[发明专利]考虑储热环节的综合能源系统设备选型与容量规划方法

权利要求书

1.一种考虑储热环节的综合能源系统设备选型与容量规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据园区综合能源系统待选的设备种类及能源形式，输入能源转换及储热设备参数，包括各个设备单位容量的初始投资成本、维护费用及转化效率，输入电价、天然气价格及园区内冷、热、电负荷的年运行数据；

2)依据步骤1)中输入的参数，建立考虑储热环节的综合能源系统设备选型与容量规划模型，包括以系统年综合费用最小为目标函数，考虑各种能源转换设备模型及热储能模型的运行约束，以及综合能源系统内电、热、冷功率平衡约束；

3)依据步骤2)得到的考虑储热环节的综合能源系统设备选型与容量规划模型，基于园区内冷、热、电负荷的年运行数据，采用混合整数线性规划方法进行求解；

4)输出步骤3)的求解结果，包括设备选型和容量规划方案，以及系统年综合费用、电/气年消耗量。

2.根据权利要求1所述的一种考虑储热环节的综合能源系统设备选型与容量规划方法，其特征在于，步骤2)所述的各种能源转换设备模型及热储能模型的运行约束，包括：

(1)电锅炉规划模型及约束：

式中，是t时刻电锅炉的热功率，是t时刻蓄热罐的储热功率，是t时刻电锅炉输入端电功率，η^EB是电-热转化效率，p^EB是电锅炉最小规划单元，x^EB是最小规划单元对应的数量；

(2)蓄热罐规划模型及约束

式中，是t时刻蓄热罐储存的热量，η^ST是储能损失系数，是t时刻蓄热罐的储热功率，η^CH是储热效率，是储热功率上限，是t时刻蓄热罐的放热功率，η^DIS是放热效率，是放热功率上限，Δt为t时段到t+1时段的时间间隔，p^ST是蓄热罐最小规划单元，x^ST是最小规划单元对应的数量，z^CH和z^DIS分别为储热标志位和放热标志位；

(3)电制冷机组规划模型及约束：

式中，是t时刻电制冷机组的冷功率，是t时刻电制冷机组输入端电功率，E^AC是能效比，p^AC是电制冷机组最小规划单元，x^AC是最小规划单元对应的数量；

(4)地源热泵规划模型及约束：

式中，是t时刻地源热泵的热功率，是t时刻地源热泵的冷功率，是t时刻地源热泵输入端电功率，E^H，HP是电制热能效比，E^C，HP是电制冷能效比，p^CAP，HP是地源热泵最小规划单元，x^HP是最小规划单元对应的数量；

(5)CHP机组规划模型及约束：

式中，是t时刻热电联产机组的热功率，是t时刻热电联产机组的电功率，是t时刻热电联产机组输入端功率，η^H，CHP和η^P，CHP分别是气-热转化效率和气-电转化效率，p^CHP是热电联产机组最小规划单元，x^CHP是最小规划单元对应的数量。

3.根据权利要求1所述的一种考虑储热环节的综合能源系统设备选型与容量规划方法，其特征在于，步骤2)所述的综合能源系统内电、热、冷功率平衡约束为：

(1)电功率平衡约束：

式中，是t时刻园区内电负荷，是t时刻电网向园区内电负荷提供的功率，是t时刻热电联产机组的电功率；

(2)热功率平衡约束：

式中，是t时刻园区内热负荷，是t时刻电锅炉的热功率，是t时刻蓄热罐的放热功率，是t时刻热电联产机组的热功率，是t时刻地源热泵制热期间的热功率；

(3)冷功率平衡约束：

式中，是t时刻园区内冷负荷，是t时刻电制冷机组的冷功率，是t时刻地源热泵制冷期间的冷功率。