该文受European Regional Development Fund(through the Welsh Government)资助。

原文发表在《全球能源互联网》2019年第2卷第4期，欢迎品读。

伴随着气候变暖以及人民生活水平提高，居民制冷需求有了显著的增长。2000—2010年间，全球空间供冷的能源消耗增加了60%。然而，广泛使用的空调在给电网带来巨大压力的同时，也加剧了城市热岛效应，使得城市制冷需求进一步增加。对于采用河流和湖泊作为冷源的区域供冷系统，在夏季高峰负荷期间，持续高温热浪导致的尖峰制冷负荷将会使本来已经偏高的水温进一步升高，超过水中生物的生存极限。2003年和2018年的两次热浪造成欧洲大量河流中鱼类窒息死亡。未来全球极端气候条件出现的次数可能会继续增加，高峰制冷负荷对于水中生物和电网的影响会更加严重。因此，有必要采取措施降低制冷负荷峰值，避免由此产生的不良影响。

本文以一个河水为冷源的区域供冷系统为例展开研究，系统结构如下图所示。

⬆以河流做冷源的区域供冷系统结构

根据储能系统进水和回水接入点的不同，主要考虑如下两种接入方案：

1）方案1。相变储能系统安装于楼宇回水侧（制冷水吸热后），楼宇回水先经过储能，之后再回到换热站。

2）方案2。相变储能系统与楼宇并联，进水口和出水口分别接到楼宇的进水口和出水口。

⬆含有相变储热系统的楼宇结构

为尽可能减少对现有系统的影响，降低改造难度，在加装蓄冷系统时首先考虑串并联选择。储能系统采用方案1和方案2接入会对已有系统水力平衡造成不同的影响。相比于方案1（类似于电气系统串联）接入，采用方案2（类似于电气系统并联）接入时，对系统影响相对较小。然而，在不同的接入方案下，储能系统与制冷系统有不同的换热效率，因此，本文采用最大削峰量、削峰持续时间以及储能状态恢复时间三个性能指标对相变储能系统进行对比。

⬆换热站削峰幅值

⬆储能系统最大削峰持续时间

⬆储能系统状态恢复时间