冷热电联供系统的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种冷热电联供系统的控制方法及装置，其中，方法包括：根据低压压缩机的出口压力值、吸气温度、压力和等熵效率获取低压压缩机的出口温度、焓和熵；根据透平的进气压力和高压压缩机的等熵效率得到高压压缩机的出口温度、焓和熵；获取冷热电联供系统的换热器的换热量、透平的做功量、高压压缩机的耗功量、低压压缩机的耗功量、主供冷器的换热量和加热器的加热量，以得到综合热效率；根据综合热效率获取低压压缩机的最优中间压力值，以通过调节低压压缩机的出口压力控制主制冷系统和发电系统之间的压缩过程。该方法可以有效提高冷热电联供系统的综合热效率，同时提高冷热电联供系统的发电量、制冷量和制热量之间调节的灵活性。

Control method and device for combined cooling heating and power system

The invention discloses a control method and a device for a combined cooling, heating and power supply system, wherein the method comprises: obtaining the outlet temperature, enthalpy and entropy of a low pressure compressor according to the outlet pressure value, the suction temperature, the pressure and isentropic efficiency of a low pressure compressor; and obtaining a high pressure according to the inlet pressure of a turbine and the isentropic efficiency of a high pressure compressor. Compressor outlet temperature, enthalpy and entropy; obtain heat exchanger heat exchanger, turbine power, high-pressure compressor power consumption, low-pressure compressor power consumption, heat exchanger of the main cooler and heater heating capacity, in order to obtain the comprehensive thermal efficiency; according to the comprehensive thermal efficiency of low-pressure compressor. The optimal intermediate pressure is used to control the compression process between the main refrigeration system and the power generation system by adjusting the outlet pressure of the low pressure compressor. This method can effectively improve the comprehensive thermal efficiency of the CCHP system, and at the same time improve the flexibility of adjusting the power generation, refrigeration and heat production of the CCHP system.

【技术实现步骤摘要】
冷热电联供系统的控制方法及装置
本专利技术涉及能源
，特别涉及一种冷热电联供系统的控制方法及装置。
技术介绍
近年来，世界各国对气候的变化方面表现出极大的关注。针对新型替代制冷工质的研究已成为热门课题。目前被广泛使用的替代氟利昂制冷剂(如：R134a)虽不会破坏臭氧层，但能造成严重的温室效应。自然工质如水、空气、氨和二氧化碳等流体中，二氧化碳是唯一的不可燃且无毒的，并且能够在低于0℃的蒸汽压缩循环中运行的工质。以超临界CO2为工质的布雷顿动力循环系统效率高，与亚临界水蒸汽循环、氦气布雷顿循环等相比，以超临界CO2为工质的布雷顿循环动力系统在700℃的热源温度附近具有较高的循环热效率，在部分压缩的回热循环中热效率最高可达52％。利用CO2为工质的跨临界热泵热水器比采用常规工质的系统性能更好，跨临界CO2压缩式制冷空调系统在能效比上也越来越接近采用其他工质的系统。在跨临界CO2压缩式制冷系统的基础上，采用喷射器来替代传统节流装置时，可以有效地减少超临界压力CO2的节流损失，进一步提升系统的能效比。如果实现超临界CO2布雷顿发电循环和跨临界CO2喷射-压缩制冷循环的有机结合，将有望建立高效的基于自然工质CO2的一体化冷热电联供系统。常规的方法是将两个循环直接串联如图1所示，即透平出口的CO2经过冷却后进入喷射器，喷射器出口的气态CO2通过一个压缩机直接压缩至透平的进口压力。然而，这种方法的主要问题是：压缩机存在很大的压比，压缩效率低、耗功大。同时，相关技术的冷热电联供系统往往存在供冷量、供热量和发电量之间耦合性强的缺点，无法针对具体冷、热和电的需求变化而做出方便快速地调整。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种冷热电联供系统的控制方法，该方法可以有效提高冷热电联供系统的综合热效率，提高冷热电联供系统的发电量、制冷量和制热量之间调节的灵活性。本专利技术的另一个目的在于提出一种冷热电联供系统的控制装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种冷热电联供系统的控制方法，冷热电联供系统的主制冷系统与发电系统之间设置有高压压缩机和低压压缩机，且所述第一压缩机和所述第二压缩机之间设置有冷却器，其中，方法包括以下步骤：根据所述低压压缩机的出口压力值、吸气温度、压力和等熵效率获取所述低压压缩机的出口温度、焓和熵；根据透平的进气压力和所述高压压缩机的等熵效率得到所述高压压缩机的出口温度、焓和熵；获取所述冷热电联供系统的换热器的换热量、所述透平的做功量、所述高压压缩机的耗功量、所述低压压缩机的耗功量、主供冷器的换热量和加热器的加热量，以得到综合热效率；根据所述综合热效率获取所述低压压缩机的最优中间压力值，以通过调节所述低压压缩机的出口压力控制所述主制冷系统和所述发电系统之间的压缩过程。本专利技术实施例的冷热电联供系统的控制方法，通过低压压缩机的吸气温度和压力与高压压缩机的排气压力，利用热力学原理，计算出最优的低压压缩机排气压力值，以控制主制冷系统和发电系统的压缩机，从而可以根据冷热和电的需求变化快速的做出调整，有效提高冷热电联供系统的综合热效率，提高冷热电联供系统的发电量、制冷量和制热量之间调节的灵活性。另外，根据本专利技术上述实施例的冷热电联供系统的控制方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述主制冷系统与与发电系统之间设置有四通阀，所述方法还包括：通过所述四通阀控制主制冷系统和所述发电系统的连接和分离，以获取所述主制冷系统的目标制冷量和所述发电系统的目标发电量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述冷热电联供系统的制热系统和副制冷系统之间设置有多个调节阀，其中，所述方法还包括：调节所述调节阀的开度的开度，以分别获取所述制热系统和所述副制冷系统的气体发生器的吸热量，以得到所述副制冷系统的目标制冷量和所述制热系统的目标制热量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述方法还包括：检测所述冷热电联供系统的当前工况；根据所述当前工况控制增加或减少制冷量、制热量和发电量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，如果所述当前工况为热电联供，则所述发电系统和制热系统同时运行；如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述副制冷系统同时运行，则增加所述制冷量，减少所述制热量；如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述主制冷系统同时运行，则增加所述制冷量，减少所述发电量；如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述副制冷系统和所述主制冷系统同时运行，则增加所述制冷量，减少所述制热量和所述发电量。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种冷热电联供系统的控制装置，冷热电联供系统的主制冷系统与发电系统之间设置有高压压缩机和低压压缩机，且所述第一压缩机和所述第二压缩机之间设置有冷却器，其中，装置包括：第一获取模块，用于根据所述低压压缩机的出口压力值、吸气温度、压力和等熵效率获取所述低压压缩机的出口温度、焓和熵；第二获取模块，用于根据透平的进气压力和所述高压压缩机的等熵效率得到所述高压压缩机的出口温度、焓和熵；第三获取模块，用于获取所述冷热电联供系统的换热器的换热量、所述透平的做功量、所述高压压缩机的耗功量、所述低压压缩机的耗功量、主供冷器的换热量和加热器的加热量，以得到综合热效率；第一控制模块，用于根据所述综合热效率获取所述低压压缩机的最优中间压力值，以通过调节所述低压压缩机的出口压力控制所述主制冷系统和所述发电系统之间的压缩过程。本专利技术实施例的冷热电联供系统的控制装置，通过低压压缩机的吸气温度和压力与高压压缩机的排气压力，利用热力学原理，计算出最优的低压压缩机排气压力值，以控制主制冷系统和发电系统的压缩机，从而可以根据冷热和电的需求变化快速的做出调整，有效提高冷热电联供系统的综合热效率，提高冷热电联供系统的发电量、制冷量和制热量之间调节的灵活性。另外，根据本专利技术上述实施例的冷热电联供系统的控制装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述主制冷系统与与发电系统之间设置有四通阀，所述装置还包括：第四获取模块，用于通过所述四通阀控制主制冷系统和所述发电系统的连接和分离，以获取所述主制冷系统的目标制冷量和所述发电系统的目标发电量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述冷热电联供系统的制热系统和副制冷系统之间设置有多个调节阀，其中，所述装置还包括：第五获取模块，用于调节所述调节阀的开度的开度，以分别获取所述制热系统和所述副制冷系统的气体发生器的吸热量，以得到所述副制冷系统的目标制冷量和所述制热系统的目标制热量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述装置还包括：检测模块，用于检测所述冷热电联供系统的当前工况；第二控制模块，用于根据所述当前工况控制增加或减少制冷量、制热量和发电量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，如果所述当前工况为热电联供，则所述发电系统和制热系统同时运行，如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述副制冷系统同时运行，则增加所述制冷量，减少所述制热量，如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述主制冷系统同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷热电联供系统的控制方法，其特征在于，冷热电联供系统的主制冷系统与发电系统之间设置有高压压缩机和低压压缩机，且所述第一压缩机和所述第二压缩机之间设置有冷却器，其中，方法包括以下步骤：根据所述低压压缩机的出口压力值、吸气温度、压力和等熵效率获取所述低压压缩机的出口温度、焓和熵；根据透平的进气压力和所述高压压缩机的等熵效率得到所述高压压缩机的出口温度、焓和熵；获取所述冷热电联供系统的换热器的换热量、所述透平的做功量、所述高压压缩机的耗功量、所述低压压缩机的耗功量、主供冷器的换热量和加热器的加热量，以得到综合热效率；以及根据所述综合热效率获取所述低压压缩机的最优中间压力值，以通过调节所述低压压缩机的出口压力控制所述主制冷系统和所述发电系统之间的压缩过程。

【技术特征摘要】
1.一种冷热电联供系统的控制方法，其特征在于，冷热电联供系统的主制冷系统与发电系统之间设置有高压压缩机和低压压缩机，且所述第一压缩机和所述第二压缩机之间设置有冷却器，其中，方法包括以下步骤：根据所述低压压缩机的出口压力值、吸气温度、压力和等熵效率获取所述低压压缩机的出口温度、焓和熵；根据透平的进气压力和所述高压压缩机的等熵效率得到所述高压压缩机的出口温度、焓和熵；获取所述冷热电联供系统的换热器的换热量、所述透平的做功量、所述高压压缩机的耗功量、所述低压压缩机的耗功量、主供冷器的换热量和加热器的加热量，以得到综合热效率；以及根据所述综合热效率获取所述低压压缩机的最优中间压力值，以通过调节所述低压压缩机的出口压力控制所述主制冷系统和所述发电系统之间的压缩过程。2.根据权利要求1所述的冷热电联供系统的控制方法，其特征在于，所述主制冷系统与与发电系统之间设置有四通阀，所述方法还包括：通过所述四通阀控制主制冷系统和所述发电系统的连接和分离，以获取所述主制冷系统的目标制冷量和所述发电系统的目标发电量。3.根据权利要求2所述的冷热电联供系统的控制方法，其特征在于，所述冷热电联供系统的制热系统和副制冷系统之间设置有多个调节阀，其中，所述方法还包括：调节所述调节阀的开度的开度，以分别获取所述制热系统和所述副制冷系统的气体发生器的吸热量，以得到所述副制冷系统的目标制冷量和所述制热系统的目标制热量。4.根据权利要求3所述的冷热电联供系统的控制方法，其特征在于，还包括：检测所述冷热电联供系统的当前工况；根据所述当前工况控制增加或减少制冷量、制热量和发电量。5.根据权利要求4所述的冷热电联供系统的控制方法，其特征在于，其中，如果所述当前工况为热电联供，则所述发电系统和制热系统同时运行；如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述副制冷系统同时运行，则增加所述制冷量，减少所述制热量；如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述主制冷系统同时运行，则增加所述制冷量，减少所述发电量；如果所述当前工况为冷热电联供，且所述发电系统、所述制热系统、所述副制冷系统和所述主制冷系统同时运行，则增加所述制冷量，减少所述制热量和所述发电量。6.一种冷热电联供系统的控制装置，其特征在于，冷热电联供系统的主制冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝银海，姜培学，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11