[發明專利]一種分布式冷熱電聯產及熱泵組合系統的優化配置方法

有效

• 申請號: 201710840553.1
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107748495B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 黃子碩;于航;彭震偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種分布式冷熱電聯產及熱泵組合系統的優化配置方法，該方法包括如下步驟：(1)劃分分析時段；(2)確定裝機總容量，將供能對象負荷劃分為多個負荷區間；(3)基于全年逐時冷熱負荷，統計冷、熱負荷在各時段各個負荷區間內的小時數；(4)分別獲取冷熱電聯產及熱泵單位供能收益；(5)確定冷熱電聯產和熱泵年等效滿負荷供能小時數；(6)計算冷熱電聯產在不同裝機容量的凈現值，按照冷熱電聯產和熱泵裝機容量之和等于裝機總容量，計算冷熱電聯產在不同裝機容量下熱泵相應的裝機容量和凈現值；(7)選擇總凈現值最大者確定冷熱電聯產和熱泵的裝機容量。與現有技術相比，本發明優化配置方法提高整個系統的經濟性。

技術領域

本發明涉及一種供冷供熱系統的配置方法，尤其是涉及一種分布式冷熱電聯產及熱泵組合系統的優化配置方法。

背景技術

冷熱電聯產(CCHP)和熱泵(HP)相結合的供冷供熱系統是建筑領域中最為典型的分布式供能系統。常見的有CCHP和水源熱泵(包括冷卻塔的冷卻水)、土壤源熱泵及空氣源熱泵等組合在一起，為建筑供冷、供熱以滿足建筑采暖、制冷需求。

2013年，殷平在《冷熱電三聯供系統研究(2):冷熱電三聯供系統是否應該“以熱定電”》探討了冷熱電三聯供系統容量配置方法，比較了以熱定電和以電定熱方法的適用性，指出由于情況復雜，當前廣泛采用的以熱定電并非是燃氣CCHP系統中首選的設計方法。2016年，侯曉勇等在《樓宇型天然氣冷熱電聯產系統經濟性分析》分析了樓宇型CCHP的經濟性，指出單純依靠CCHP滿足樓宇供冷、供熱需求，在當前能源價格機制下不具有經濟性。2016年，曾蓉在《冷熱電三聯產系統及其與地源熱泵耦合系統的優化研究》中，利用遺傳算法對地源熱泵和CCHP耦合系統進行了建模優化。

CCHP在電價較高時供能成本低于熱泵，但是其初投資遠大于熱泵系統，在設備利用小時數較低時經濟性較差。如何發揮CCHP和HP的互補優勢，優化二者的配置容量，對于提高供能的經濟性具有重要意義。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種分布式冷熱電聯產及熱泵組合系統的優化配置方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種分布式冷熱電聯產及熱泵組合系統的優化配置方法，該方法包括如下步驟：

(1)根據能源價格分時機制劃分分析的時段；

(2)確定供能對象最大負荷并作為裝機總容量，將供能對象負荷劃分為多個負荷區間；

(3)基于全年逐時冷熱負荷，統計冷、熱負荷在各時段各個負荷區間內的小時數；

(4)分別獲取冷熱電聯產及熱泵單位供能收益；

(5)對于每個負荷區間，根據該負荷區間的最低負荷值計算按照最低負荷值裝機，在不同時段按照優先保證單位供能收益較高的設備開機運行的原則確定冷熱電聯產和熱泵年等效滿負荷供能小時數；

(6)計算冷熱電聯產在不同裝機容量的凈現值，按照冷熱電聯產和熱泵裝機容量之和等于裝機總容量，計算冷熱電聯產在不同裝機容量下熱泵相應的裝機容量和凈現值；

(7)選擇總凈現值最大者確定冷熱電聯產和熱泵的裝機容量。

步驟(4)中具體為：在不同的時段，根據購買電力和燃氣的價格分別獲取冷熱電聯產供冷單位供能收益、冷熱電聯產供熱單位供能收益、熱泵供冷單位供能收益以及熱泵供熱單位供能收益。

步驟(5)年等效滿負荷供能小時數包括每年中每個時段滿負荷供冷小時數以及每個時段滿負荷供熱小時數。

對于任意負荷區間(D_i，D_i+1)每年中每個時段滿負荷供冷小時數或每個時段滿負荷供熱小時數通過下式獲得：