一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法和装置，所述方法包括如下步骤：获取用户的预测热电需求；根据所述预测热电需求确定所述热电联产设备的预测收益；根据所述热电联产设备的预测收益启动/关闭所述热电联产设备；其中，所述用户的预测热电需求由热电联产设备提供。本发明专利技术考虑了用户的热需求和电需求，能够减少能量预测引起的误差，减少用户对电网的依赖；有效降低开关频率，提高工作效率，增加能源利用效率。

A Control Method and Device for Cogeneration Equipment in Hybrid Energy System

The invention relates to a control method and device for Cogeneration Equipment in a hybrid energy system, which comprises the following steps: acquiring the user's predicted thermoelectric demand; determining the predicted revenue of the cogeneration equipment according to the predicted thermoelectric demand; starting/closing the cogeneration equipment according to the predicted revenue of the cogeneration equipment; and forecasting the user. The demand for heat and power is provided by cogeneration equipment. The invention takes into account the thermal and electrical needs of users, can reduce the error caused by energy prediction, reduce the dependence of users on power grid, effectively reduce switching frequency, improve work efficiency and increase energy utilization efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法和装置
本专利技术涉及能源互联网领域，具体涉及一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法和装置。
技术介绍
随着人们对于生活质量需求的提高，全球能源消耗量快速增长，从而引发了能源危机和气候问题。热电联产装置作为一种能源的综合利用装置，可以有效地提高能源利用效率，缓解能源危机和气候问题，是一种建立在能量梯级利用概念的基础上，将发电及制热一体化过程的低能损耗高质量供热系统。能源总利用率可以高达80％以上，这将会是21世纪解决能源紧缺问题的重要手段之一。传统的热电分产电厂中余热往往被直接排放掉，而热电联产却可以通过回收再传统电能生产中往往被浪费掉的余热，将这部分热量用在区域供热中，可以提高能源利用效率，减少二氧化碳等温室气体的排放，降低环境污染。它同时产电产热，与传统的热电联产产生相同数量的电能和热能时，能减少20％-30％的能源消耗。标准的热电联产设备控制方法是根据“以电定热”或“以热定电”方式来控制其开关的，并且计算步长通常为几分钟，这使得预测需求的精度不准确，并且该控制方法没有同时考虑热负荷和电负荷，存在较大的能量预测引起的误差，热电联产设备的状态在短时间内非常频繁地改变，使得热电联产设备的开关损耗比较严重，降低了能源利用效率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法和装置，考虑了热需求和电需求，能够减少能量预测引起的误差，减少用户对电网的依赖；有效降低开关频率，提高工作效率，增加能源利用效率。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：获取用户的预测热电需求；根据所述预测热电需求确定所述热电联产设备的预测收益；根据所述热电联产设备的预测收益启动/关闭所述热电联产设备；其中，所述用户的预测热电需求由热电联产设备提供。优选的，所述获取用户的预测热电需求，包括：按下式获取用户下一时刻的预测电力需求Ppele：Ppele＝Pele(n)其中，Pele(n)为当前时刻n用户消耗热电联产设备提供的电量；按下式获取用户下一时刻的预测热力需求ppheat：其中，t为从当前时刻n开始、每递减一个时间步长所对应的时刻，Pheat(t)为每一时刻t用户消耗热电联产设备提供的热量,，M为从当前时刻n开始递减的时间步长的总次数。进一步的，所述根据所述预测热电需求确定所述热电联产设备的预测收益，包括：按下式确定所述热电联产设备下一时刻的预测收益Bchp：其中，ppheat为所述热电联产设备提供给用户的预测热量需求，Ppele为所述热电联产设备提供给用户的预测电力需求，Hp为燃气的价格，Ep为电力的价格，Heff为气体的传热效率。优选的，所述根据所述热电联产设备的预测收益启动/关闭所述热电联产设备，包括：若所述热电联产设备的当前状态为开启，热电联产设备下一时刻的预测收益小于热电联产设备下一时刻的预测成本且从热点联产设备下一时刻开始连续时刻内的所述热电联产设备开启概率均小于第一预设值，则所述热电联产设备下一时刻关闭；否则，所述热电联产设备下一时刻开启；当所述热电联产设备的当前状态为关闭时，若热电联产设备的历史状态中两次开启状态之间的关闭状态所持续的时间小于最小重启时间，则所述热电联产设备下一时刻关闭；若热电联产设备下一时刻的预测收益大于热电联产设备下一时刻的预测成本且从热点联产设备下一时刻开始连续时刻内的所述热电联产设备开启概率均大于或等于第二预设值，则所述热电联产设备下一时刻开启；否则，所述热电联产设备下一时刻关闭。进一步的，按下式确定所述热电联产设备下一时刻的预测成本Cchp：Cchp＝Rchp×Hp其中，Rchp是所述热电联产设备下一时刻消耗燃气的量，Hp是燃气价格。进一步的，按下式确定所述热电联产设备第i时刻的开启概率式中，为所述热电联产设备历史数据中第i时刻开启的天数，N为历史采样数据中的总天数。一种混合能源系统中热电联产设备的控制装置，其改进之处在于，所述装置包括：获取模块、确定模块和控制模块；获取模块，获取用户的预测热电需求；确定模块，用于根据所述预测热电需求确定所述热电联产设备的预测收益；控制模块，用于根据所述热电联产设备的预测收益启动/关闭所述热电联产设备。优选的，所述获取模块包括；第一获取单元，用于按下式获取用户下一时刻的预测电力需求Ppele：Ppele＝Pele(n)其中，Pele(n)为当前时刻n用户的耗电量；第二获取单元，用于按下式获取用户下一时刻的预测热力需求ppheat：其中，t为从当前时刻n开始、每递减一个时间步长所对应的时刻，Pheat(t)为每一时刻t用户消耗热电联产设备提供的热量，M为从当前时刻n开始递减的时间步长的总次数。优选的，所述确定模块用于按下式确定所述热电联产设备下一时刻的预测收益Bchp：其中，ppheat为所述热电联产设备提供给用户的预测热量需求，Ppele为所述热电联产设备提供给用户的预测电力需求，Hp为燃气的价格，Ep为电力的价格，Heff为气体的传热效率。优选的，所述控制模块用于：若所述热电联产设备的当前状态为开启，热电联产设备下一时刻的预测收益小于热电联产设备下一时刻的预测成本且从热点联产设备下一时刻开始连续时刻内的所述热电联产设备开启概率均小于第一预设值，则所述热电联产设备下一时刻关闭；否则，所述热电联产设备下一时刻开启；当所述热电联产设备的当前状态为关闭时，若热电联产设备的历史状态中两次开启状态之间的关闭状态所持续的时间小于最小重启时间，则所述热电联产设备下一时刻关闭；若热电联产设备下一时刻的预测收益大于热电联产设备下一时刻的预测成本且从热点联产设备下一时刻开始连续时刻内的所述热电联产设备开启概率均大于或等于第二预设值，则所述热电联产设备下一时刻开启；否则，所述热电联产设备下一时刻关闭。进一步的，按下式确定所述热电联产设备下一时刻的预测成本Cchp：Cchp＝Rchp×Hp其中,Rchp是所述热电联产设备下一时刻消耗燃气的量，Hp是燃气价格。进一步的，按下式确定所述热电联产设备第i时刻的开启概率式中，为所述热电联产设备历史数据中第i时刻开启的天数，N为历史采样数据中的总天数。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术技术方案，考虑了热需求和电需求，减少能量预测引起的误差，进而减少用户对电网的依赖；根据预测热电需求确定热电联产设备的预测收益；根据热电联产设备的预测收益启动/关闭所述热电联产设备，有效降低开关频率，减轻热电联产设备上的循环应力，使其达到稳定状态，并具有最大的工作效率；可以进一步提高用能独立性，增加能源利用效率。附图说明图1是热电联产设备的控制方法流程图；图2是混合能源系统图；图3是电能和天然气价格图；图4是日常热量需求和电力需求的示例图；图5是热电联产设备开启概率图；图6是现有和本专利技术的热电联产设备开关状态图；图7是本专利技术的热电联产设备控制方法可存储的能量图；图8是混合能源系统中热电联产设备的控制装置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取用户的预测热电需求；根据所述预测热电需求确定所述热电联产设备的预测收益；根据所述热电联产设备的预测收益启动或关闭所述热电联产设备；其中，所述用户的预测热电需求由热电联产设备提供。

【技术特征摘要】
1.一种混合能源系统中热电联产设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取用户的预测热电需求；根据所述预测热电需求确定所述热电联产设备的预测收益；根据所述热电联产设备的预测收益启动或关闭所述热电联产设备；其中，所述用户的预测热电需求由热电联产设备提供。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用户的预测热电需求，包括：按下式获取用户下一时刻的预测电力需求Ppele：Ppele＝Pele(n)其中,Pele(n)为当前时刻n用户消耗热电联产设备提供的电量；按下式获取用户下一时刻的预测热力需求ppheat：其中，t为从当前时刻n开始、每递减一个时间步长所对应的时刻，pheat(t)为每一时刻t用户消耗热电联产设备提供的热量，M为从当前时刻n开始递减的时间步长的总次数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述预测热电需求确定所述热电联产设备的预测收益，包括：按下式确定所述热电联产设备下一时刻的预测收益Bchp：其中,ppheat为所述热电联产设备提供给用户的预测热量需求，Ppele为所述热电联产设备提供给用户的预测电力需求，Hp为燃气的价格，Ep为电力的价格，Heff为气体的传热效率。4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述热电联产设备的预测收益启动或关闭所述热电联产设备，包括：当所述热电联产设备的当前状态为开启时，若热电联产设备下一时刻的预测收益小于热电联产设备下一时刻的预测成本且从热点联产设备下一时刻开始连续时刻内的所述热电联产设备开启概率均小于第一预设值，则所述热电联产设备下一时刻关闭；否则，所述热电联产设备下一时刻开启；当所述热电联产设备的当前状态为关闭时，若热电联产设备的历史状态中两次开启状态之间的关闭状态所持续的时间小于最小重启时间，则所述热电联产设备下一时刻关闭；若热电联产设备下一时刻的预测收益大于热电联产设备下一时刻的预测成本且从热点联产设备下一时刻开始连续时刻内的所述热电联产设备开启概率均大于或等于第二预设值，则所述热电联产设备下一时刻开启；否则，所述热电联产设备下一时刻关闭。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式确定所述热电联产设备下一时刻的预测成本Cchp：Cchp＝Rchp×Hp其中,Rchp是所述热电联产设备下一时刻消耗燃气的量，Hp是燃气价格。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式确定所述热电联产设备第i时刻的开启概率式中，为所述热电联产设备历...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克成，闫华光，何桂雄，刘铠诚，唐艳梅，成岭，金璐，钟鸣，蒋利民，郭炳庆，覃剑，张新鹤，黄伟，屈博，孟珺遐，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网浙江省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11