[发明专利]联合冷却加热发电厂的热-经济学建模和优化

说明书

相关申请的交叉引用

本公开要求于2011年8月18日提交的美国临时专利申请第61/524,891号的优先权，该临时专利申请的公开内容以参考的方式并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及发电厂的热-经济学建模和优化，更具体地，涉及联合冷却加热和发电厂的热-经济学建模和优化。

背景技术

在住宅和商业部门中联合冷却加热发电厂（CCHP）正在变得日益普遍，用于满足期望的能量需求。因为这些系统在一个场所整合了冷却、加热和发电能力，所以它们潜在地导致资金成本较低。描述这些系统的特征的多个能量源的存在，还提供用于减少能耗和温室气体排出的具有重大意义的可能性。

包括监制层的分层范例可用于控制这种系统。该监控层决定重要发电厂运行参数（诸如部件开/关状态、水和气体温度、质量流率等）的设定点。

然而，可能难以确定对于提供高效发电厂运行而言将会是最优的这些设定点。CCHP部件的详细模型是可获得的。然而，用于整个发电厂优化的这种详细模型的集成会导致长的计算时间以及与实施相关的其它实际问题。

因此，需要开发出降阶模型，这些降阶模型准确地保留了详细模型中所包含的重要的相关性并且还允许将它们用于高效可靠的优化。

发明内容

根据本发明的一个示例性实施例，一种管理联合冷却加热和发电（CCHP）厂运行成本的方法包括：将该发电厂基本部件的复杂模型转换成简化模型；执行优化，所述优化将简化模型用作优化的约束以输出多个决策变量；以及基于所输出的决策变量中的一个或多个来调整对发电厂的控制。

根据本发明的一个示例性实施例，联合冷却加热发电（CCHP）厂包括冷却单元、加热单元、供电单元以及计算机，计算机包括存储器和处理器，存储器包括程序，处理器构造成执行该程序。该程序包括以下指令：将各单元的基本部件的复杂模型转换成简化模型；执行优化，所述优化将简化模型用作优化的约束以输出决策变量；以及基于所输出的决策变量中的一个或多个来调整对发电厂的单元中的至少一个单元的控制。

附图说明

基于下面的描述并结合附图，可以更详细地理解本发明的示例性实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明一个示例性实施例的管理CCHP的成本的方法。

图2示出了CCHP的图解。

图3示出了一个示例性的CCHP。

图4示出了冷却器的复杂模型的一个实例。

图5示出了热能储存罐的复杂模型的一个实例。

图6示出了燃气轮机的复杂模型的一个实例。

图7示出了图6的复杂模型的闭环。

图8示出了根据本发明一个示例性实施例的在加料模式中的热能储存罐的简化模型。

图9示出了根据本发明一个示例性实施例的热回收蒸汽发生器的简化模型。

图10示出了蒸汽回路的一个实例。

图11示出了能够执行根据本发明实施例的方法和系统的计算机系统的一个实例。

具体实施方式

下面参照图1至图11更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可通过不同的形态实施，并且不应被理解成局限于本文中陈述的实施例。

应该理解的是，本文中描述的系统和方法可在各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器、或者其组合中实施。具体地，至少一部分的本发明可通过包括程序指令的应用程序的形式而实施，这些程序指令有形地被包括在一个或多个程序存储装置（例如，硬盘、软磁盘、RAM、ROM、CD-ROM等）中并且可由包括合适结构的任何装置或机器（诸如具有处理器、存储器和输入/输出接口的通用数字计算机）执行。还应该理解的是，因为部分的附图中所示组成系统部件和过程步骤可在软件中执行，所以各系统模块之间的连接（或者方法步骤的逻辑流程图）可基于对本发明进行编程的方式而变化。考虑到本文中的教示，相关领域的技术人员将能够想出本发明的这些实施例和类似实施例。

图1示出了根据本发明一个示例性实施例的优化联合加热冷却发电（CCHP）厂的性能的方法。该方法包括：将发电厂的基本部件的复杂模型转换成简化模型（S101）；执行优化，所述优化将简化模型用作优化的约束以输出多个决策变量（S102）；以及利用所输出的决策变量来调整发电厂控制（S103）。