[发明专利]含可再生能源冷热电联产系统电储能装置日运行方法

摘要

本发明公开了一种含可再生能源冷热电联产系统储热装置日运行方法，通过获得“小时经济最大充电/放电电量”可得到有利于提高能源利用效率的各个时段充电/放电状态决策，基于“小时经济最大充电/放电电量”，以充分利用电储能容量提高能源利用效率为原则，获得了每个时段的电储能装置的充电/放电电量，提高吸纳可再生能源能力并提高能源利用效率。

主权项

一种含可再生能源冷热电联产系统电储能装置日运行方法，其应用的CCHP系统至少包括发电机组、可再生能源发电装置、由发电机组和可再生能源发电装置供电的电制冷机组、回收发电机组发电余热的热回收装置、连接热回收装置的吸收式制冷机、由发电机组供电的电储能装置；可再生能源发电包括风力发电及光伏发电；在时段t，CCHP系统中发电与发电余热回收的关系为：PCHP(t)=FCHP(t)·ηCHP,EQCHP(t)=FCHP(t)·ηCHP,Hf=PCHP/PCHP,MAXηCHP,E=a+b·f+c·f2PCHP,MIN(t)≤PCHP(t)≤PCHP,MAX(t)]]>其中：PCHP(t)为CCHP系统的生产电能，单位为kWh；QCHP(t)为CCHP系统的生产热能，单位为kWh；FCHP(t)为CCHP系统的天然气消耗量，单位为kWh；ηCHP,H为CCHP系统热回收效率；ηCHP,E为CCHP系统发电效率；PCHP,MAX，PCHP,MIN分别为CHP系统的最大，最小发电量，单位为kWh；a,b,c为CCHP发电效率的系数；f为发电机组PGU的出力比；在时段t，CCHP系统中冷热电负荷平衡为：LE(t)-PWT(t)-PPV(t)-PCHP(t)-PGRID(t)+QEC(t)/COPEC+(1-β)·PDCE(t)-β·PCE(t)=0LH(t)+QABC(t)/COPABC-QCHP(t)-QBL(t)=0LC(t)-QABC(t)-QEC(t)=0]]>其中：LC(t)为CCHP系统的冷负荷需求，单位为kWh；LH(t)为CCHP系统的热负荷需求，单位为kWh；LE(t)为CCHP系统的电负荷需求，单位为kWh；PWT(t)为CCHP系统中风力发电生产的电能，单位为kWh；PPV(t)为CCHP系统的光伏发电生产的电能，单位为kWh；PGRID(t)为CCHP系统购买电网的电量,单位为kWh；QEC(t)为CCHP系统电动制冷机的生产制冷量,单位为kWh；COPEC为电动制冷机的效能系数；QABC(t)为CCHP系统吸收式制冷机生产制冷量，单位为kWh；COPABC为吸收式制冷机的效能系数；QBL(t)为CCHP系统辅助锅炉生产热能,单位为kWh；PCE(t)；为CCHP系统电储能装置充电电量，单位为kWh；PDCE(t)为CCHP系统热电储能装置放电电量，单位为kWh；β为整数变量，1表示充电状态，0表示放电状态；其特征在于：电储能装置的充电/放电过程能够促进能源利用效率的提高，且电储能装置运行具有如下限制：1)电储能最大容量ESE,MAX，当电储能装置的储能电量达到电储能装置的最大容量时不能够继续充热；2)储能装置在时段t最大充电电量限制QCE,MAX，时段t充电电量不能超过最大充电电量限制；3)电储能装置在时段t最大放电电量限制QDCE,MAX，时段t放电电量不能超过电储能装置的最大放电电量限制；所述LC(t)，LH(t)，LE(t)、PWT(t)和PPV(t)为已知值，其中t＝1,2,…,T，T为未来一日时段的最大数目；小时经济最大充热/放热量计算公式分三种情况依照下式计算：条件1：LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPECLH(t)>LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPECk′CHP,QP·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPEC)LE(t)-PWT(t)-PPV(t)LH(t)+LC(t)/COPABC<LE(t)-PWT(t)-PPV(t)k′′CHP,QP·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t))]]>条件2：LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPECLH(t)>LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPECk′CHP,QP·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPEC)LE(t)-PWT(t)-PPV(t)LH(t)+LC(t)/COPABC>LE(t)-PWT(t)-PPV(t)k′′CHP,QP·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t))]]>条件3：LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPECLH(t)<LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPECk′CHP,QP·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)/COPEC)LE(t)-PWT(t)-PPV(t)LH(t)+LC(t)/COPABC<LE(t)-PWT(t)-PPV(t)k′′CHP,QP·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t))]]>k′CHP,QP=(1-ηCHP,E1)·ηCHP,HηCHP,E1ηCHP,E1=a+b·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)COPECPCHP,MAX)+c·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t)+LC(t)COPECPCHP,MAX)2]]>k′′CHP,QP=(1-ηCHP,E2)·ηCHP,HηCHP,QP2ηCHP,E2=a+b·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t)PCHP,MAX)+c·(LE(t)-PWT(t)-PPV(t)PCHP,MAX)2]]>通过下式得到P'(t)LH(t)+LC(t)/COPABC=(1-ηCHP,E1)ηCHP,E1ηCHP,HP′(t)ηCHP,E1=a+b·(P′(t)PCHP.MAX)+c·(P′(t)PCHP.MAX)2]]>通过下式得到P”(t)LH(t)=(1-ηCHP,E2)ηCHP,E2ηCHP,HP′′(t)ηCHP,E1=a+b·(P′′(t)PCHP.MAX)+c·(P′′(t)PCHP.MAX)2]]>其中：k′CHP,QP是发电量为(LE(t)‑PWT(t)‑PPV(t)+LC(t)/COPEC)的余热回收热量计算系数，按照(7)计算得到；k″CHP,QP是发电量为(LE(t)‑PWT(t)‑PPV(t))的余热回收热量计算系数；为发电量为(LE(t)‑PWT(t)‑PPV(t)+LC(t)/COPEC)的发电效率；为发电量为(LE(t)‑PWT(t)‑PPV(t))的发电效率；P′(t)为发电余热回收热量为LH(t)+LC(t)/COPABC时对应的发电量；P″(t)为发电余热回收热量为LH(t)时对应的发电量；当指定的充电水平为和放电水平为时，时段t电储能装置的充电电量为PCE(t)，放电电量为PDCE(t)，日充电电量为ECE，日放电电量为EDCH；其中，如果日充电电能PCE小于储能最大容量ESE,MAX，提高充电水平如果日充电电能ECE大于储能最大容量ESE,MAX，降低充电水平如果日充电电能ECE等于储能最大容量ESE,MAX，该充电水平为当日充电水平；如果日放电电量EDCE小于充电电能ECE乘以储能效率ηSE，提高放电水平如果日放电电量EDCE大于充电电能ECE乘以储能效率ηSE，降低放电水平如果日放电电量EDCE等于充电电能ECE乘以储能效率ηSE，该放电水平为当日放电水平；日充电电量和日放电电量满足下式：ECE·ηSE＝EDCE。