[发明专利]一种区域综合能源系统冷热电互补效益量化方法

权利要求书

1.一种区域综合能源系统冷热电互补效益量化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：收集所研究区域的冷、热、电负荷功率数据，区域的分时电价和天然气价格，以及系统内各种设备的运行参数；

S2：系统模型构建：建立CCHP型综合能源系统供能结构的数学模型；

S3：约束条件及目标函数的确定：CCHP型综合能源系统运行约束条件包括电、冷、热平衡约束，设备出力上下限约束；以调度周期内总的运行成本最小为目标函数，包括日燃气费用、日购电费用和设备日运行维护费用；

S4：模型求解：根据S2和S3所建立的数学模型，对CCHP型综合能源系统供能结构的数学模型进行求解；

S5：冷热电互补效益量化指标计算：从经济性对综合能源系统冷热电互补耦合效益进行量化分析，包含日购电费用、日燃气费用、设备日运行维护费用和设备初始日投资费用四个指标将综合能源系统与冷热电分供系统进行对比分析，得出冷热电互补效益。

2.根据权利要求1所述的区域综合能源系统冷热电互补效益量化方法，其特征在于，S2中CCHP型综合能源系统包括：电网、光伏机组、蓄电池、电制冷机、冷负荷、燃气轮机、燃气锅炉、余热锅炉、转换装置、吸收式制冷机、热负荷、电负荷；

电网、光伏机组、燃气轮机、蓄电池、电负荷、电制冷机构成电力系统；光伏机组、燃气轮机为电力系统提供电能；电网和蓄电池既能为电力系统提供电能也能从电力系统吸收电能；电负荷和电制冷机从电力系统吸收电能；

燃气轮机为余热锅炉提供热能，余热锅炉为热转换装置、吸收式制冷机提供热能；燃气锅炉和热转换装置为热负荷提供热能；

吸收式制冷机、电制冷机为冷负荷提供冷能。

3.根据权利要求2所述的区域综合能源系统冷热电互补效益量化方法，其特征在于，S2中CCHP型综合能源系统供能结构的数学模型包括燃气轮机数学模型、燃气锅炉数学模型、余热锅炉数学模型、热转换装置数学模型、电制冷机数学模型、吸收式制冷机数学模型、光伏机组数学模型、蓄电池数学模型；

(1)燃气轮机数学模型为：

η_GT＝aβ³-bβ²+cβ+d

其中，η_GT为燃气轮机发电效率；P_GT(t)为燃气轮机发出的电功率；Q_GT(t)为燃气轮机排出烟气中的余热量；a、b、c、d为正的常数，由燃气轮机发电效率的拟合曲线决定；β为机组电负荷率，即平均电负荷与最大电负荷的比值；

(2)燃气锅炉数学模型为：

Q_GB(t)＝F_GB(t)L_NGη_GB

其中，Q_GB(t)为燃气锅炉输出热量；F_GB(t)为燃气锅炉的消耗燃气量；η_GB为燃气锅炉效率；L_NG为燃气热值；

(3)余热锅炉数学模型为：

Q_WH(t)＝Q_WH,in(t)η_WH

其中，Q_WH(t)为余热锅炉输出热量；Q_WH,in(t)为输入热量；η_WH为余热锅炉效率；

(4)换热装置数学模型为：

Q_HX(t)＝Q_WH,heat(t)η_HX

其中，Q_HX(t)为换热装置输出热量；η_HX为换热装置效率；Q_WH,heat(t)为余热锅炉输出热量中用于供给系统热负荷的热量；

(5)电制冷机数学模型为：

Q_EC(t)＝P_EC(t)λ_EC

其中，Q_EC(t)为电制冷机输出制冷量；P_EC(t)为电制冷机输入电功率；λ_EC为能效比；

(6)吸收式制冷机数学模型为：

Q_AC(t)＝Q_WH,cool(t)η_AC

其中，Q_AC(t)为吸收式制冷机输出制冷量；η_AC为吸收式制冷机效率；Q_WH,cool(t)为余热锅炉输出热量中用于供给系统冷负荷的热量；

(7)光伏机组数学模型为：

其中，为光伏机组预测出力；η_PV为太阳能电池板效率；S为电池板面积；为单位面积光照强度；

(8)蓄电池数学模型为：

其中，和分别为充放电前后蓄电池的储能量；σ_ES为自放电率；η_ES,C和η_ES,D分别为充放电效率；Δt为仿真时间步长，P_ES,C为充电功率，P_ES,D为放电功率。