[发明专利]一种多能互补冷热电联供微电网框架及其建模方法

权利要求书

1.一种多能互补冷热电联供微电网框架，其特征是：所述框架包括光氢储微电网和天然气冷热电联供系统，所述光氢储微电网包括光伏发电、蓄电池储能系统和氢能发电系统；天然气冷热电联供系统包括燃气机、余热锅炉、溴化锂吸收式制冷机、燃气锅炉、电制冷机和蓄热槽；

光伏发电系统满足微电网内电负荷需求，蓄电池储能系统、燃料电池或者燃气发电机补充负荷不足部分，当有剩余能量时则通过蓄电池储能系统充电存储或电制氢存储；

通过电制冷机消耗电能制冷，燃气轮机消耗天然气发电，产生的余热供热，同时通过溴化锂制冷机来供冷，燃气锅炉消耗天然气供热，蓄热槽进行热量的储存和释放。

2.根据权利要求1所述的一种多能互补冷热电联供微电网框架，其特征是：所述燃气机采用美国顶石集团的C65型微燃机。

3.一种多能互补冷热电联供微电网建模方法，所述方法基于如权利要求1所述的一种多能互补冷热电联供微电网框架，其特征是：根据光照强度、环境温度和无风条件，确定最大输出功率，建立光伏发电模型；

根据t-1时刻的荷电状态、[t-1，t]时段的充放电状态以及自然状态下的自放电量，确定在t时刻的荷电状态，建立蓄电池储能系统模型；

在多能互补冷热电联供微电网框架中，燃气机连接着蓄电池储能系统和冷热电联供系统，建立燃气机模型优化多能互补冷热电联供微电网框架；

燃气锅炉通过燃烧天然气将化学能转化为热能，建立燃气锅炉模型；

电制冷机是与吸收式制冷机组成混合制冷系统，共同提高冷热电联供系统的运行效率，同时电制冷机还作为冷负荷的调峰设备使用，建立电制冷机模型；

蓄热槽平抑可再生能源的间歇性和波动性，同时对冷热电负荷起到削峰填谷，缓解冷热电三种能量之间的耦合，在采用分时电价的情况下，建立蓄热槽模型。

4.根据权利要求3所述的一种多能互补冷热电联供微电网建模方法，其特征是：对于准稳态的光伏出力，根据当前标准测试条件下，标准光照强度、环境温度25℃、无风的环境条件下的最大输出功率，结合当前环境温度及光照强度进行估算，建立光伏发电模型，通过下式表示光伏发电模型：

其中，P_STC为标准测试条件下光伏电池的最大输出功率；P_PV为实际输出功率；G_STC为标准条件下光伏电池的最大光照强度；G_C为光伏电池的实际光照强度；功率温度系数k取值为-0.0047/℃；T_C和T_STC分别为光伏电池温度和参考温度，T_STC为25℃。

5.根据权利要求3所述的一种多能互补冷热电联供微电网建模方法，其特征是：考虑到单一电储能的短期储能特性，引入清洁环保的长期储能-氢能储能系统，进而形成兼顾功率、能量的多需求混合储能系统，采用电解水制氢，当可再生能源发电量过多且蓄电池容量达到上限时，电解槽将多余电量通过电解水制氢，存储在储氢罐中作为后备能源，电解槽将电能转化为化学能的装置，建立氢能发电系统模型，通过下式表示氢能发电系统模型：

G_P2G＝η_P2GP_P2G/GHV

其中，G_P2G为P2G装置产生的氢气量；P_P2G为P2G装置消耗的电功率；η_P2G为P2G装置的能量转化效率，GHV为固定高热值。

6.根据权利要求3所述的一种多能互补冷热电联供微电网建模方法，其特征是：蓄电池的充放电是一个动态过程，在t时刻的荷电状态，取决于t-1时刻的荷电状态、[t-1，t]时段的充放电状态以及自然状态下的自放电量，通过下式建立蓄电池储能系统模型：

其中，SOC(t)为t时刻蓄电池的荷电状态；P_c(t)为t时段蓄电池的充电功率；P_d(t)为t时段蓄电池的放电功率；η_c和η_d分别为蓄电池的充、放电效率；σ为蓄电池的自放电率；E_bat为表示电池的额定储能；Δt为调度时间间隔。