[发明专利]一种综合能源系统多目标模糊优化方法

权利要求书

1.一种考虑效率的综合能源系统多目标模糊优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)向综合能源系统输入系统信息，所述系统信息包括综合能源系统的架构信息、能源组件单元信息、电负荷信息、室内供冷冷负荷信息、室内采暖热负荷信息、生活热水热负荷信息、储能系统信息、太阳能光照强度预测信息、分时电价信息、天然气价格信息、生物质价格信息；

(2)建立综合能源系统的能源组件单元模型，所述能源组件单元模型包括生物质锅炉模型、太阳能集热器模型、冷热电联供系统模型、热泵模型、储能系统模型；

(3)建立综合能源系统的流分析模型，所述的流分析模型包括输出流分析模型、输入流分析模型；

(4)设置综合能源系统运行的约束条件，所述约束条件包括容量约束、爬坡约束、能量平衡约束；

(5)建立单目标优化模型，所述单目标优化模型包括经济型优化模型、综合效率优化模型、环保型优化模型；

(6)建立多目标模糊优化模型，包括目标函数的模糊化模型和对多目标模糊优化求解模型；

(7)求解多目标模糊优化模型，包括基于软件平台编写模型程序，并调用全局求解器对考虑效率的综合能源系统多目标模糊优化进行求解；

(8)输出综合能源系统信息，包括燃气轮机的电热出力、消耗天然气量、购电量、消耗生物质量、余热回收锅炉热出力量、储能系统状态变化量、太阳能集热器热出力量、热泵消耗电能量信息。

2.根据权利要求1所述的一种考虑效率的综合能源系统多目标模糊优化方法，其特征在于：步骤(2)建立综合能源系统的能源组件单元模型具体表达式如下：

(2a)生物质锅炉模型，其函数表达式如下：

B_boil(t)·η_boil,bio·LHV_bio＝H_bio(t)

式中：B_boil(t)为生物质锅炉在时刻t消耗的生物质速率；η_boil,bio为生物质锅炉的工作效率；LHV_bio为生物质的低位热值；H_bio(t)为生物质锅炉在时刻t产生的热功率；

(2b)太阳能集热器模型，其函数表达式如下：

η_coll·A_coll·G_T(t)＝H_solar(t)

式中：η_coll为太阳能集热器的工作效率；A_coll为太阳能集热器的工作有效面积；G_T(t)为时刻t太阳辐射强度；H_solar(t)为时刻t太阳能集热器产生的热功率；

(2c)冷热电联供系统模型：包括冷热电联供系统中的燃气轮机模型、冷热电联供系统中的吸收式制冷机模型、冷热电联供系统中的室内采暖余热回收锅炉模型和冷热电联供系统中生活热水余热回收锅炉模型，具体如下：

所述的冷热电联供系统中的燃气轮机模型：

式中：G_GT(t)为燃气轮机在时刻t消耗的天然气速率；η_e为燃气轮机的发电效率；LHV_gas为天然气的低位热值；E_GT(t)为燃气轮机在时刻t的发电功率；Q_GT,ex(t)为燃气轮机在时刻t的烟气余热功率；η_loss为燃气轮机热能损失系数；

所述的冷热电联供系统中的吸收式制冷机模型：

式中：ξ_SC(t)为时刻t燃气轮机产生的烟气余热流向用于室内供冷吸收式制冷机的分配比例系数；η_rec,abs为吸收式制冷机的烟气余热回收效率；COP_abs为吸收式制冷机的工作性能系数；为吸收式制冷机在时刻t通过回收燃气轮机烟气余热产生的室内供冷冷功率；G_abs(t)为吸收式制冷机在时刻t消耗的天然气速率；η_abs为吸收式制冷机的燃烧室的工作效率；为吸收式制冷机在时刻t通过直接消耗天然气产生的室内供冷冷功率；

所述的冷热电联供系统中的室内采暖余热回收锅炉模型：

式中：ξ_SH(t)为时刻t燃气轮机产生的烟气余热流向用于室内采暖余热回收锅炉的分配比例系数；η_REC为余热回收锅炉的热回收效率；为余热回收锅炉在时刻t通过回收燃气轮机烟气余热产生的室内采暖热功率；为用于室内采暖余热回收锅炉在时刻t消耗的天然气速率；COP_REC为余热回收锅炉直接燃烧天然气时的工作性能系数；为用于室内采暖余热回收锅炉在时刻t通过直接消耗天然气产生的室内采暖热功率；

所述的冷热电联供系统中生活热水余热回收锅炉模型：

式中：ξ_DHW(t)为时刻t燃气轮机产生的烟气余热流向用于提供生活热水余热回收锅炉的分配比例系数；为余热回收锅炉在时刻t通过回收燃气轮机烟气余热产生的生活热水热功率；为用于提供生活热水余热回收锅炉在时刻t消耗的天然气速率；为用于提供生活热水余热回收锅炉在时刻t通过直接消耗天然气产生的生活热水热功率；

(2d)热泵模型，其函数表达式如下：

式中：为制热状态下热泵在时刻t消耗的电能量；为制冷状态下热泵在时刻t消耗的电能量；为热泵的制热工作性能系数；为热泵的制冷工作性能系数；H_HP(t)为制热状态下热泵在时刻t产生的热功率；C_HP(t)为制冷状态下热泵在时刻t产生的冷功率；

(2f)储能系统模型，其函数表达式如下：

式中：分别为用于室内供冷、室内采暖、生活热水的储能系统在时刻t的储能量；σ^SC、σ^SH、σ^DHW分别为用于室内供冷、室内采暖、生活热水的储能系统在时刻t的能量损失系数；分别为用于室内供冷的储能系统在时刻t的充、放冷功率；分别为用于室内采暖的储能系统在时刻t的充、放热功率；分别为用于生活热水的储能系统在时刻t的充、放热功率；Δt为时间间隔。