基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115864537A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211575008.1H02J3/38(2006.01)(22)申请日2022.12.08(71)申请人国网福建省电力有限公司地址350003福建省福州市鼓楼区五四路257号申请人国网福建省电力有限公司经济技术研究院(72)发明人陈晚晴郑楠杜翼陈津莼陈思敏蔡期塬林晓凡陈晗陈柯任李源非(74)专利代理机构福州市博深专利事务所(普通合伙)35214专利代理师柯玉珊(51)Int.Cl.H02J3/46(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图2页(54)发明名称基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法及系统(57)摘要本发明涉及沼风光综合能源系统技术领域，特别涉及一种基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法及系统，通过构建沼风光综合能源系统的能量枢纽数学模块，根据能量枢纽数学模块，形成沼风光综合能源系统的功率平衡方程，所述功率平衡方程，得到能量平衡约束条件和系统框架，根据能量平衡约束条件和系统框架，得到沼风光综合能源系统的规划模型，根据规划模型对所述沼风光综合能源系统进行调控，以此来建立一种沼风光综合能源系统，将风能、太阳能、生物质能三种可再生能源应用于综合能源系统中，提高现有基于风能、太阳能或基于沼气的综合能源系统的经济性、环保性和可靠性。CN115864537ACN115864537A权利要求书1/3页1.一种基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建沼风光综合能源系统的能量枢纽数学模块；S2、根据所述能量枢纽数学模块，形成沼风光综合能源系统的功率平衡方程；S3、根据所述功率平衡方程，得到能量平衡约束条件和系统框架；S4、根据能量平衡约束条件和系统框架，得到沼风光综合能源系统的规划模型；S5、根据所述规划模型对所述沼风光综合能源系统进行调控。2.根据权利要求1所述的基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法，其特征在于，构建沼风光综合能源系统的能量枢纽数学模块，具体为：建立耦合矩阵，以模拟多输入多输出能量枢纽不同能源载体的转换和存储，具体表示如下：其中，WWT、GPVT和Ebio分别为风能、太阳能和生物质能输入，PBES和VGS分别为储能电池存储的电能和沼气罐存储的沼气的净输出，PBES的净输出的功率为放电功率与充电功率的相减，Le、Lh和Lg分别代表电负荷、热负荷和燃气负荷；fe,PVT和fh,PVT分别是PVT的输出电和热效率，ηe,CHP和ηh,CHP分别是热电联产的气‑电效率和气‑热效率，ηB和ηF分别为电锅炉和沼气炉的转化率，Qbio是沼气热值；νB、νCHP和νF分别是投入能量载体对电锅炉、CHP、沼气炉的调度因子。3.根据权利要求1所述的基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法，其特征在于，步骤S1之前还包括以下步骤：构建考虑电热反馈的沼气池输出模块，具体为：忽略其他环境因素，给出沼气池产量与温度的耦合的关系式，具体表示如下：2Ebio＝co(TZ‑To)‑do；其中，Ebio表示单位时间沼气池产量，TZ和To分别表示实际反应温度与最佳反应温度，co和do分别为数据拟合所得系数。4.根据权利要求3所述的基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法，其特征在于，在得到沼气池产量与温度的耦合的关系式之后，还包括以下步骤：对沼气池内外热传导关系建模，利用节点热力平衡方程求解沼气池内部环境温度，得到沼气池沼气产量输出；所述节点热力平衡方程具体表示如下：2CN115864537A权利要求书2/3页QRES＝Shf+ηBSef；其中，RZ和Rout分别为两层墙体内外对流传热的热阻，RW1和RW2分别为两层墙体内外传导传热的热阻；QRES为从能量枢纽反馈给沼气池的加热能量；TZ和Tout分别为沼气池内部和外部的温度，TW1和TW2分别为沼气池第一层壁和第二层壁的温度；CZ、CW1和CW2分别是沼气池内部、第一层壁和第二层壁的热容；t表示调度时间；ηB是电锅炉的转换效率；Sef和Shf分别表示沼气池加热的电能和热能反馈。5.根据权利要求1所述的基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控方法，其特征在于，步骤S1之前还包括以下步骤：构建沼风光综合能源系统的能量枢纽结构模块，所述能量枢纽结构模块包括能量输入模块、能量转换存储模块和能量输出模块。6.一种基于能量枢纽的沼风光综合能源系统的调控系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：S1、构建沼风光综合能源系统的能量枢纽数学模块；S2、根据所述能量枢纽数学模块，形成沼风光综合能源系统的功率平衡方程；S3、根据