[发明专利]一种冷热电联供系统多目标优化运行方法

说明书

本发明公开了一种冷热电联供系统多目标优化运行方法，先分别针对联供系统和分供系统的的设备建立数学模型；再针对各个设备分别计算联供和分供系统总运行成本、总碳排放量、总一次能源消耗量；再采用加权的方法建立多目标优化模型，再采用混合整数线性规划求解器对分供系统进行单目标优化求解，最后得到联供系统的优化运行策略与地源热泵耦合；本发明通能够有效提高终端用户的能源利用效率，缓解区域电网能源供需的矛盾，促进分布式可再生能源的就地消纳，最大程度实现联供系统的社会效益。

技术领域

本发明属于电力系统运行分析与控制技术领域，具体涉及一种冷热电联供系统的多目标优化运行方法。

背景技术

随着经济技术的不断发展以及世界人口的不断增长，能源问题正面临巨大的挑战，未来能源需求将不断上升，以化石能源为主导的一次能源消耗形式进一步加剧了能源供应的紧张形势。此外，化石能源的燃烧带来了巨大的环境问题，合理有效地能源利用将成为学术界研究的热点。目前，用能形式逐渐由单一化转向多元化，传统能源供应系统一般以分供的形式满足能源需求，由此带来了一些问题。对于发电系统，化石能源经燃烧产生热能，只有其中一小部分的能量转化为了电能，其余热能都耗散在空气中，因此能量损失严重，能源利用率极低。对于冷能，由于夏季冷能需求量较大，传统冷能都由电制冷空调来满足，大量的空调制冷负荷增加了电网调峰调谷压力。冷热电联供系统是在热电联供系统基础上发展起来的吗，用于直接向用户提供冷能、热能、电能等，满足用户多样化的能源需求。冷热电联供利用燃料产生的能量进行做功，高品质的能量发电，低品质的热量通过余热回收用来供热、提供生活热水和制冷，实现能量的梯级利用。天津中新生态城是致力于改善生态环境、建设生态文明的战略性工程，该工程是多种能源综合利用的能源示范项目。因此，如何制定合理的能源调度策略，以充分发挥能源站的社会效益，具有重要的研究意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冷热电联供系统多目标优化运行方法，能够有效提高终端用户的能源利用效率，缓解区域电网能源供需的矛盾，促进分布式可再生能源的就地消纳，最大程度实现联供系统的社会效益。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种冷热电联供系统多目标优化运行方法，包括如下步骤：

步骤一，根据能源站冷热电联供系统的设备及能源供应方式，建立数学模型，同时建立各设备的数学模型；

采用的设备包括：燃气内燃机、电制冷机组、地源热泵机组、烟气热水型溴冷机、水蓄冷电锅炉、水蓄热电锅炉、连接于燃气内燃机的吸收式制冷机组、连接于燃气内燃机的吸收式制热机组、余热吸收机、蓄能槽；

能源供应方式包括：电网、天然气；

冷负荷主由冷地源热泵机组、吸收式制冷机组以及水蓄冷供应，缺额部分由电制冷机组供应；

电制冷机组由市政电网供电，地源热泵机组由燃气内燃机或市政电网供应，燃气内燃发电同时产生余热，该部分余热回收后可被吸收式制冷机利用，产生需要的冷能；

热负荷由地源热泵机组直接供热、余热吸收机供热以及蓄能槽释热；

步骤二，根据能源站冷热电分供系统的的设备及能源供应方式，建立数学模型，同时建立各设备的数学模型；

采用的设备包括：燃气内燃机、电制冷机组、地源热泵机组、烟气热水型溴冷机、水蓄冷电锅炉、水蓄热电锅炉、锅炉、连接于锅炉的吸收式制冷机、连接于锅炉的吸收式制热机；

能源供应方式包括：电网、天然气；

冷负荷由电制冷机、地源热泵机组、水蓄冷罐以及吸收式制冷机提供；

热负荷由地源热泵、锅炉以及吸收式制热机提供热能，电制冷机和地源热泵机组由市政电网供电；