[发明专利]一种冷热电联供系统多目标优化运行方法

权利要求书

1.一种冷热电联供系统多目标优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，根据能源站冷热电联供系统的设备及能源供应方式，建立数学模型，同时建立各设备的数学模型；

采用的设备包括：燃气内燃机、电制冷机组、地源热泵机组、烟气热水型溴冷机、水蓄冷电锅炉、水蓄热电锅炉、连接于燃气内燃机的吸收式制冷机组、连接于燃气内燃机的吸收式制热机组、余热吸收机、蓄能槽；

能源供应方式包括：电网、天然气；

冷负荷由冷地源热泵机组、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；

电制冷机组由市政电网供电，地源热泵机组由燃气内燃机或市政电网供应，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；

热负荷由地源热泵机组直接供热、余热吸收机供热以及蓄能槽释热；

步骤二，根据能源站冷热电分供系统的设备及能源供应方式，建立数学模型，同时建立各设备的数学模型；

采用的设备包括：燃气内燃机、电制冷机组、地源热泵机组、烟气热水型溴冷机、水蓄冷电锅炉、水蓄热电锅炉、锅炉、连接于锅炉的吸收式制冷机、连接于锅炉的吸收式制热机；

能源供应方式包括：电网、天然气；

冷负荷由电制冷机、地源热泵机组、水蓄冷罐以及吸收式制冷机提供；

热负荷由地源热泵、锅炉以及吸收式制热机提供热能，电制冷机和地源热泵机组由市政电网供电；

步骤三，先针对各个设备分别计算联供和分供系统总运行成本，联供和分供系统总碳排放量，联供和分供系统总一次能源消耗量；再采用加权的方法建立多目标优化模型；

步骤四，根据所建立的模型，先采用混合整数线性规划求解器对分供系统进行单目标优化求解，可以得到优化后的分供系统总运行成本f₁^SP、分供系统总碳排放量分供系统总一次能源消耗量再代入下式求解得到联供系统的优化运行策略；

式中：β₁，β₂，β₃为多目标权重系数。

2.根据权利要求1所述的一种冷热电联供系统多目标优化运行方法，其特征在于，联供系统、分供系统燃气内燃机组的数学模型如下所述：

冷热电联供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；燃气内燃机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为燃气内燃机效率；为热回收量；η_r为热回收效率。

3.根据权利要求1所述的一种冷热电联供系统多目标优化运行方法，其特征在于，联供系统、分供系统电制冷机组的数学模型如下所述：

电制冷机组的制冷量与其电能输入量成正比：

式中：为电制冷机组产生的冷能；为电网向电制冷机组的供电量；COP_ec为电制冷机组的性能系数。

4.根据权利要求1所述的一种冷热电联供系统多目标优化运行方法，其特征在于，联供系统、分供系统地源热泵机组的数学模型如下所述：

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/热负荷，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；此外，变量下标中“c”代表供冷，当冬季供热时，变量下标可用“h”代替。