基于热电混合式运行策略的分布式能源系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114881322A(43)申请公布日2022.08.09(21)申请号202210485386.4(22)申请日2022.05.06(71)申请人南京师范大学地址210000江苏省南京市文苑路1号(72)发明人谢浩权西斌王昕晔魏佳毓张志聪耿云(74)专利代理机构北京智帆金科知识产权代理事务所(普通合伙)16048专利代理师韩璐(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)G06K9/62(2022.01)G06N3/12(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称基于热电混合式运行策略的分布式能源系统(57)摘要本发明公开了基于热电混合式运行策略的分布式能源系统，包括DES系统和DES优化算法，所述DES系统包括发电单元、余热回收设备、余热锅炉、吸收式制冷设备和电制冷机；系统采用燃气轮机作为发电单元，天然气进入燃气轮机燃烧室中燃烧，产生高温烟气并带动透平膨胀做功，驱动发电机发电；透平排出的烟气可被余热回收设备回收利用，用于驱动余热锅炉产生蒸汽进入热网，热量通过热网进入吸收式制冷机组和热交换器进行制冷或制热；当燃气轮机产电量不足以满足系统电需求时，将采取从电网买电的方式补充；当系统制冷量和供热量不足时，通过电制冷机和补燃锅炉补充；通过耦合上述多种能源设备，本发明，具有实用性强的特点。CN114881322ACN114881322A权利要求书1/3页1.基于热电混合式运行策略的分布式能源系统，其特征在于：包括DES系统和DES优化算法，所述DES系统包括发电单元、余热回收设备、余热锅炉、吸收式制冷设备和电制冷机；系统采用燃气轮机作为发电单元，天然气进入燃气轮机燃烧室中燃烧，产生高温烟气并带动透平膨胀做功，驱动发电机发电；透平排出的烟气可被余热回收设备回收利用，用于驱动余热锅炉产生蒸汽进入热网，热量通过热网进入吸收式制冷机组和热交换器进行制冷或制热；当燃气轮机产电量不足以满足系统电需求时，将采取从电网买电的方式补充；当系统制冷量和供热量不足时，通过电制冷机和补燃锅炉补充；通过耦合上述多种能源设备，可有效保证系统冷热电供给的可靠性，并提升系统供能的灵活性。2.根据权利要求1所述的基于热电混合式运行策略的分布式能源系统，其特征在于：所述DES优化算法分为以下两部分流程：S1、运行策略模块，以运行费用最低为决策目标，通过MILP算法计算运行费用；S2、通过交叉、变异、保留产生新一代个体进行循环迭代，通过遗传算法寻找最优设备容量。3.根据权利要求2所述的基于热电混合式运行策略的分布式能源系统，其特征在于：所述遗传算法首先需要在合理的设备容量范围内产生一定数量的初始种群，在输入相关设备参数、负荷数据等参数后，规定运行策略，然后根据约束条件，分别通过线性规划算法计算运行费用，并统计各个设备运行消耗的能源，经过迭代循环优化，输出最佳优化结果。4.根据权利要求3所述的基于热电混合式运行策略的分布式能源系统，其特征在于：还包括DES优化模型，所述DES优化模型综合考虑了系统的运行成本、设备折旧成本成本，以系统的年度总成本最小化为优化目标，具体为：minACT＝Cinv+Cr式中，Cinv为年度设备投资折旧总成本；Cr为年度运行成本,包括设备的维护成本和设备的运行能耗成本；ζi为系统各个设备的额定容量；R为投资回收系数；Pi指各个设备的单位造价；指各个设备的每小时各项运行成本；r指利率；n为年数。5.根据权利要求4所述的基于热电混合式运行策略的分布式能源系统，其特征在于：该分析方法具体步骤为：步骤一：通过DeST软件进行模拟得到建筑全年负荷数据；步骤二：通过计算全年逐时冷热负荷数据的方差来定量描述负荷的波动性；步骤三：通过MATLAB软件对建造福人民筑负荷进行离散化处理；步骤四：采用AgglomerativeClustering算法对建筑负荷进行聚类。首先将不同季节负荷数据分类，根据季节天数m构建m×48的负荷矩阵Ls；2CN114881322A权利要求书2/3页步骤五：对上述聚类所得典型日负荷的进行分析，基于Pearson相关系数计算离散负荷数据与原始负荷数据的典型日负荷相似度，具体公式如下：式中，Wi指原始建筑逐时冷热负荷；Nj指离散冷热负荷数据；Wmean指原始建筑冷热负荷数据的均值；Nmean指离散冷热负荷数据的均值。6.根据权利要求5所述的基于热电混合式运行策略的分布式能源系统，其特征在于：上述步骤二中，计算全年逐时冷热负荷数据的方差来定量描述负荷的波动性的方法为：式中，S指建筑全年冷热负荷数据的方差，其大小反应建筑冷热负荷的波动程度；Ci、Hi分别指建筑逐时冷、热负荷；C