許野,何哲晨,譚鈞元,郭軍紅,李薇,李亞樓

(1.華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京市 102206；2.教育部資源環(huán)境系統(tǒng)優(yōu)化重點實驗室，北京市 102206；3.電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室(中國電力科學(xué)研究院有限公司) 北京市 100192)

0 引 言

中國的社會和經(jīng)濟發(fā)展受到能源短缺與環(huán)境污染兩大問題的嚴(yán)重制約。建筑作為能源消耗的“三大巨頭”之一，至2020年我國建筑能耗占全國總能耗的35%左右，單位面積能耗量是氣候條件接近的發(fā)達國家的3倍左右。尤以商場、醫(yī)院、辦公樓等公共建筑為甚，是普通住宅運行能耗的3～4倍[1]，因此，公共建筑的節(jié)能已經(jīng)成為我國建筑節(jié)能工作中的首要任務(wù)。實踐證明，采用天然氣“冷-熱-電”聯(lián)供(combined cooling heating and power, CCHP)系統(tǒng)為小型建筑供能，有助于優(yōu)化高耗能建筑能源結(jié)構(gòu)與利用率，減少污染物排放，已具備大規(guī)模推廣、高效發(fā)展的成熟條件，可進一步推進社會的可持續(xù)發(fā)展[2-4]。

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)第五次氣候評估報告指出，截止到21世紀(jì)末全球平均氣溫將升高0.3～4.8 ℃，熱浪、強降水等極端事件發(fā)生頻率將增加，全球氣候變暖已成大趨勢。據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB 50068—2018)》，普通房屋和構(gòu)筑物的設(shè)計使用年限為50年，標(biāo)志性建筑和重要建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為100年，在長期使用年限條件下，氣候變化勢必會對建筑能耗造成影響，進而影響到CCHP系統(tǒng)供能策略的實用性和可靠性。

隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，利用軟件模擬技術(shù)完成建筑負(fù)荷預(yù)測的優(yōu)勢日益凸現(xiàn)，備受國內(nèi)、外學(xué)者的廣泛關(guān)注[5-10]。文獻[5]利用DeST軟件分析了建筑材料類型和保溫層厚度兩個因素對建筑負(fù)荷的影響。結(jié)果表明，相較于冷負(fù)荷，增加絕緣材料對熱負(fù)荷的影響更大。文獻[6]利用eQUEST軟件構(gòu)建了典型城市的住宅負(fù)荷預(yù)測模型，并對住宅的修改設(shè)計案例進行了模擬和經(jīng)濟分析。文獻[7]利用TRNSYS軟件分析了辦公建筑的負(fù)荷構(gòu)成并篩選了冷、熱負(fù)荷的影響因素。結(jié)果表明，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行超短期預(yù)測時，預(yù)測誤差在8%以內(nèi)。文獻[8]提出考慮儲能特性的混合負(fù)荷跟隨運行策略并利用DeST軟件模擬大型辦公樓并對辦公樓的冷熱電負(fù)荷進行計算，驗證了所提運行策略的可行性和優(yōu)越性。文獻[9]選用eQUEST軟件建立了建筑模型，模擬計算得到逐時負(fù)荷數(shù)據(jù)，在負(fù)荷需求分析的基礎(chǔ)上給出合理的裝機容量，確保分布式供能系統(tǒng)的利用率，以獲得較好的運行收益。文獻[10]在運用DeST軟件建立酒店負(fù)荷預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，重點評估了不同控制策略條件下的太陽能冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的運行性能。但是，多數(shù)情況下采用氣象要素的歷史均值作為輸入變量，無法反映未來，特別是氣候變化條件下建筑能源需求的波動變化趨勢。

近年來，隨著溫室效應(yīng)的不斷加劇，國內(nèi)、外圍繞如何制定適應(yīng)氣候變化的“冷-熱-電”三聯(lián)供系統(tǒng)運行方案開展了一系列研究[11-18]。文獻[11]在預(yù)測氣候變化條件下的溫度和輻射值的基礎(chǔ)上，以中國上海某酒店為例，建立了太陽能聯(lián)供系統(tǒng)運行優(yōu)化模型，有效避免氣候變化導(dǎo)致的能源供需失衡。文獻[12]分析了不同氣候區(qū)域典型建筑的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化方案，結(jié)果表明，除嚴(yán)寒地區(qū)以外，“以熱定電”策略的適應(yīng)性更強。文獻 [13]構(gòu)建了不同氣候條件下的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化模型，提出了不同場景成本最低、能源利用效率最高的系統(tǒng)運行策略。文獻[14]提出了綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性和碳排放影響的CCHP系統(tǒng)容量配置規(guī)劃模型,仿真分析比較了經(jīng)濟性權(quán)重和環(huán)保性權(quán)重對系統(tǒng)容量配置的影響，為CCHP系統(tǒng)的規(guī)劃提供一定的理論指導(dǎo)。文獻[15]基于構(gòu)建的不確定集合，將含可再生能源和儲能的CCHP微網(wǎng)運行優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為兩階段魯棒優(yōu)化模型，借此有效解決氣候變化帶來的環(huán)境問題。文獻[16]面向用戶不同氣候條件下的能源需求差異，采用基于模糊層次分析和反熵權(quán)法的多目標(biāo)決策法，對CCHP和含新能源CCHP兩套系統(tǒng)進行了綜合評估與分析。文獻[17]針對不同氣候條件下的居民區(qū)能源需求不確定性特征，構(gòu)建了基于下方風(fēng)險規(guī)避的區(qū)間2階段隨機優(yōu)化模型，生成了利于實現(xiàn)能源供需平衡的最優(yōu)供能策略。文獻[18]在構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)運行優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，充分考慮了綜合能源系統(tǒng)在冬、夏兩季的運行工況差異，采用分季調(diào)節(jié)運行模式，求解生成了最佳運行策略。

盡管上述研究可以一定程度地反映氣象條件對CCHP系統(tǒng)的影響，但是仍然無法很好地反映氣候變化導(dǎo)致的極端天氣現(xiàn)象，以及準(zhǔn)確地描述氣候變化條件下的氣象要素變化情況和定量估算該變化對建筑負(fù)荷和CCHP系統(tǒng)供能策略的影響。因此，本文采用區(qū)域氣候模型PRECIS預(yù)測氣候變化條件下該地區(qū)未來至2100年的溫度值，利用TRNSYS軟件計算其未來能源需求，創(chuàng)新性地將需求預(yù)測結(jié)果作為重要輸入變量結(jié)合到預(yù)先構(gòu)建的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化模型中，生成適應(yīng)氣候變化的、保證能源供需平衡的CCHP系統(tǒng)運行方案。最后以上海市某醫(yī)院為例，對所提方法進行驗證。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 總體介紹

圖1展示了本文研究的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的組成和運行模式。結(jié)合預(yù)測的用戶能源需求，優(yōu)化確定內(nèi)燃機的輸出功率和對應(yīng)的天然氣耗量；當(dāng)煙氣熱水型溴化鋰機組優(yōu)先使用，利用高溫?zé)煔夂陀酂釤崴疅o法滿足用戶的冷、熱需求時，驅(qū)動離心式制冷機和燃氣鍋爐進行補充供能，在實現(xiàn)能源梯級利用的同時，確保能源供需平衡。

圖1 CCHP系統(tǒng)示意圖Fig.1 Demonstration of a CCHP system

近年來，隨著溫室效應(yīng)的不斷加劇，全國多地極端高溫頻發(fā)，用戶的能源需求峰值屢創(chuàng)新高，給能源的安全和穩(wěn)定供應(yīng)帶來了極大的困難。與此同時，居民生活水平的不斷提高，導(dǎo)致冷量、熱量和電力供應(yīng)的可靠性與安全性要求日益嚴(yán)格。CCHP系統(tǒng)在發(fā)電過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔饪杀讳寤嚈C組回收利用產(chǎn)生冷能和熱能，不足部分可由燃氣鍋爐和離心式制冷機組來補充供能。這種協(xié)同運行模式在增強能源供給可靠性的同時，顯著提高能源利用率，具有明顯優(yōu)勢。因此，如何在準(zhǔn)確識別全球變暖背景下建筑的冷、熱需求的基礎(chǔ)上，考慮經(jīng)濟效益和保障能源供需平衡制定適應(yīng)氣候變化的CCHP系統(tǒng)運行方案顯得至關(guān)重要。圖2為氣候變化條件下的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化模型構(gòu)建的總體技術(shù)路線圖。

圖2 技術(shù)路線圖Fig.2 The technical roadmap

1.2 基于TRNSYS的建筑負(fù)荷預(yù)測

TRNSYS(Transient System Simulation Program)即瞬時系統(tǒng)模擬程序，是TRNSYSstudio、TRNEdit、TRNBuild、TRNEXE、TRNSYS-3D以及TRNOPT等軟件的總稱[19]。相較于DeST、EnergyPlus和eQUEST等其他建筑負(fù)荷預(yù)測軟件，TRNSYS的模塊化思想使其注重搭建模型過程中模塊的輸入和輸出參數(shù)，并非系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有利于建立內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑能耗模擬模型；開放式的模塊化結(jié)構(gòu)支持根據(jù)模型需要在模塊間任意建立連接，計算過程簡單，利于精確預(yù)測建筑負(fù)荷。

1.3 基于PRECIS的氣候變化模擬分析

已有研究表明，氣候變化條件下的溫度、濕度、太陽輻射等氣象因素的波動對建筑負(fù)荷產(chǎn)生了很大的影響[20]，尤其是近年來我國夏季頻繁出現(xiàn)的高溫天氣現(xiàn)象，導(dǎo)致制冷需求急劇增加，進而引發(fā)能源供需失衡。因此，定量評估氣候變化對建筑用戶側(cè)冷、熱負(fù)荷的影響，并以此為依據(jù)設(shè)計合理的建筑供能系統(tǒng)

運行方案，顯得尤為重要。英國氣象局Hadley氣候中心開發(fā)的PRECIS區(qū)域氣候模式，可以較好地模擬出中國地區(qū)多年平均氣溫的空間分布特征，以此作為建筑負(fù)荷預(yù)測模型的輸入變量，可以很好地反映氣候變化條件下建筑負(fù)荷的變化特征[21-22]。

1.4 氣候變化條件下的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化模型構(gòu)建

本文搭建了以經(jīng)濟收益最大化為目標(biāo)函數(shù)，以能源供需平衡和設(shè)備容量限制為主要約束條件的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化模型，保證系統(tǒng)的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性[23]。

1.4.1目標(biāo)函數(shù)：系統(tǒng)利潤最大化

(1)

(2)

TN=TB-TC

(3)

式中：TB為典型月的系統(tǒng)總收益；tb為典型月的系統(tǒng)制冷(或供暖)收益；cee(t)為t時刻內(nèi)燃機發(fā)電量；ep(t)為t時刻售電電價；TC為典型月的系統(tǒng)總成本；tcec(t)為t時刻內(nèi)燃機運行成本；tlbc(t)為t時刻溴化鋰機組運行成本；tcmc(t)為t時刻離心制冷機運行成本；tbc(t)為t時刻鍋爐運行成本；TN為典型月的系統(tǒng)總利潤。

1)內(nèi)燃機運行成本。

tcec(t)=cec(t)+cel(t)ey(t)+cee(t)η1ep(t)+

ceng(t)eg(t)+em(t)cee(t)+

ec(t)ceng(t), ?t

(4)

式中：cec(t)為內(nèi)燃機折舊損耗成本；cel(t)為t時刻內(nèi)燃機潤滑油消耗量；ey(t)為單位質(zhì)量的潤滑油價格；η1為內(nèi)燃機耗電比例，%；ceng(t)為t時刻內(nèi)燃機天然氣耗量；eg(t)為單位體積天然氣價格；em(t)為內(nèi)燃機單位發(fā)電量的運行維護費用；ec(t)為內(nèi)燃機運行時消耗天然氣產(chǎn)生的污染物造成的單位環(huán)境成本。

2)煙氣熱水型溴化鋰機組運行成本。

tlbc(t)=lbe(t)ep(t)+lbm(t)×
[lbihd(t)+lbicd(t)], ?t

(5)

式中：lbe(t)為t時刻溴化鋰機組耗電量；lbm(t)為溴化鋰機組單位制冷量的設(shè)備運行維護費用；lbihd(t)為t時刻內(nèi)溴化鋰機組供暖量；lbicd(t)為t時刻溴化鋰機組供冷量。

3)離心式制冷機運行成本。

tcmc(t)=[cmcie(t)+cmfe(t)s(t)]ep(t)+

cmm(t)cmcid(t), ?t

(6)

(7)

式中：cmcie(t)為t時刻離心制冷機滿足制冷需求的耗電量；cmfe(t)為離心制冷機運轉(zhuǎn)過程中的固定耗電量；s(t)為整數(shù)變量，運行時取1，否則為0；cmm(t)為離心制冷機單位制冷量的運行維護費用；cmcid(t)為t時刻離心制冷機供冷量。

4)鍋爐運行成本。

tbc(t)=bie(t)ep(t)+bing(t)eg(t)+

bmc(t)bihd(t), ?t

(8)

式中：bie(t)為t時刻鍋爐滿足供暖需求的耗電量；bing(t)為t時刻鍋爐滿足供暖需求的天然氣耗量；bmc(t)為鍋爐單位制熱量的運行維護費用；bihd(t)為t時刻鍋爐供暖量。

5)初期投資成本。

(9)

1.4.2主要約束

1)供暖約束。

bihd(t)+lbihd(t)≥ihd(t),?t

(10)

式中：ihd(t)為t時刻用戶供暖需求。

2)供冷約束。

lbicd(t)+cmicd(t)≥icd(t),?t

(11)

式中：icd(t)為t時刻用戶供冷需求。

3)設(shè)備運行約束。

ceemin(t)≤cee(t)≤ceemax(t),?t

(12)

lbicd(t)≤lbicdmax(t),?t

(13)

lbihd(t)≤lbhdmax(t),?t

(14)

bihd(t)≤bhdmax(t),?t

(15)

cmicd(t)≤cmicdmax(t),?t

(16)

式中：ceemax(t)為內(nèi)燃機最大發(fā)電量；ceemin(t)為內(nèi)燃機最小發(fā)電量；lbicdmax(t)為溴化鋰機組最大制冷量；lbhdmax(t)為溴化鋰機組的最大制熱量；bhdmax(t)為過鍋爐的最大功率；cmicdmax(t)為離心式制冷機組最大功率。

2 案例分析

2.1 研究對象概況

近年，醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)迅速推進，大型醫(yī)院建設(shè)也得到空前發(fā)展。在眾多類型公共建筑中，醫(yī)院的用能系統(tǒng)功能最復(fù)雜，使用時間最長，且使用強度十分高，對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求十分嚴(yán)格。高科技診療手段、設(shè)備的不斷更新使醫(yī)院的能耗呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢。故深入剖析醫(yī)院建筑的能耗規(guī)律與運行模式，對公共建筑節(jié)能、穩(wěn)定性改造具有重要研究價值。

本文以上海市某醫(yī)院為研究對象，建筑朝向為正北，面積約為8 922.99 m2，共7層，高約35 m。醫(yī)院內(nèi)根據(jù)不同功能分為普通病房、特殊病房及附屬功能房(包括護士站、辦公室、值班室等)三個區(qū)域，是其集中式空調(diào)系統(tǒng)耗能的主要來源。建筑的一、二、三層房間功能復(fù)雜，主要為各科診室；四、五、六層主要為病房、手術(shù)室；七層主要為辦公區(qū)，符合《綜合醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中一般綜合醫(yī)療建筑中病房、門診和附屬功能房的面積比例大致為3.5∶2∶1的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 建筑負(fù)荷預(yù)測

為準(zhǔn)確掌握醫(yī)院的負(fù)荷變化情況，采用TRNSYS軟件，以建筑所處方位、結(jié)構(gòu)、外部氣象要素和室內(nèi)熱擾等因素為輸入變量，對其全年8 760 h的冷、熱負(fù)荷進行模擬計算。圖3展示了TRNSYS環(huán)境下醫(yī)院建筑模型示意圖，通過外部氣象參數(shù)輸入模塊、地溫模塊和建筑模型輸入等模塊組合進行建筑負(fù)荷預(yù)測。

圖3 基于TRNSYS軟件的醫(yī)院建筑模型示意圖Fig.3 Schematic diagram of hospital model using TRNSYS software

2.3 氣候變化模擬分析

本文以全球氣候模式HadGEM2-ES數(shù)據(jù)為邊界和初始條件，驅(qū)動英國Hadley中心開發(fā)的PRECIS區(qū)域氣候模型[24]，以25 km ×25 km 為空間分辨率，分別選取不同濃度路徑RCP4.5(中等排放情景)和RCP8.5(高排放情景)作為未來情景，模擬得到上海地區(qū)未來至2100年的溫度值。圖4展示了4個代表年，即2025年、2050年、2075年及2098年的溫度變化情況。

圖4 氣候變化條件下的上海市月平均溫度變化情況Fig.4 Monthly average temperature in Shanghai under climate change

選取有代表性的最低溫月份1月及最高溫月份8月作為典型月對建筑進行冷、熱負(fù)荷預(yù)測。目前，典型月1月份平均溫度為4.51 ℃，8月為26.98 ℃。如圖2所示，隨著溫室氣體濃度的增加(即年份的增加)，氣候變暖趨勢明顯，月平均溫度呈現(xiàn)上升趨勢。在RCP4.5情景下，1月的平均溫度漲幅為2.27～6.87 ℃，8月的平均溫度漲幅為0.47～2.71 ℃；在RCP8.5情景下，對應(yīng)的低溫和高溫月份的溫度漲幅分別為1.47～8.91 ℃和0.21～5.86 ℃。

2.4 氣候變化條件下的建筑負(fù)荷預(yù)測

將PRECIS預(yù)測得到的未來氣候變化條件下的溫度作為TRNSYS的輸入變量，即可得到該醫(yī)院未來的冷、熱負(fù)荷值，詳見圖5和圖6。

圖5 氣候變化條件下的醫(yī)院全年熱負(fù)荷Fig.5 Annual heat load of hospital under climate change

圖6 氣候變化條件下的醫(yī)院全年冷負(fù)荷Fig.6 Annual cool load of hospital under climate change

如圖5、6所示，與現(xiàn)狀的變化趨勢相類似，醫(yī)院的全年供暖期主要集中在冬季12月—次年2月，在1月達到高峰。在溫度升高的前提下，供暖需求降低，其中RCP8.5情景降幅更為明顯。在RCP4.5情景下，熱負(fù)荷在1月份平均降幅為17.58%～47.74%；在RCP8.5情景下，平均降幅為28.50%～67.44%。全年制冷期主要集中在6—9月，在8月達到高峰，氣溫升高導(dǎo)致冷負(fù)荷顯著升高，RCP8.5情景條件下的變化更為明顯。在RCP4.5情景下，制冷季典型月8月冷負(fù)荷的平均漲幅為4.36%～14.06%；在RCP8.5情景下，平均漲幅為9.65%～28.90%。

2.5 系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)介紹

表1展示了CCHP系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)和經(jīng)濟參數(shù)。參考上海市發(fā)展和改革委員會公布的相關(guān)文件，確定電價和天然氣價格，如表2所示。

表1 CCHP系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和經(jīng)濟參數(shù)Table 1 The critical technical and economic parameters of CCHP system

表2 電價、燃氣價格參數(shù)Table 2 The electricity-price and gas-price parameters

3 結(jié)果分析

如前所述，氣候變暖導(dǎo)致醫(yī)院的冷負(fù)荷和電負(fù)荷呈現(xiàn)上升趨勢，熱需求則逐年降低，為了更好地適應(yīng)氣候變化和確保能源供需平衡，隨著氣候變暖趨勢的不斷加劇，求解優(yōu)化模型得到的CCHP系統(tǒng)運行策略也相應(yīng)發(fā)生變化。

全球變暖情況下，相較于供熱量和發(fā)電量，制冷量的變化趨勢更為明顯。圖7展示了氣候變化條件下夏季典型月(8月)CCHP系統(tǒng)的冷量供應(yīng)情況。如圖7所示，在RCP4.5情景下，4個典型年(即2025、2050、2075和2098)溴化鋰機組的月制冷量分別為800 270.12、1 012 634.42、1 172 479.31和1 365 313.76 kW·h；離心式制冷機的制冷量分別為134 725.39、145 257.37、149 865.26和168 319.34 kW·h。導(dǎo)致系統(tǒng)制冷量顯著增加的原因是，氣溫升高的幅度逐年增加，用戶的冷需求顯著升高，因此，供冷設(shè)備的出力水平相應(yīng)提高。類似的變化趨勢也反映在RCP8.5情景條件下。溴化鋰機組的制冷量分別為906 644.21、1 070 863.82、1 250 962.81和15 450 319.51 kW·h；離心式制冷機的制冷量為146 704.89、153 260.62、189 315.64和194 113.96 kW·h。由于RCP8.5的溫室效應(yīng)更為明顯，因此，相同年份下的系統(tǒng)制冷出力高于RCP4.5下的。另外，溴化鋰制冷機組的出力水平明顯高于離心式制冷機組。其主要原因在于，溴化鋰機組以內(nèi)燃機發(fā)電過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂陀酂釤崴疄槟芰縼碓?，用能成本明顯低于離心式制冷機的耗電成本。這也反映了CCHP系統(tǒng)利于能源梯級利用的巨大優(yōu)勢。

圖7 夏季典型月兩個RCP情景下CCHP系統(tǒng)的制冷量Fig.7 The cold output of CCHP system under two RCP scenarios in summer

氣候變化在改變CCHP系統(tǒng)的供能策略的同時，對系統(tǒng)的經(jīng)濟表現(xiàn)也產(chǎn)生很大的影響。圖8展示了氣候變化條件下典型月CCHP系統(tǒng)的成本變化情況。以制冷季的典型月8月為例，現(xiàn)有氣象條件下的CCHP系統(tǒng)運行成本為259.18萬元，在RCP4.5情景下，不同年份的系統(tǒng)運行成本分別為260.10、264.62、268.72和275.95萬元。氣候變化條件下的系統(tǒng)成本高于現(xiàn)狀的同時，隨年份的增加呈現(xiàn)遞增趨勢。其主要原因在于，氣候變暖導(dǎo)致冷負(fù)荷增加，供冷設(shè)備的出力隨之增加，最終導(dǎo)致成本上升。供暖季典型月1月的成本變化趨勢與制冷季截然相反，熱需求的降低使得系統(tǒng)運營成本明顯降低。當(dāng)前運行成本為213.18萬元，在RCP4.5情景下，運行成本分別為198.27、197.29、189.23和185.76萬元；由于過渡季10月醫(yī)院的負(fù)荷仍以冷負(fù)荷為主，因此，系統(tǒng)運行成本的變化趨勢與制冷季大致相同。目前運行成本為236.74萬元，在RCP4.5情景下，運行成本分別為245.28、246.18、249.00和249.74萬元；在RCP8.5情景下，成本分別為246.08、249.29、252.9和254.28萬元。

圖8 氣候變化條件下系統(tǒng)成本變化情況Fig.8 The variation in system cost under climate change

綜上所述，本文構(gòu)建的氣候變化條件下的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化模型，通過增加制冷設(shè)備的出力，可有效避免全球氣候變暖形勢下連續(xù)高溫造成的系統(tǒng)供能不足問題；同時，合理減少供暖設(shè)備的出力，可以緩解“暖冬”問題造成的供能過剩問題，顯著提升系統(tǒng)經(jīng)濟性?？紤]到PRECIS軟件應(yīng)用范圍的廣泛性、TRNSYS軟件面向各類建筑的靈活性和通用性、綜合能源系統(tǒng)運行優(yōu)化模型的普適性，基于區(qū)域氣候模擬、建筑負(fù)荷預(yù)測和供能系統(tǒng)運行優(yōu)化的組合方法在解決特定區(qū)域的其他用途建筑的供能策略優(yōu)化問題，同樣具有很好的應(yīng)用前景。

4 結(jié) 論

本文提出了一種氣候變化背景下，耦合負(fù)荷預(yù)測的CCHP系統(tǒng)運行優(yōu)化模型，創(chuàng)新性地實現(xiàn)了區(qū)域氣候模擬、建筑負(fù)荷預(yù)測和供能系統(tǒng)優(yōu)化的集成應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)優(yōu)化模型，該模型可有效避免未來極端天氣條件下夏季制冷不足和冬季供暖過剩的問題，增強用戶體驗的同時，實現(xiàn)降本增效。在建筑能耗模型和供能系統(tǒng)運行優(yōu)化模型的構(gòu)建過程中，存在一定程度的簡化和假設(shè)，可能影響負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和供能策略的可靠性，后續(xù)需要通過全面、系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)研、資料收集和文獻查閱工作，以及供能系統(tǒng)仿真模型和運行優(yōu)化模型的組合，為CCHP系統(tǒng)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用提供技術(shù)支持。