[发明专利]一种冷热电联供微网能量流的解耦计算方法

说明书

本发明公开一种冷热电联供微网能量流的解耦计算方法：将冷热电联供微网能量流解耦为供冷网能量流、供热网能量流、供电网潮流和能源站内部能量流；采用前推回代法获取供冷网络的冷量和温度分布，从而得到供冷网能量流；采用前推回代法获取供热网络的热量和温度分布，从而得到供热网能量流；计算负荷侧和能源站的各个循环泵消耗的电功率，更新负荷节点的电力负荷，并进行供电网络的潮流计算；进行能源站内部能量流的计算，获得燃气发电机的总有功出力，以及电制冷机和电热锅炉消耗的电功率。本发明根据供冷网和供热网的放射性结构特点采用前推回代法进行供冷网和供热网的能量流计算，既降低了计算复杂度，又显著提高了计算速度。

技术领域

本发明涉及冷热电联供微网系统领域，具体涉及一种冷热电联供微网能量流的解耦计算方法。

背景技术

冷热电联供微网技术是推动多能源微网发展和应用的技术，冷热电联供微网作为除了供给本地电力负荷外，还承担起本地的供冷和供热任务，能够进一步提高微网运行的经济、环境效益。冷热电联供微网通过燃气轮机等发电设备，将天然气燃烧产生的热能转化为机械能，并进一步转化为电能向用户供电，同时，利用做过功的热量或者余热(比如高温烟气，缸套热水等)通过制冷和制热设备向用户供冷和供热。冷热电联供微网实现了能量的梯级利用，提高了一次能源的转换效率，在新兴工业园区的能量供应方面得到了广泛应用。冷热电联供微网运行中，随着用能负荷的不断变化，其运行状态跟着变化，因而必须实时监视和判断微网中各元件的运行状态是否满足安全要求，这可通过冷热电联供微网的能量流计算来得到其实时的运行状态。因此，在给定的系统运行条件下，如何执行冷热电联供微网的能量流计算，以得到整个冷热电联供微网的运行状态，是一个亟需解决的关键技术问题。

参看图1，冷热电联供微网能量流计算是已知供冷网的冷负荷、供热网的热水负荷和供电网的电负荷，在给定冷热电联供微网中各元件连接关系及元件参数的前提下，求解整个冷热电联供微网的能量分布，如供电网的支路功率和节点电压、供冷网和供热网的管道流量和节点温度，及能源站内部发电功率、制冷功率和制热功率的分配等，以获得整个冷热电联供微网的运行状态。

目前，已有的冷热电联供微网能量流计算方法，常采用将供冷网、供热网和供电网的方程联立起来求解的统一计算方法。由于模型是非线性代数方程组，常采用牛拉法进行迭代求解。统一计算方法将具有不同物理特性的网络方程一起求解，不但计算复杂度高，而且收敛性较差，计算时间也较长。因此，如何根据冷热电联供微网的结构特点实现对冷热电联供微网能量流的解耦计算，既简化计算，又提高计算速度，亟需提出合理的计算方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，根据冷热电联供微网仅在能源站和负荷存在着耦合环节而中间的供冷网、供热网、供电网相互独立的特点，将冷热电联供微网能量流计算解耦成供冷网能量流计算、供热网能量流计算、供电网潮流计算和能源站内部能量流计算4个部分，并根据供冷网和供热网的放射性结构特点采用前推回代法进行供冷网和供热网的能量流计算，既降低了计算复杂度，又显著提高了计算速度。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明公开一种冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，应用于能源站的燃气发电机、电制冷机、吸收式制冷机、余热锅炉、换热机组和电热锅炉的三联供机组，其对于每个电网的负荷节点对应有一个供冷节点和一个供热节点，包括步骤如下：

步骤S1,将冷热电联供微网能量流解耦为供冷网能量流、供热网能量流、供电网潮流和能源站内部能量流；

步骤S2，采用前推回代法获取供冷网络的冷量和温度分布，从而得到供冷网能量流；

步骤S3，采用前推回代法获取供热网络的热量和温度分布，从而得到供热网能量流；

步骤S4，计算负荷侧和能源站的各个循环泵消耗的电功率，更新负荷节点的电力负荷，并进行供电网络的潮流计算；