[发明专利]一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型

权利要求书

1.一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤一，确定CCHP采用的设备及能源供应方式；

CCHP采用的设备包括：燃气内燃发电机组、光伏机组、电制冷机组、地源热泵机组、烟气热水型溴冷机、水蓄冷罐、水蓄热罐；

能源供应方式包括：电网、天然气、太阳能；

步骤二，建立CCHP夏季供冷数学模型及CCHP冬季供热数学模型，同时建立各设备的数学模型；

步骤三，建立CCHP调峰调蓄的优化调度模型，优化调度模型如下所示：

目标函数

CCHP优化运行的基本目标是合理使用电能和天然气资源，以实现能源站经济运行；以CCHP运行成本最小为目标函数，可表示为：

式中：T为能源站调度周期；k_e为峰谷电价；k_g为天然气单价。

蓄能对电网调峰调蓄具有重要的作用，利用谷时的低电价驱动蓄能设备蓄能，在峰时蓄能设备释放能量，从而缓减电力负荷的峰谷差，同时也降低了系统的运行成本。以电力系统“削峰填谷”为目标，目标函数为：

式中：为各时段市政电网供电平均值；

通过引入经济折算系数的方法，将多目标转化为单目标，如下：

f＝f₁+ωf₂；

步骤四，采用概率约束处理光伏预测、负荷预测误差的随机性和不确定性。

2.根据权利要求1所述的一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型，其特征在于，步骤二，在建立数学模型时，假设条件为：

该CCHP系统与市政电网相连，市政电网向CCHP系统供电是单向的，CCHP系统产生的电能只用于自用；

CCHP系统中设备的效率假设是恒定的，环境对其影响可忽略不计。

3.根据权利要求2所述的一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型，其特征在于，

上述CCHP夏季供冷数学模型具体如下所述：

建筑内电负荷由市政电网供应，冷负荷主要由CCHP系统地源热泵机组、吸收式制冷机组以及水蓄冷供应，缺额部分由电制冷机组供应；其中，电制冷机组由市政电网供电，地源热泵机组由燃气内燃发电机组或市政电网供应，燃气内燃发电同时产生余热，该部分余热回收后可被吸收式制冷机利用，产生需要的冷能；

光伏机组

光伏机组预测出力与其光伏电池板面积和辐照强度有关：

式中：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；

燃气内燃机组

CCHP系统发电机组选用燃气内燃发电机，利用天然气燃烧产生的动力带动发电机发电，发出的电力不并入电网，只用于烟气热水型余热吸收式空调机及辅机和地源热泵机组及其辅机，可表示为：

式中：为t时段燃气内燃机发电量；为第i台地源热泵机组耗电量；为吸收式制冷机耗电量；

因烟气热水型余热吸收式制冷机主要利用热能，因而其耗电量主要用于给其辅机供电，相比于其值很小，可忽略不计；燃气内燃发电机组消耗天然气量以及热回收量分别为：

式中：为燃气内燃机消耗天然气量；η_pgu为燃气内燃机组效率；为热回收量；η_r为热回收效率；

电制冷机组

电制冷机组的制冷量与其电能输入量成正比：

式中：为电制冷机产生的冷能；为电网向电制冷机的供电量；COP_ec为电制冷机的性能系数；

地源热泵机组

地源热泵机组将低品位的电能转化为高品位的冷能或热能，其产生的能量可用于直接供应冷负荷，也可用于储存，表示为：

式中：为第i台地源热泵机组供冷量；为蓄冷量；为由市政电网向地源热泵机组的供电量；为由燃气内燃机向地源热泵供电量；COP_gshp,c为地源热泵制冷性能系数；为表示地源热泵供冷的状态量，为0-1变量，表示地源热泵供冷；为地源热泵供冷上限；

水蓄冷

水蓄冷罐储存的能量来源于地源热泵机组的供应考虑到蓄能设备热量损失，其蓄能量可表示为：

式中：为t时段蓄冷设备的蓄冷量；η_ST为热损失系数；为蓄冷设备释放的冷能；为表示蓄冷设备的运行状态的0-1变量，表示水蓄冷设备处于蓄冷状态，表示水蓄冷设备处于释放冷能状态；

烟气热水型余热吸收式冷水机组；

当发电机组运行时，首先利用发电机组的余热作为吸收机的热源，供应部分冷能，吸收式制冷机组的制冷量与其热能输入量成正比：

式中：为吸收式制冷机的供冷量；COP_am,c为吸收式制冷机性能系数。