[发明专利]CCHP系统三联供多目标优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及多目标优化技术领域，尤其是一种基于帕累托最优理论解决CCHP系统中多目标优化问题的CCHP系统三联供多目标优化方法。

背景技术

传统的产能方式中能源利用率低，只能达到40%左右的能源利用率，原始能源消耗多，污染排放严重。

CCHP（Combined Cooling Heating and Power）系统又称热电冷联产系统，分布式冷热电联产系统是能源综合梯级利用的解决方案，总的能源利用率可以达到75%～90%。它以小水电、生物能、风能、太阳能、地热能、天然气、垃圾能或工业余热等一切可以产生电或热的资源作为一次能源，将发电系统和供热、供冷系统相结合的小规模、点状分布在用户附近的一种综合供能方式。从而满足用户对热、电、冷等能源的需求。CCHP系统既可使用户自成一个能源供应系统，又可与大电网并网运行，系统具有相对的独立性、灵活性和安全性。CCHP系统可以一台独立运行，又可以多台并联运行，可以满足不同功率负荷的用户需求。

CCHP前身为热电联产技术，通常的火电厂锅炉产生的蒸汽驱动汽轮发电机组发电以后，排出的蒸汽仍含有大部分热量被冷却水带走，因而火电厂的热效率只有30－40%。如果蒸汽驱动汽轮机的过程或之后的抽汽或排汽的热量能加以利用，可以既发电又供热。这种生产方式称为热电联产。

现实中能量需求多样化，对于一般的小型社区，能源负荷需求的可以分为电负荷、热负荷和冷负荷。

受益于热电联产技术的启示，能否将废热直接转换成冷量，成为研究热点，后来溴化锂吸收式制冷机的出现实现了这种想法。溴化锂吸收式制冷机将浓溴化锂溶液通循环吸收进入的带有废热的热量，达到最终达到制取低温冷水的目的。

通过CCHP系统的废热回收应用于供热和制冷，实现了能源的梯级利用。

帕累托最优是指资源分配的一种理想状态，即假定固有的一群人和可分配的资源，从一种分配状态到另一种状态的变化中，在没有使任何人境况变坏的前提下，也不可能再使某些人的处境变好。

将帕累托最优应用于CCHP中各项性能指标的调节是很具有研究意义的。一般的CCHP的评价系统只专注于体现能源站的经济指标，这种评价系统不利于节能减排的新需求。

CCHP系统中包含的设备多种多样，能源站追求在经济利益的情况下，还要保证污染指标和能源消耗问题。一般的多目标优化的解决思路为通过设置不同目标的权值，然后将各个目标函数相加整合为单目标优化问题，这样的解决方案虽然简单易行但是不能很好体现各项指标之间的均衡关系。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于帕累托最优原则将CCHP系统三联供的各个目标达到最优资源配置，给决策者提供多样化设备购置方案的CCHP系统三联供多目标优化方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种CCHP系统三联供多目标优化方法，包括以下步骤：

（1）       在CCHP系统中建立年能源消耗模型、年运营费用模型、污染排放模型；

（2）       根据步骤（1）得到的CCHP系统中的年能源消耗模型、年运营费用模型、年污染排放模型，输入每个模型的权值，组成多目标优化函数；

（3）        以步骤（2）得到的多目标优化函数作为算法的适应值，利用随机鱼群算法进行求解，得出设备容量数据；

（4）       根据步骤（3）求出的各个设备容量数据设计CCHP系统的设备购置方案。

对上述方案作进一步优选，年能源消耗模型的建立步骤如下：

AS1：将CCHP系统的设备关系、外来能源输入、负荷输出进行数学建模；

AS2：输入能源价格历史数据，对能源历史价格做回归分析，建立以前一年的价格作为输入、以当月价格作为输出的能源价格预测模型；

AS3：输入社区用户的每月的冷热电负荷，根据AS1建立的数学模型计算出整个系统维持运营的年能源消耗；

AS4：通过AS3计算出的年能源消耗，对系统年运营所需求的各种能源做单位化操作，即将各种能源转换成等价值的煤炭能源便于计算比对；

AS5：通过上述步骤AS1、AS2、AS3、AS4得出年能源消耗模型。

对上述方案作进一步优选，年运营费用模型的建立步骤如下：

BS1：输入组成CCHP系统的各个设备的容量和价格数据，将设备的价格作为目标做回归分析，利用支持向量机对这些数据进行训练得出设备容量与价格的关系模型；