[發明專利]一種冷熱電聯供微網能量流的解耦計算方法

有效

• 申請號: 201611260828.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106844895B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 林舜江;楊智斌;王雅平;盧苑;劉明波
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

本發明公開一種冷熱電聯供微網能量流的解耦計算方法：將冷熱電聯供微網能量流解耦為供冷網能量流、供熱網能量流、供電網潮流和能源站內部能量流；采用前推回代法獲取供冷網絡的冷量和溫度分布，從而得到供冷網能量流；采用前推回代法獲取供熱網絡的熱量和溫度分布，從而得到供熱網能量流；計算負荷側和能源站的各個循環泵消耗的電功率，更新負荷節點的電力負荷，并進行供電網絡的潮流計算；進行能源站內部能量流的計算，獲得燃氣發電機的總有功出力，以及電制冷機和電熱鍋爐消耗的電功率。本發明根據供冷網和供熱網的放射性結構特點采用前推回代法進行供冷網和供熱網的能量流計算，既降低了計算復雜度，又顯著提高了計算速度。

技術領域

本發明涉及冷熱電聯供微網系統領域，具體涉及一種冷熱電聯供微網能量流的解耦計算方法。

背景技術

冷熱電聯供微網技術是推動多能源微網發展和應用的技術，冷熱電聯供微網作為除了供給本地電力負荷外，還承擔起本地的供冷和供熱任務，能夠進一步提高微網運行的經濟、環境效益。冷熱電聯供微網通過燃氣輪機等發電設備，將天然氣燃燒產生的熱能轉化為機械能，并進一步轉化為電能向用戶供電，同時，利用做過功的熱量或者余熱(比如高溫煙氣，缸套熱水等)通過制冷和制熱設備向用戶供冷和供熱。冷熱電聯供微網實現了能量的梯級利用，提高了一次能源的轉換效率，在新興工業園區的能量供應方面得到了廣泛應用。冷熱電聯供微網運行中，隨著用能負荷的不斷變化，其運行狀態跟著變化，因而必須實時監視和判斷微網中各元件的運行狀態是否滿足安全要求，這可通過冷熱電聯供微網的能量流計算來得到其實時的運行狀態。因此，在給定的系統運行條件下，如何執行冷熱電聯供微網的能量流計算，以得到整個冷熱電聯供微網的運行狀態，是一個亟需解決的關鍵技術問題。

參看圖1，冷熱電聯供微網能量流計算是已知供冷網的冷負荷、供熱網的熱水負荷和供電網的電負荷，在給定冷熱電聯供微網中各元件連接關系及元件參數的前提下，求解整個冷熱電聯供微網的能量分布，如供電網的支路功率和節點電壓、供冷網和供熱網的管道流量和節點溫度，及能源站內部發電功率、制冷功率和制熱功率的分配等，以獲得整個冷熱電聯供微網的運行狀態。

目前，已有的冷熱電聯供微網能量流計算方法，常采用將供冷網、供熱網和供電網的方程聯立起來求解的統一計算方法。由于模型是非線性代數方程組，常采用牛拉法進行迭代求解。統一計算方法將具有不同物理特性的網絡方程一起求解，不但計算復雜度高，而且收斂性較差，計算時間也較長。因此，如何根據冷熱電聯供微網的結構特點實現對冷熱電聯供微網能量流的解耦計算，既簡化計算，又提高計算速度，亟需提出合理的計算方法。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中存在的問題，提出了一種冷熱電聯供微網能量流的解耦計算方法，根據冷熱電聯供微網僅在能源站和負荷存在著耦合環節而中間的供冷網、供熱網、供電網相互獨立的特點，將冷熱電聯供微網能量流計算解耦成供冷網能量流計算、供熱網能量流計算、供電網潮流計算和能源站內部能量流計算4個部分，并根據供冷網和供熱網的放射性結構特點采用前推回代法進行供冷網和供熱網的能量流計算，既降低了計算復雜度，又顯著提高了計算速度。

為達到上述發明的目的，本發明通過以下技術方案實現：

本發明公開一種冷熱電聯供微網能量流的解耦計算方法，應用于能源站的燃氣發電機、電制冷機、吸收式制冷機、余熱鍋爐、換熱機組和電熱鍋爐的三聯供機組，其對于每個電網的負荷節點對應有一個供冷節點和一個供熱節點，包括步驟如下：

步驟S1,將冷熱電聯供微網能量流解耦為供冷網能量流、供熱網能量流、供電網潮流和能源站內部能量流；

步驟S2，采用前推回代法獲取供冷網絡的冷量和溫度分布，從而得到供冷網能量流；

步驟S3，采用前推回代法獲取供熱網絡的熱量和溫度分布，從而得到供熱網能量流；

步驟S4，計算負荷側和能源站的各個循環泵消耗的電功率，更新負荷節點的電力負荷，并進行供電網絡的潮流計算；