一种冷热电联供系统的综合运行优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种冷热电联供系统的综合运行优化方法，所述方法包括：根据冷热电联供系统建立系统设备数学模型；对系统设备数学模型设定约束条件；将制定好的运行策略输入系统设备数学模型，确定优化目标、决策变量、优化约束；对优化目标、决策变量、优化约束计算，输出最优年总成本、年一次能源消耗量和年二氧化碳排放量；本发明专利技术基于电负荷跟随策略和热负荷跟随策略的基本思想，当建筑冷热电联供系统按照所述运行策略运行时，根据蓄电池和储热罐容量变化切换运行模式，分担对方的储能压力，进一步减少由于热电不匹配造成的能量浪费以及储能容量过大导致的成本过高问题。能容量过大导致的成本过高问题。能容量过大导致的成本过高问题。

【技术实现步骤摘要】
一种冷热电联供系统的综合运行优化方法


[0001]本专利技术涉及一种冷热电联供系统的综合运行优化方法，属于能源系统优化


技术介绍

[0002]随着化石能源的逐渐枯竭以及环境污染问题的日益恶化，人们开始寻求能源结构上的转 变。建筑冷热电联供系统是一种应用于建筑、楼宇的综合能源利用系统，涵盖了供电、供热 和供冷多个方面，以电能、天然气和各种新能源为输入能量，通过系统中的能量转换和传递 设备，输出为冷热电能，供给用户使用。通过梯级利用、多能互补等方法，提高能源利用效 率，减少污染物排放，是当代社会解决能源短缺问题，实现能源结构转型的有效途径。
[0003]一个建筑冷热电联供系统的运行工作需要依据合理、恰当的运行策略，在传统电负荷跟 随策略和热负荷跟随策略下，储能系统仅仅起被动储能的作用，导致无法很好地处理热电不 匹配关系，造成能量浪费，或者使得储能容量过大，大大增加额外的投资和维护成本。为了 进一步改进建筑冷热电联供系统的节能减排特性，需要制定更加合理、恰当的运行策略，充 分发挥储能系统在消纳多余能量方面的能力，进一步提高能源利用效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷热电联供系统的综合运行优化方法，其特征在于，所述方法包括：根据冷热电联供系统建立系统设备数学模型；对系统设备数学模型设定约束条件；将制定好的运行策略输入系统设备数学模型，确定优化目标、决策变量、优化约束；根据优化目标、决策变量、优化约束计算输出最优年总成本、年一次能源消耗量和年二氧化碳排放量。2.根据权利要求1所述的冷热电联供系统的综合运行优化方法，其特征在于，所述运行策略包括m0和m1两种模式；通过给予系统中的储能设备在系统运行中的策略决策权，将储能设备作为缓解热电不匹配的枢纽，根据储能容量情况决定运行模式的选择：m0模式下运行时，系统优先满足电需求，以电产能决定热能供给；供电方面，储能设备中的蓄电池工作优先级最高；m1模式下运行时，系统优先满足热需求，以热产能决定电能供给；供热方面，储热罐工作优先级最高。3.根据权利要求2所述的冷热电联供系统的综合运行优化方法，其特征在于，m0模式下运行，当蓄电池供电无法满足电需求时，其余依次供电顺序为储能设备中的光伏发电、内燃发电机发电供给电能；当内燃发电机未达到启动功率或超出额定功率时，电网作为备用补足缺额电能；供热方面，通过余热回收系统回收热能供给热需求，当热能不足时，由储能设备中的储热罐和燃气锅炉补足；当热能过多时，多余热能存储到储热罐中，供冷方面，在热能充足时，采用吸收式制冷机供冷；热能不足时，采用电制冷机供给；m1模式下运行，当储热罐供热无法满足热需求时，由余热回收系统回收内燃发电机产热供能；当内燃发电机未达到启动功率或超出额定功率时，燃气锅炉作为备用补足剩余缺额热能；供电方面，通过光伏发电和内燃发电机产电供给电需求，当电能不足时，由电网补足缺额电能，当电能过多时，多余热能存储到储热罐中；供冷方面，由吸收式制冷机消耗热能供应冷需求。4.根据权利要求1所述的冷热电联供系统的综合运行优化方法，其特征在于，所述建立系统设备数学模型的方法包括：采集目标建筑的全年冷热电负荷使用情况，并利用聚类算法选取夏季、冬季和过渡季的负荷典型日；采集目标建筑冷热电联供系统的能量转换、能量传递设备的相关参数信息；根据负荷典型日与目标建筑相关参数信息建立系统内设备数学模型。5.根据权利要求1所述的冷热电联供系统的综合运行优化方法，其特征在于，所述系统设备数学模型包括：内燃发电机数学模型、余热锅炉数学模型、燃气锅炉数学模型、储能系统建模、太阳能光伏发电建模和制冷设备建模。6.根据权利要求5所述的冷热电联供系统的综合运行优化方法，其特征在于，所述内燃发电机数学模型的方程为：P
ICE,e
＝V
gas
·
H
gas
·
η
m
·
η
p
Q
ICE,q
＝[V
gas
·
H
gas
·
(1
‑
η
m
·
η
p
)]
·
(f
j
+f
e
)式中P
ICE,e
为内燃发电机发电量，Q
ICE,q
为内燃发电机发热量，V
gas
为消耗天然气量，H
gas
为天然气热值，取9.78kwh/m3；η
m
为内燃机热效率，η
p
为发电效率，f
j
、f
e
、f
n
分别为缸套水余热、
烟气余热以及热损失占总余热的比例，其中，内燃发电机的相关效率和内燃发电机的部分负荷率相关；内燃发电机运行约束为：P
ICE,min
≤P
ICE
≤P
ICE,max
式中，P
ICE,min
和P
ICE,max
分别为内燃发电机的最小和最大输出功率。当内燃发电机的部分负荷率小于0.3时，发电机效率过低，为节约能源，此时内燃发电机不工作，内燃发电机的最小输出功率应为其最小启动功率；内燃发电机的最大输出功率应为其额定功率。7.根据权利要求5所述的冷热电联供系统的综合运行优化方法，其特征在于，所述余热锅炉数学模型的方程为：Q
rec
＝η
rec
·
Q
ICE,q
式中，Q
rec
为余热锅炉发热量，ηrec为余热锅炉热回收效率；所述余热锅炉运行约束为：Q
rec,min
≤Q
rec
≤Q<...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯健敏，徐志豪，余威杰，丁苏云，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：