[发明专利]热电联供系统动态等效电路及其工作方法

说明书

本发明公开了热电联供系统动态等效电路及其工作方法，利用受控源表征热电耦合源；利用等效电感表征输热管道延迟；利用等效电阻表征热负荷和输热管道热损失；利用等效电容表征储热水箱。利用电路模型统一表征热电两种异质能源，可利用单一电力仿真工具，仿真热电联供系统，使仿真系统结构简单，易开发、维护。

技术领域

本发明涉及热电联供仿真技术领域，特别是涉及热电联供系统动态等效电路及其工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

热电联供系统(Combing heating and power system，热电联供系统)以一次能源利用效率高、能源供应安全可靠等优点，收到各国政府和企业的广泛关注。电热属于异质能源，其物理特性和学科差异大，表征方式和研究方法不统一。现有仿真系统利用多种类型能源仿真软件，以数据通信的方式协同仿真多能源系统，例如热电联供系统，使仿真系统具有结构复杂，不便于维护，存在数据延迟和各仿真软件程序相对独立造成的接口开发有限等缺点。所以，亟需电热异质能源的统一表征建模与仿真研究。同时，热电联供系统包含能量转化、传输、耗散和存储等多个能源环节，其中，由于自身热容等原因，建筑热负荷温度变化缓慢；由于长距离输热管道，传输延迟和管道热能耗散等动态特性明显且不可忽略。然而以“电”为核心的仿真系统，在电力分析工具中，加入热力、燃气等设备模型，模型简单且无法反应热力系统动态过程。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了热电联供系统动态等效电路及其工作方法；

第一方面，本发明提供了热电联供系统动态等效电路；

热电联供系统动态等效电路，包括：

利用受控源表征热电耦合源；利用等效电感表征输热管道延迟；利用等效电阻表征热负荷和输热管道热损失；利用等效电容表征储热水箱。

第二方面，本发明提供了热电联供系统动态等效电路的工作方法；

热电联供系统动态等效电路仿真方法，包括：

利用受控源表征热电耦合源；利用等效电感表征输热管道延迟；利用等效电阻表征热负荷和输热管道热损失；利用等效电容表征储热水箱；

在电负荷为R_e的情况下，热电耦合源的供给电压为U_e；

热流从热电耦合源的余热回收系统流出；所述热流经过传输延迟时间后流经供暖管道，并产生热量损耗；

如果第一开关和第二开关全部打开，表示热流全部用于热负荷供暖，热流全部流经热负荷，给热负荷供暖，随后经过回水管道到达回水侧；

如果第一开关和第二开关同时闭合，一部分热流流经热负荷，给热负荷供暖，随后经过回水管道到达回水侧，另外一部分热流流入储热水箱，存储备用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用电路模型统一表征热电两种异质能源，可利用单一电力仿真工具，仿真热电联供系统，使仿真系统结构简单，易开发、维护，且避免了多个能源软件数据通信造成的仿真误差。考虑了热力子系统的动态特性，提高了仿真系统精度。

所建立的动态等效电路模型可用于热电联供系统的系统动态特性分析、控制算法设计，以及优化设计等算法的测试等。另外，也可以根据电力学知识进行等效电路化简，进而降低模型复杂度，和保护系统详细参数信息，等。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。