【技术实现步骤摘要】
基于氢氧联合循环的园区综合能源系统及其梯级优化运行方法
[0001]本专利技术涉及能源系统
，特别是涉及一种基于氢氧联合循环的园区综合能源系统及其梯级优化运行方法。
技术介绍
[0002]随着多能源转换技术的发展，能源在生产、传输和使用过程中的耦合关系增强，能量利用与管理成为多能源系统研究热点。在本领域现有技术中，有一种通过燃气轮机、电锅炉和热泵等转换设备，提高综合能源系统电与热之间的耦合效果的报道；也有利用热惯性增加系统灵活性，以此达到消纳更多可再生能源的报道；还有提出热力系统和楼宇蓄热能力共同参与综合能源系统优化调度，从而提高可再生能源消纳量的报道。综合以上公开文献的报道内容主要是利用耦合元件进行热电协调优化，但忽视了多品位能量特性在综合能源系统中利用，故还需充分挖掘综合能源系统利用的潜力。经过检索，迄今未见与本专利技术有关的氢氧联合循环的园区综合能源系统及其梯级优化运行方法的文献报道和实际应用。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构合理，容易实现，能够充分发...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氢氧联合循环的园区综合能源系统，其特征是，它包括：电力、天然气、氢气、蒸汽、高温热水、中温热水、低温热水和冷水能源形式；上级电网、风电制氢装置P2H、氢氧燃气轮机、储氢罐、储氧罐、氢氧联合循环系统、氢制气装置H2G、上级天然气网、燃气锅炉、尖峰加热器、吸收式热泵、余热锅炉和吸收式制冷机，其中储氢罐与储氧罐构成储气设备，由风电、氢氧燃气轮机和上级电网电连接组成的电力供应源向电制氢装置P2H和电负荷提供电能；由上级天然气网和氢制气装置H2G连接组成的天然气供应源向燃气锅炉和天然气负荷提供天然气能；风电制氢装置P2H分别与储氢罐、储氧罐连接，储氢罐、储氧罐分别与氢氧燃气轮机连接，为氢氧燃气轮机提供氢、氧能；风电制氢装置P2H与氢制气装置H2G连接，氢制气装置H2G和上级天然气网与燃气锅炉连接，为天然气需求侧及燃气锅炉提供天然气能；由燃气锅炉分别与氢氧燃气轮机、尖峰加热器、吸收式热泵、余热锅炉和吸收式制冷机连接，氢氧燃气轮机和燃气轮机供应蒸汽负荷；尖峰加热器把蒸汽和中温热水转换成高温热水供应高温热水负荷；吸收式热泵把蒸汽和低温热水转换成中温热水供应中温热水负荷；余热锅炉把氢氧燃气轮机的废气和冷水转换成为低温热水供应低温热水负荷；吸收式制冷机供应冷水负荷。2.根据权利要求1所述的一种氢氧联合循环的园区综合能源系统，其特征是，它的梯级优化运行方法包括：园区综合能源系统的能量梯级利用是根据用户能级需求高低划分的能量梯级关系，采用温度对口的分配方式应对不同能量品位的需求；园区综合能源系统中存在不同的能量流，不同能量流之间存在耦合关系，充分利用能量耦合关系，建立基于氢氧联合供能的园区综合能源系统梯级优化模型；根据热力学原理，对氢氧燃气轮机的性能进行评估；分析氢氧联合供能系统的能量关系，如公式所示：系，如公式所示：系，如公式所示：其中h1为给水泵至风电制氢装置处的焓值；h2为风电制氢装置至储气设备处的焓值；h3为储气设备至燃烧室处的焓值；h4为燃烧室至燃气透平处的焓值；h6为凝汽器至给水泵处的焓值；λ
h
为氢气燃烧热值；为第t时段氢氧燃气轮机中加入的冷却水量；为在第t时段氢氧燃气轮机的氢气消耗速率；为在第t时段氢氧燃气轮机生成的水蒸气量；(t)为在第t时段氢氧燃气轮机的氧气消耗速率；P
hogb
‑
c
(t)为在第t时段氢氧燃气轮机的损耗功率；P
hogb
(t)为氢氧燃气轮机的总功率；为有效减少能源损耗，实现热能品位从高到低进行能量的梯级利用，定义热能品位ω
heat
：其中T是高温热源温度，T
o
是低温热源温度；
蒸汽所具备的能量由热能提供的等效热负荷表示，如公式所示：其中为单位时间内第n种热能品位的热负荷；为单位时间内第n种热能品位的能耗速率；h
n
为第n种热能品位的热值；为能量转换系数；氢氧燃气轮机运行过程中发电量、抽气量、排气与废气比例固定，运行效率与负载的增减率呈非线性关系，因此氢氧燃气轮机的热电联产模型如公式所示：减率呈非线性关系，因此氢氧燃气轮机的热电联产模型如公式所示：其中η
hobg
为氢氧燃气轮机的发电效率；为第i阶次氢氧燃气轮机运行函数的拟合因子；P
hobg
‑
c
为氢氧燃气轮机的损耗功率；P
hobg
为氢氧燃气轮机的输出电功率；为在第t时段氢氧燃气轮机的抽气蒸汽热能；δ
hobg
为氢氧燃气轮机的抽气比例系数；燃气锅炉是园区综合能源系统主要供热单元，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：王秀云，文湘雲，章婉钰，崔本旺，王汝田，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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