[发明专利]一种多能耦合的恒温供水系统及其优化方法

权利要求书

1.一种多能耦合的恒温供水系统的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、收集用户的需求数据，所述用户需求数据包括用户电需求、热需求和生活热水需求；

S200、根据S100收集的用户需求数据，对燃料、电和热多能源耦合的恒温供水系统进行运行优化，得到多能源恒温供水系统的最优运行策略集；

S300、根据S200得到的最优运行策略集对所述多能源恒温供水系统进行实时控制；

所述S200包括以下步骤：

S201、构建多能源恒温供水系统的数学模型，确定目标函数及约束条件，目标函数使系统运行成本最小；

S202、构建样本参数集，其中包括一个需求负载样本、一个设备参数样本和一个系统环境参数样本；

S203、根据收集到的用户需求数据，生成不确定性负荷的多种情景树，进行场景约简，得到最终情景树；

S204、基于S202构建的样本参数集与S203得到的情景树，采用滚动优化方法求解S201构建的数学模型得到系统调度周期内的最优运行策略集，最优运行策略集包括系统运行费用、热电联产设备运行工况、储热水装置运行工况；

所述S201中约束条件包括热电联产设备运行约束条件、储热水装置运行约束条件、电负荷供需平衡约束条件、热负荷供需平衡约束条件和生活热水负荷供需平衡约束条件；

其中，储热水装置运行约束条件为：

其中c^W为水的比热容；和分别为第s个情景下第t个时段储热水装置内的水量和温度，为第s个情景下第t+1个时段储热水装置内的温度；和分别为第s个情景下第t个时段储热水装置的进水流量和温度；为第s个情景下第t个时段储热水装置的出水流量；U^HW和A^HW分别为储热水装置的单位面积热损耗系数和总表面积；为第s个情景下的环境温度；

热负荷供需平衡约束条件和生活热水负荷供需平衡约束条件为：

其中为第s个情景下第t个时段供暖的回水温度；G_t,s为第s个情景下第t个时段用户的热需求，单位为千瓦时；为第s个情景下第t个时段储热水装置的补水量；为第s个情景下第t个时段用户的生活热水需求；

所述目标函数表述为：

式中，S为情景总数，下标s为第s个情景，π^s为第s个情景的概率；t₀是滚动优化调度阶段的起始时间，N_T为调度周期，下标t为第t个时段；为第s个情景下第t个时段的燃料成本；△t为滚动优化调度阶段时间间隔；

所述多能耦合的恒温供水系统，包括热电联产设备（200）、储热水装置（400）和优化处理模块（120），所述热电联产设备（200）通过余热回收热水回路与储热水装置（400）连接；所述储热水装置（400）与补水管道（601）、供暖回水管道（602）、供暖管道（603）以及供生活热水管道（604）连接；

所述储热水装置（400）、供暖回水管道（602）、供暖管道（603）和供生活热水管道（604）内均设有温度传感器；

所述补水管道（601）、余热回收热水回路、供暖管道（603）和供生活热水管道（604）内均设有流量控制装置；所有温度传感器的输出端均与优化处理模块（120）的输入端连接，优化处理模块（120）的输出端和流量控制装置连接，所述优化处理模块（120）用于根据温度传感器测量到的温度对热电联产设备（200）和储热水装置（400）的开关及进出水流量进行控制。