[发明专利]一种基于冗余设计的CCHP系统可靠性评估方法

说明书

本发明的一种基于冗余设计的CCHP系统可靠性评估方法，包括以下步骤：步骤1：输入冷热电联供系统用户需求侧负荷数据，包括输入冷负荷、热负荷、电负荷、光照强度和风速等数据；步骤2：构建耦合光伏发电机、风力发电机的CCHP微电网系统；包括光伏发电机、风力发电机、燃气轮机、锅炉、溴化锂吸收式制冷机、电制冷机；步骤3：构建以经济为最优优化策略的目标函数；步骤4：构建各设备约束条件；步骤5：求解算法，得到优化结果并制定运行策略；步骤6：运用冗余设计对系统供能可靠性进行评估。本发明通过采用冗余设计的系统设计方案，在系统优化运行策略的基础上，更好的保证了系统在运行过程中的可靠性。

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，涉及一种基于冗余设计的CCHP系统可靠性评估方法。

背景技术

我国目前很注重可再生能源的发展，可再生能源是指在自然界可循环再生的一次能源，对于人们的日常生活具有非常重要的作用。石油和煤矿资源已经濒临枯竭，可再生能源中太阳能和风能的利用已逐渐成为主流趋势。

针对综合能源系统的运行策略优化和优化方法，已有学者就行了大量研究。IlhanKeskin等人基于热电联产(CCHP)的数据中心，提出一种综合的能源成本管理方法，并运用混合整数线性规划(MILP)方法分析了系统成本最优运行策略。Zhiping Cheng等人通过研究多时间尺度动态鲁棒优化调度策略来解决热电联供微电网协调运行等问题。周乐等人通过运用线性规划(LP)优化模型进行了典型热电联产系统年总成本最小的优化设计，并从经济、环境、成本等方面对CCHP系统进行综合评估。

上述研究均是在综合能源系统运行策略和优化方法上展开研究，对后续运行的供能可靠性和保证设备的安全性运行方面有所欠缺。

发明内容

基于优化后的综合能源系统运行策略基础上，为了提高CCHP系统在运行过程中的可靠性，本发明提出了一种基于冗余设计的CCHP系统可靠性评估方法，正是解决CCHP系统可靠性问题的关键。

本发明提供一种基于冗余设计的CCHP系统可靠性评估方法，其特征在于，包括：

步骤1：输入冷热电联供系统用户需求侧负荷数据，包括输入冷负荷、热负荷、电负荷、光照强度和风速数据；

步骤2：构建耦合光伏发电机、风力发电机的CCHP微电网系统；包括光伏发电机、风力发电机、燃气轮机、锅炉、溴化锂吸收式制冷机和电制冷机；

步骤3：构建以经济为最优优化策略的目标函数；

步骤4：构建各设备约束条件，包括：光伏发电设备约束、风力发电设备约束、燃气轮机设备约束、锅炉设备约束、吸收式制冷设备约束、电制冷机设备约束和冷、热、电负荷约束；

步骤5：设定迭代参数，找出可行域的一个顶点，据目标函数及约束条件判断其是否最优；若否，则转换到与之相邻的另一顶点，并使目标函数值更优，直到找到某最优解；

步骤6：运用冗余设计对系统供能可靠性进行评估。

进一步的，步骤3具体为：

步骤3.1：以经济为最优优化策略的目标函数，其总成本包括：系统设备初始投入资金成本、设备运行费用、设备维护费用以及多余电量卖出时赚取的费用；其年运行总成本公式如下：

式中，为耦合新能源的CCHP系统年平均运行总成本；表示系统设备初始投入资金成本；表示设备运行费用；表示设备维护费；表示向电网卖电量赚取的费用；其中i代表CCHP微电网系统中的设备，包括：光伏发电机、风力发电机、燃气轮机、锅炉、溴化锂吸收式制冷机和电制冷机；f表示年平均分摊系数；

步骤3.2：通过如下公式计算平均分摊系数f：