[发明专利]一种新能源冷热电汽联供的多能源系统结构及其建模方法

说明书

本发明公开一种新能源冷热电汽联供的多能源系统结构及其建模方法，属于新能源供能技术领域，所述的多能源系统结构包括光伏供能系统、风力供能系统和天然气供能系统，其中，所述光伏供能系统包括光伏发电系统，所述风力供能系统包括风力发电系统，所述光伏供能系统和风力供能系统设置有电制冷机和电热泵，所述天然气供能系统包括燃气轮机和锅炉系统；提高供能系统的灵活性，为区域中的不同用户提供冷、热、电及汽能源，满足其对能源的需求，提高了系统的经济性和可靠性，多能源系统可以同时向用户提供冷、热、电及汽多种能源，与传统的多能能源系统相比，具有显著的优势。

技术领域

本发明属于新能源供能技术领域，特指一种新能源冷热电汽联供的多能源系统结构及其建模方法。

背景技术

以新能源和天然气进行冷热电三联供系统，是现在多能源系统的主要建设思路，新能源主要是指太阳能和风能。太阳能和风能发电系统结合不同形式的能源转化设备和储能设备满足用户的不同负荷需求，通过天然气发电机组、换热器、余热溴化锂机组等将天然气的能量转化为用户需要的电能、热能、冷能等。通过此系统可以实现电力及天然气的峭峰填谷，即通过新能源和天然气冷热电三联供系统可以降低夏季建筑物空调用电量，减少电网负荷。同时提高夏季的天然气消耗量，充分利用清洁能源，提高能源的的利用效率，但随着电力行业的快速发展，用户的能量需求量不断加大，传统供能系统的供能量已无法满足用户的需求，且传统供能系统的利用效率低，供能种类少，无法有效为区域中的不同用户提供冷、热、电及汽能源。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新能源冷热电汽联供的多能源系统结构及其建模方法。

本发明的目的是这样实现的：一种新能源冷热电汽联供的多能源系统结构及其建模方法，其特征在于：所述的多能源系统结构包括光伏供能系统、风力供能系统和天然气供能系统，其中，所述光伏供能系统包括光伏发电系统，所述风力供能系统包括风力发电系统，所述光伏供能系统和风力供能系统设置有电制冷机和电热泵，所述天然气供能系统包括燃气轮机和锅炉系统；所述多能源系统结构的建模方法包括，建立光伏供能系统模型、建立风力供能系统模型和建立天然气供能系统模型，所述光伏供能系统模型包括光伏发电系统模型、所述风力供能系统模型包括风力发电系统模型，所述光伏发电系统模型和风力供能系统模型还包括电制冷机模型和电热泵模型，所述天然气供能系统模型包括燃气轮机模型和锅炉系统模型。

进一步地，所述光伏发电系统模型为：

式中，P_PV表示光伏电池组件的实际输出功率(kW)；P_STC表示标准条件下光伏电池的最大输出功率(kW)；G_ING表示实际的太阳辐照强度(W/㎡)；G_STC表示STC条件下辐照强度；k表示温度功率系数(％/℃)；T_C表示电池板的实际工作温度(℃)；T_r表示参考温度；

所述风力发电系统模型为：

式中，P_WT表示风力发电的输出功率(kW)；P_r表示风力发电机的额定功率(kW)；v表示实际风速(m/s)；v_r、v_ci、v_vo分别表示发电机的额定风速、切入风速和切出风速。

进一步地，所述燃气轮机模型为：

式中，G_MT(t)表示t时段的天然气消耗量(m³)；L表示天然气低热值(kwh/m³)；P_e,MT(t)表示燃气轮机在t时段内的净输出电功率(kW)；表示t时段内燃气轮机的发电总效率；