戶制冷需要的情況下，應(yīng)盡量減少使用中央空調(diào)系統(tǒng)，降低對高品位電能的消耗，即在分布式供能系統(tǒng)中，在滿足用戶能量需求的前提下，根據(jù)不同的用能場合匹配相應(yīng)品質(zhì)的能量，即實現(xiàn)“能質(zhì)匹配”，才能實現(xiàn)能量更有效的利用。

4 結(jié)論

本文基于炯用傳遞理論，經(jīng)過理論分析及推導(dǎo)，得到炯用在線（管）路中的普遍化傳遞規(guī)律，建立炯用在線（管）路中的傳遞分析理論。為了證明能量網(wǎng)絡(luò)理論的正確性及實用性，對某個在工程實踐上具有代表性的分布式供能系統(tǒng)進行建模、分析及計算。分析結(jié)果表明：系統(tǒng)各個參數(shù)的誤差絕對值均在5%以內(nèi)?？紤]到誤差值不大，從而可以得出結(jié)論：能量網(wǎng)絡(luò)方程是正確的。最后，對分布式供能系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行炯用傳遞分析及計算，從做功能力損失的角度對系統(tǒng)的節(jié)能潛力作出判斷，最后驗證“能質(zhì)匹配”原則在分布式供能系統(tǒng)中的重要性。

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