[發明專利]聯合冷卻加熱發電廠的熱-經濟學建模和優化

無效

• 申請號: 201280040221.0
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN103917928A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: V.錢丹;I.阿克羅蒂里亞納基斯;A.查克拉博爾蒂
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;楊炯

相關申請的交叉引用

本公開要求于2011年8月18日提交的美國臨時專利申請第61/524,891號的優先權，該臨時專利申請的公開內容以參考的方式并入本文中。

技術領域

本公開總體上涉及發電廠的熱-經濟學建模和優化，更具體地，涉及聯合冷卻加熱和發電廠的熱-經濟學建模和優化。

背景技術

在住宅和商業部門中聯合冷卻加熱發電廠（CCHP）正在變得日益普遍，用于滿足期望的能量需求。因為這些系統在一個場所整合了冷卻、加熱和發電能力，所以它們潛在地導致資金成本較低。描述這些系統的特征的多個能量源的存在，還提供用于減少能耗和溫室氣體排出的具有重大意義的可能性。

包括監制層的分層范例可用于控制這種系統。該監控層決定重要發電廠運行參數（諸如部件開/關狀態、水和氣體溫度、質量流率等）的設定點。

然而，可能難以確定對于提供高效發電廠運行而言將會是最優的這些設定點。CCHP部件的詳細模型是可獲得的。然而，用于整個發電廠優化的這種詳細模型的集成會導致長的計算時間以及與實施相關的其它實際問題。

因此，需要開發出降階模型，這些降階模型準確地保留了詳細模型中所包含的重要的相關性并且還允許將它們用于高效可靠的優化。

發明內容

根據本發明的一個示例性實施例，一種管理聯合冷卻加熱和發電（CCHP）廠運行成本的方法包括：將該發電廠基本部件的復雜模型轉換成簡化模型；執行優化，所述優化將簡化模型用作優化的約束以輸出多個決策變量；以及基于所輸出的決策變量中的一個或多個來調整對發電廠的控制。

根據本發明的一個示例性實施例，聯合冷卻加熱發電（CCHP）廠包括冷卻單元、加熱單元、供電單元以及計算機，計算機包括存儲器和處理器，存儲器包括程序，處理器構造成執行該程序。該程序包括以下指令：將各單元的基本部件的復雜模型轉換成簡化模型；執行優化，所述優化將簡化模型用作優化的約束以輸出決策變量；以及基于所輸出的決策變量中的一個或多個來調整對發電廠的單元中的至少一個單元的控制。

附圖說明

基于下面的描述并結合附圖，可以更詳細地理解本發明的示例性實施例，在附圖中：

圖1示出了根據本發明一個示例性實施例的管理CCHP的成本的方法。

圖2示出了CCHP的圖解。

圖3示出了一個示例性的CCHP。

圖4示出了冷卻器的復雜模型的一個實例。

圖5示出了熱能儲存罐的復雜模型的一個實例。

圖6示出了燃氣輪機的復雜模型的一個實例。

圖7示出了圖6的復雜模型的閉環。

圖8示出了根據本發明一個示例性實施例的在加料模式中的熱能儲存罐的簡化模型。

圖9示出了根據本發明一個示例性實施例的熱回收蒸汽發生器的簡化模型。

圖10示出了蒸汽回路的一個實例。

圖11示出了能夠執行根據本發明實施例的方法和系統的計算機系統的一個實例。

具體實施方式

下面參照圖1至圖11更詳細地描述本發明的示例性實施例。然而，本發明可通過不同的形態實施，并且不應被理解成局限于本文中陳述的實施例。

應該理解的是，本文中描述的系統和方法可在各種形式的硬件、軟件、固件、專用處理器、或者其組合中實施。具體地，至少一部分的本發明可通過包括程序指令的應用程序的形式而實施，這些程序指令有形地被包括在一個或多個程序存儲裝置（例如，硬盤、軟磁盤、RAM、ROM、CD-ROM等）中并且可由包括合適結構的任何裝置或機器（諸如具有處理器、存儲器和輸入/輸出接口的通用數字計算機）執行。還應該理解的是，因為部分的附圖中所示組成系統部件和過程步驟可在軟件中執行，所以各系統模塊之間的連接（或者方法步驟的邏輯流程圖）可基于對本發明進行編程的方式而變化。考慮到本文中的教示，相關領域的技術人員將能夠想出本發明的這些實施例和類似實施例。

圖1示出了根據本發明一個示例性實施例的優化聯合加熱冷卻發電（CCHP）廠的性能的方法。該方法包括：將發電廠的基本部件的復雜模型轉換成簡化模型（S101）；執行優化，所述優化將簡化模型用作優化的約束以輸出多個決策變量（S102）；以及利用所輸出的決策變量來調整發電廠控制（S103）。