冷热电联供型微电网多目标优化配置方法技术

本发明专利技术涉及一种冷热电联供型微电网多目标优化配置方法，通过构建CCHP系统的能量供给设备模型以及其能量流向图，将冷能、热能统一换算成电能来调度，通过从设备的运行成本以及维护成本角度出发分析各种设备在不同时间段产生每千瓦时的能量成本，通过能量成本的大小关系确定出CCHP系统内各设备输出能量的调度流程图；构建CCHP系统配置的目标函数以及求解该函数的约束条件并确定求解系统目标函数值的评价指标；在满足评价指标下通过改进PSO算法来找出最好的配置方案。本发明专利技术优化配置后的CCHP系统供电可靠性达到99％以上，并且CCHP系统使用周期内投资小、对环境的污染也达到最小，有效降低CCHP系统的在运行周期内的成本。

【技术实现步骤摘要】
冷热电联供型微电网多目标优化配置方法
本专利技术属于微电网
，涉及冷热电联供型微电网技术，具体地说，涉及一种冷热电联供型微电网多目标优化配置方法。
技术介绍
冷热电联供型微电网在孤岛运行时主要由太阳能光伏发电系统、风力发电系统等运行成本低的设备作为第一出力单元，当电能供给不足时则由燃气轮机等运行成本相对较低的出力单元提供。传统微电网系统中涉及的冷负荷、热负荷是由分供设备压缩试制冷机、电锅炉产生，在整个能量供给的过程中伴随着能源使用效率低下，例如燃气轮机的天然气利用率只有百分之三十，而其烟气中包含的百分之六十的能量则直接排放到大气中，这不仅对大气造成了污染，也产生了巨大的资源浪费。冷热电联供(英文：combinedcoolingheatingandpower,简称：CCHP)系统中使用燃气轮机作为一种出力设备，因CCHP系统中将燃气轮机的发电过程中产生的废气再次利用在取暖季转换为热能、供冷季转换为冷能，从而将无污染的天然气在燃烧情况下不同级别的热量加以利用，实现能源的分级利用。相对于由分布式电源组成的分供(英文：separation本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷热电联供型微电网多目标优化配置方法，其特征在于，含有以下步骤：/n构建CCHP系统的能量供给设备模型及其能量流向图；/n计算CCHP系统中每个分布式电源产生每千瓦时电能的成本；/n计算CCHP系统中制冷制热设备产生的冷能及热能的成本，并将其换算成每千瓦时电能的成本；/n由计算出电能的成本确定CCHP系统供能设备能量的调度流程图；/n以CCHP系统的最小投入资金为目标，通过求解目标函数C

【技术特征摘要】
1.一种冷热电联供型微电网多目标优化配置方法，其特征在于，含有以下步骤：
构建CCHP系统的能量供给设备模型及其能量流向图；
计算CCHP系统中每个分布式电源产生每千瓦时电能的成本；
计算CCHP系统中制冷制热设备产生的冷能及热能的成本，并将其换算成每千瓦时电能的成本；
由计算出电能的成本确定CCHP系统供能设备能量的调度流程图；
以CCHP系统的最小投入资金为目标，通过求解目标函数Ctotal在满足约束条件和评价指标的前提下的最小值构建CCHP系统配置模型，所述目标函数Ctotal表示为：
Ctotal＝Cfi+Cgas+Cma+Cin+Ce+Csu(1)
式中，Cfi表示设备购买成本、Cgas表示燃料消耗费用、Cma表示设备维护成本、Cin表示设备安装成本、Ce表示环境成本、Csu表示CCHP系统收益成本；
通过求解CCHP系统配置模型的目标函数Ctotal获取CCHP系统最优配置。


2.如权利要求1所述的冷热电联供型微电网多目标优化配置方法，其特征在于，所述能量供给设备模型包括太阳能光伏电池组、风力发电机组、燃气轮机、蓄电池储能装置、直燃型溴化锂吸收式冷水机组、直燃型溴化锂吸收式温水机组、蓄能装置、电制冷机以及电锅炉。


3.如权利要求2所述的冷热电联供型微电网多目标优化配置方法，其特征在于，根据CCHP系统所在地区的历史气象条件和物价水平计算每个分布式电源的运行成本、维护成本以及发电补贴成本，进而得到每个分布式电源产生每千瓦时电能的成本。


4.如权利要求1或3所述的冷热电联供型微电网多目标优化配置方法，所述设备购买成本Cfi为：



式中，n为分布式电源的总数，为第i种设备的单价，为第i种分布式电源的功率输出量；为第i种分布式电源的数量函数；为第i种并网逆变设备的单价；为求解第i种并网逆变设备数量函数；
所述燃料消耗费用Cgas为：



式中，T为CCHP系统中设备运行的时间点；为燃气轮机第t时刻功率输出量；ηMT为燃气轮机发电效率；LHV为天然气的热值，此值大小为9.7kW·h/m3；ΔtMT为燃气轮机运行时长；为溴化锂冷水机组在t时刻消耗天然气产生的冷能；为溴化锂热水机组在t时刻消耗天然气产生的热能；ηBT_cool为溴化锂冷水机组消耗天然气产生冷能的效率；ηBT_hot为溴化锂热水机组消耗天然气产生热能的效率；ΔtBT_gas_cool为溴化锂冷水机组消耗天然气产生冷能的工作时间；ΔtBT_gas_hot为溴化锂热水机组消耗天然气产生热能的工作时间；为第t时刻天然气的单价；
所述设备维护成本Cma为：



式中，为第i种分布式电源产生每千瓦时电能时设备的运行维护成本；为第t时刻分布式电源的出力大小；Δt为分布式电源的运行时间；为第i种设备的定期维修成本；
所述设备安装成本Cin为：



式中，为第i种分布式电源每台安装费用；第i种分布式电源所需要的占地面积；Cland为单位面积下土地的流转价格；
所述环境成本Ce为：



式中，M为CCHP系统中产生污染物的数量种类；αj为按照国际标准处理第j种污染气体的单位处理费用；βij为第i种设备在单位输出功率内产生第j种污染性气体的比例系数；Pi(t)为第i种设备在t时的出力大小；Q为所占用土地可以净化的有害气体种类；L为所占用土地净化空气总的费用种类；l为所占用土地净化空气的费用种类；αlq为CCHP系统所占用土地净化q种气体的费用；αq为CCHP系统所占用土地净化q种气体的比例系数；
所述CCHP系统收益成本Csu为：



式中，K为新能源发电补贴的种类数；为第i时刻分布式电源的出力大小；Ck为第k种新能源发电补贴的价格；为t时刻向电网购电的电量；为t时刻向电网购电的价格；为t时刻向电网售电的电量；为t时刻向电网售电的电价。


5.如权利要求4所述的冷热电联供型微电网多目标优化配置方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小利，郑刘康，蒋保臣，吴子栋，韩钊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37