[发明专利]一种养殖场沼气热电联供系统优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种养殖场沼气热电联供系统优化方法及系统。所述方法包括：构建供能侧热量模型和热需求量模型；供能侧热量模型表示提供的热量与用于沼气发电的沼气量和进料量之间的关系；提供的热量包括：发电机提供的热量和锅炉提供的热量；热需求量模型表示厌氧发酵罐的热需求量与进料量之间的关系；根据供能侧热量模型和热需求量模型确定热需求量约束模型；以热需求量约束模型、发电机组功率约束模型、燃气锅炉功率约束模型和用于发电的沼气量约束模型为约束条件，以投资收益率最大为目标函数构建供热模型；对供热模型采用遗传算法进行求解得到最优个体，根据最优个体对养殖场沼气热电联供系统进行控制。本发明可以更好实现节能减排效果。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别是涉及一种养殖场沼气热电联供系统优化方法及系统。

背景技术

能源和环境问题已经成为制约当今世界社会发展的重要瓶颈，实现能源、环保和经济的协调发展已成为迫切需求。2020年9月22日，中国在联合国大会上提出了二氧化碳排放力争于2030年达到峰值，2060年实现碳中和的能源战略目标。目前，养殖行业规模化、集中度越来越高，农业面源污染严重。同时，农村能源结构仍以化石能源为主，难以支撑“双碳目标”下乡村振兴建设和快速发展。如何合理利用能源，有效提升能源利用水平，促进生态环境的良性循环，成为我国能源领域内目前研究的重点问题。

现有冷热电联供系统大多以天然气化石燃料为主要能源，而利用沼气等清洁能源，可更好的体现出节能减排的优势。但现有技术方案提供了一种冷热电联供系统优化运行的线性化方法，使用MATLAB编制冷热电联供系统优化的线性化软件，实现系统优化运行策略的制定并进行运行优化，所选用的线性规划算法计算速度快，可适用于大规模电力系统，实用性强，但未涉及到小型冷热电联供系统，尤其是生物质能源的联供系统优化方面，无法更好实现节能减排效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种养殖场沼气热电联供系统优化方法及系统，可以更好实现节能减排效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种养殖场沼气热电联供系统优化方法，包括：

构建供能侧热量模型和热需求量模型；所述供能侧热量模型表示提供的热量与用于沼气发电的沼气量和进料量之间的关系；所述提供的热量包括：发电机提供的热量和锅炉提供的热量；所述热需求量模型表示厌氧发酵罐的热需求量与进料量之间的关系；

根据所述供能侧热量模型和所述热需求量模型确定热需求量约束模型；

以热需求量约束模型、发电机组功率约束模型、燃气锅炉功率约束模型和用于发电的沼气量约束模型为约束条件，以投资收益率最大为目标函数构建供热模型；

对所述供热模型采用遗传算法进行求解得到最优个体，根据所述最优个体对养殖场沼气热电联供系统进行控制。

可选的，所述对所述供热模型采用遗传算法进行求解得到最优个体，具体包括：

根据基准进料量和热需求量模型计算厌氧发酵罐的基准热需求量；

在当前迭代次数下，初始化种群，所述种群包括多个个体；所述个体包括进料量、用于沼气发电的沼气量、发电机组运行功率和锅炉运行功率；

对所述种群进行染色体解码得到待选最优个体；

根据所述基准热需求量、所述待选最优个体、所述热需求量约束模型、所述发电机组功率约束模型、所述燃气锅炉功率约束模型和所述用于发电的沼气量约束模型判断所述最优个体是否满足所述约束条件，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为否，则进行下次迭代；

若所述第一判断结果为是，则以所述目标函数为适应度函数计算所述待选最优个体的适应度值，并判断是否达到设定迭代次数，得到第二判断结果；