[发明专利]一种卡诺电池水循环能源系统及其规划方法、装置

说明书

本发明公开了一种卡诺电池水循环能源系统及其规划方法、装置，该方法收集用户的需求数据、设备参数及环境参数，构建系统样本参数集；根据系统样本参数集建立卡诺电池水循环能源系统数学模型，生成多种情景树并进行场景约简，求解得到系统最优配置参数集。本发明对系统规划过程中各设备水循环过程多能耦合特性进行建模，充分反映系统供‑储‑需多设备、多管道、多能源转化之间的小时级多能耦合动态机制，实现了卡诺电池水循环能源系统小时级动态温度和流量的精确规划设计，在降低系统投资和运行成本的同时提高系统的稳定性。

技术领域

本发明属于能源系统规划技术领域，具体涉及一种卡诺电池水循环能源系统及其规划方法、装置。

背景技术

近年来，可再生能源的装机规模迅速增加，传统能源系统向高比例可再生能源系统演化的趋势明显。然而，可再生能源具有较高的间歇性和波动性，对能源系统的稳定性设计规划和使用造成了巨大冲击。锂电池和卡诺电池均是具备一定经济性和实用能力的储能技术，在能源系统的规划设计中得到广泛关注。在能源系统中引入锂电池和卡诺电池等储能可以有效促进可再生能源的消纳，平抑可再生能源的波动。因此，合理规划设计卡诺电池水循环能源系统显得尤为重要。

目前对于卡诺电池水循环能源系统的规划设计与实施主要是根据不同需求场景的峰值负荷、场地条件等信息，制定粗略的设备选型计划和容量配置计划，缺乏能源系统在规划阶段的精细化考虑，往往造成设备实际运行负载率低下、供能不稳定等问题，同时面临需求侧电冷热负荷的随机性、能源系统供冷热温度的稳定性及舒适性、供需之间的多能耦合等一系列问题，无法保证能源系统规划设计的经济性和稳定性。

发明内容

本发明提供了一种卡诺电池水循环能源系统及其规划方法、装置，通过能源系统供-储-需的协调配置，合理选择设备类型及容量，有效应对负荷需求的不确定性。

为达到上述目的，本发明所述一种卡诺电池水循环能源系统规划方法及装置，包括：热交换器、吸收式冷机和与电网连接的光伏发电设备、风力发电设备、锂电池、卡诺电池单元、冷水机组以及电锅炉；所述卡诺电池单元包括热泵，所述热泵的进水口与低温储热罐的出水口相连，热泵的出水口与高温储热罐的第一进水口相连，高温储热罐的第一出水口与热电机组的进水口相连，热电机组的出水口与低温储热罐的进水口相连；所述热交换器的一次侧进水口与高温储热罐的第二出水口相连，热交换器的一次侧出水口与高温储热罐的第二进水口相连，热交换器的二次侧出水口与吸收式冷机的一次侧进水口以及热水供应管道相连，热交换器的二次侧回水口与吸收式冷机的一次侧出水口以及热水回水管道连接；

所述吸收式冷机的二次侧出水口与冷水供应管道连接，二次侧进水口与冷水回水管道连接；

所述冷水机组的出水口与冷水供应管道连接，进水口与冷水回水管道连接；

所述电锅炉的出水口与热水供应管道的入口连接，进水口与热水回水管道的出口连接。

一种卡诺电池水循环能源系统规划方法，包括以下步骤：

S100、收集用户需求数据、设备参数及环境参数，以构建系统样本参数集，所述户需求数据包括用户电需求、冷需求、热需求和生活热水需求数据；

S200、根据系统样本参数集，建立卡诺电池水循环能源系统规划模型并进行求解，得到卡诺电池水循环能源系统的最优规划配置参数集Ω，具体包括以下步骤：

S201、确定诺电池水循环能源系统的目标函数、约束条件及投资回收系数，建立卡诺电池水循环能源系统数学模型，卡诺电池水循环能源系统数学模型包括系统目标函数和约束条件，目标函数使系统规划和运行成本之和最小；