[发明专利]面向综合能效最优的分布式冷热电混合能源系统设计方法

权利要求书

1.面向综合能效最优的分布式冷热电混合能源系统设计方法，其特征在于，包括如下内容：

一、建立分布式冷热电混合能源系统的通用母线模型；包括：

(1)确定分布式冷热电混合能源系统的组成和结构特征；

(2)将分布式冷热电混合能源系统中各类设备分为源、转换器、储能和负荷四种类型，母线按能量传递介质分为电母线、冷母线、热母线，进而构建分布式冷热电混合能源系统通用母线式结构；

(3)基于电母线、冷母线、热母线结果，获得分布式冷热电混合能源系统中能量流动平衡关系式；

二、定义分布式冷热电混合能源系统的综合能效指标；

(1)确定分布式冷热电混合能源系的化石能源输入量；

(2)确定分布式冷热电混合能源系总的冷、热、电需求，以及该分布式冷热电混合能源系与外部系统间热量、冷量、电力的交换量；

(3)建立分布式冷热电混合能源系统的综合能效指标；

定义分布式冷热电混合能源系统的综合能效指标方法为：

1)计算系统的冷量需求：

D_c＝D′_c+C_s(1-η_c,s)

式中，D_c为系统提供的冷量，D′_c为系统冷量需求，C_s为系统蓄冷量，η_c,s为蓄冷系统的效率；

2)计算系统的热量需求：

D_h＝D′_h+H_s(1-η_h,s)

式中，D_h为系统提供的热量，D′_h为系统热量需求，H_s为系统蓄热量，η_h,s为蓄热系统的效率；

3)计算系统的电力需求：

D_e,0＝D′_e,0+E_s(1-η_e,s)

式中，D_e,0为系统提供电量，D′_e,0为系统电力需求，E_s为系统蓄电量，η_e,s为蓄电系统的效率；

4)计算系统的能源需求输入量：

F_i＝F_GB+F_gen

E_i＝E-F_genη_CHP,e-S_e

E＝E_h+E_c+E₀

E₀＝D_e,0

t＝E_c·EER_c/D_c,0≤t≤1

式中，F_i为输入燃料量，F_GB为用于燃气锅炉的燃料量，F_gen为微燃机组的燃料量，E_i为外部输入电量，E为总的电力需求，S_e为本太阳能发电量，E_h为系统用于制热需求量，E_c为系统用于制冷需求量，E₀系统用于固定电力需求量，η_b为燃气锅炉产热效率，η_CHP,e为微燃机组产电的效率，η_CHP,h为微燃机组产热的效率，COP_c为吸收式制冷机的效率，t为通过电制冷技术提供的冷量与总冷量需求之比，EER_c为电力制冷机的效率；

5)计算分布式冷热电混合能源系统的综合能效指标：

分布式冷热电混合能源系统能效指标η_t为总的冷、热、电需求与化石能源输入量标煤化后的比值；

式中，θ_f和θ_e分别为输入的化石燃料和国家电网所供电力的折合标准煤系数，假设输入燃料为燃气，θ_f取1，国家电网火电占比75％时，θ_e取1.95；X_c为传输的冷能量损耗；X_h为传输的热能量损耗；X_e,o为传输的电能量损耗；

三、建立一种面向综合能效最优的分布式冷热电混合能源系统的双层优化设计模型；

四、利用优选算法对面向综合能效最优的分布式冷热电混合能源系统的双层优化设计模型进行求解。