[發明專利]一種多能源水循環系統恒溫供水規劃方法及規劃裝置

有效

• 申請號: 202011197317.0
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112561228B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 徐占伯;李楊;吳江;劉坤;管曉宏
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/06;G06F30/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種多能源水循環系統恒溫供水規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、收集用戶需求數據、設備參數及環境參數，構建系統樣本參數集；

步驟2、確定系統目標函數、系統約束條件及系統靈敏度指標，建立多能源水循環系統數學模型；

步驟3、采用規劃算法求解步驟2建立的多能源水循環系統數學模型，得到多組系統配置備選集；

步驟4、綜合考慮系統的設計生命周期和步驟1得到的系統樣本參數集，確定步驟3得到的多組系統配置備選集中使系統的年化投資、維護及運行成本最小的最優配置參數集Ω；

所述步驟2中，系統目標函數為：；其中，表示多能源水循環系統的總投資成本，表示系統的總運行維護成本；

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其中，表示燃料電池和余熱回收裝置的投資成本，表示吸收式制冷機的投資成本，表示儲冷水裝置的投資成本，表示儲熱水裝置的投資成本，表示燃料電池和余熱回收裝置的單位投資成本，表示吸收式制冷機的單位投資成本，表示儲冷水裝置的單位投資成本，表示儲熱水裝置的單位投資成本，表示燃料電池和余熱回收裝置的額定功率，表示吸收式制冷機的額定功率，表示儲冷水裝置的配置容量，表示儲熱水裝置的配置容量，表示燃料電池和余熱回收裝置的靈敏度指標，表示吸收式制冷機的靈敏度指標，表示儲冷水裝置的靈敏度指標，表示儲熱水裝置的靈敏度指標；

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其中，表示系統購電量，表示上網電量；表示購電價格，表示上網電價；表示燃料消耗量，表示燃料價格，燃料包括天然氣等一次能源和氫能等二次能源；為運行時段；

所述步驟2中，系統約束條件包括：燃料電池、余熱回收裝置和吸收式制冷機組成的冷熱電聯產設備的約束條件；考慮熱損失的儲冷水裝置精確動態能量平衡約束條件；考慮熱損失的儲熱水裝置精確動態能量平衡約束條件；電能平衡約束條件，以及系統運行約束條件；

所述冷熱電聯產設備約束條件如下：

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其中，為冷熱電聯產設備的產電性能系數，為第t個時段的產電量；為冷熱電聯產設備的熱回收系數，為電轉熱系數，表示水的比熱容；為冷熱電聯產系統回路的水流量，為系統的供水溫度；表示吸收式制冷機的性能系數；和分別表示吸收式制冷機的供水溫度和流量；和分別表示冷水罐和熱水罐的水溫；表示燃料電池額定產電功率；約束精確描述了冷熱電聯產設備的水流量和輸入、輸出水溫的動態變化過程；

考慮熱損失的儲冷水裝置精確動態能量平衡約束條件如下：

其中表示儲冷水裝置額定容量，表示儲冷水裝置t+1時刻的水溫，表示供冷管道回路的回水流量，表示供冷管道回路的回水溫度，表示儲冷水裝置的單位熱損耗系數，表示儲冷水裝置的單位表面積，表示環境溫度；

考慮熱損失的儲熱水裝置精確動態能量平衡約束條件如下：

；

其中表示儲熱水裝置額定容量，表示儲熱水裝置t+1時刻的水溫，表示補水管道的水流量，表示地下水溫度，表示生活熱水需求，表示供熱管道回路的回水流量，表示供熱管道回路的回水溫度，表示儲熱水裝置的單位熱損耗系數，表示儲熱水裝置的單位表面積；

系統電能平衡約束條件如下：

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其中為系統的用電負荷；

水循環過程中冷負荷、熱負荷和生活熱水負荷供需平衡約束條件：

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其中表示系統的制冷需求，表示系統的制熱需求，表示生活熱水需求；

系統運行約束如下：

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其中表示系統從電網購電，否則為0；表示向電網賣電，否則為0；表示系統的最大購電量，表示系統的最大賣電量；上式表示系統從電網購電和多余電力并網不能同時進行；

所述步驟2中，系統靈敏度指標為，i表示利率，L表示設備生命周期。

2.根據權利要求1所述的多能源水循環系統恒溫供水規劃方法，其特征在于，所述步驟1中，所述用戶需求數據包括用戶電需求、冷需求、熱需求和生活熱水需求；所述設備參數包括多能源水循環系統所有設備的投資成本、運行成本、替換成本、設備壽命和性能參數；所述環境參數包括能源價格和可用建設面積。