[發(fā)明專(zhuān)利]一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架及其建模方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011324828.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112329259A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁建權(quán);王盼寶;譚嶺玲;張健;孫巍;李琳;趙雷雷;王衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院;哈爾濱工業(yè)大學(xué);黑龍江省工業(yè)技術(shù)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F119/08
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

1.一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架，其特征是：所述框架包括光氫儲(chǔ)微電網(wǎng)和天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，所述光氫儲(chǔ)微電網(wǎng)包括光伏發(fā)電、蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和氫能發(fā)電系統(tǒng)；天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括燃?xì)鈾C(jī)、余熱鍋爐、溴化鋰吸收式制冷機(jī)、燃?xì)忮仩t、電制冷機(jī)和蓄熱槽；

光伏發(fā)電系統(tǒng)滿足微電網(wǎng)內(nèi)電負(fù)荷需求，蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、燃料電池或者燃?xì)獍l(fā)電機(jī)補(bǔ)充負(fù)荷不足部分，當(dāng)有剩余能量時(shí)則通過(guò)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)充電存儲(chǔ)或電制氫存儲(chǔ)；

通過(guò)電制冷機(jī)消耗電能制冷，燃?xì)廨啓C(jī)消耗天然氣發(fā)電，產(chǎn)生的余熱供熱，同時(shí)通過(guò)溴化鋰制冷機(jī)來(lái)供冷，燃?xì)忮仩t消耗天然氣供熱，蓄熱槽進(jìn)行熱量的儲(chǔ)存和釋放。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架，其特征是：所述燃?xì)鈾C(jī)采用美國(guó)頂石集團(tuán)的C65型微燃機(jī)。

3.一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)建模方法，所述方法基于如權(quán)利要求1所述的一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架，其特征是：根據(jù)光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和無(wú)風(fēng)條件，確定最大輸出功率，建立光伏發(fā)電模型；

根據(jù)t-1時(shí)刻的荷電狀態(tài)、[t-1，t]時(shí)段的充放電狀態(tài)以及自然狀態(tài)下的自放電量，確定在t時(shí)刻的荷電狀態(tài)，建立蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)模型；

在多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架中，燃?xì)鈾C(jī)連接著蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，建立燃?xì)鈾C(jī)模型優(yōu)化多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架；

燃?xì)忮仩t通過(guò)燃燒天然氣將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，建立燃?xì)忮仩t模型；

電制冷機(jī)是與吸收式制冷機(jī)組成混合制冷系統(tǒng)，共同提高冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)電制冷機(jī)還作為冷負(fù)荷的調(diào)峰設(shè)備使用，建立電制冷機(jī)模型；

蓄熱槽平抑可再生能源的間歇性和波動(dòng)性，同時(shí)對(duì)冷熱電負(fù)荷起到削峰填谷，緩解冷熱電三種能量之間的耦合，在采用分時(shí)電價(jià)的情況下，建立蓄熱槽模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)建模方法，其特征是：對(duì)于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的光伏出力，根據(jù)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，標(biāo)準(zhǔn)光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度25℃、無(wú)風(fēng)的環(huán)境條件下的最大輸出功率，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境溫度及光照強(qiáng)度進(jìn)行估算，建立光伏發(fā)電模型，通過(guò)下式表示光伏發(fā)電模型：

其中，P_STC為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下光伏電池的最大輸出功率；P_PV為實(shí)際輸出功率；G_STC為標(biāo)準(zhǔn)條件下光伏電池的最大光照強(qiáng)度；G_C為光伏電池的實(shí)際光照強(qiáng)度；功率溫度系數(shù)k取值為-0.0047/℃；T_C和T_STC分別為光伏電池溫度和參考溫度，T_STC為25℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)建模方法，其特征是：考慮到單一電儲(chǔ)能的短期儲(chǔ)能特性，引入清潔環(huán)保的長(zhǎng)期儲(chǔ)能-氫能儲(chǔ)能系統(tǒng)，進(jìn)而形成兼顧功率、能量的多需求混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用電解水制氫，當(dāng)可再生能源發(fā)電量過(guò)多且蓄電池容量達(dá)到上限時(shí)，電解槽將多余電量通過(guò)電解水制氫，存儲(chǔ)在儲(chǔ)氫罐中作為后備能源，電解槽將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，建立氫能發(fā)電系統(tǒng)模型，通過(guò)下式表示氫能發(fā)電系統(tǒng)模型：

G_P2G＝η_P2GP_P2G/GHV

其中，G_P2G為P2G裝置產(chǎn)生的氫氣量；P_P2G為P2G裝置消耗的電功率；η_P2G為P2G裝置的能量轉(zhuǎn)化效率，GHV為固定高熱值。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多能互補(bǔ)冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)建模方法，其特征是：蓄電池的充放電是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，在t時(shí)刻的荷電狀態(tài)，取決于t-1時(shí)刻的荷電狀態(tài)、[t-1，t]時(shí)段的充放電狀態(tài)以及自然狀態(tài)下的自放電量，通過(guò)下式建立蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)模型：

其中，SOC(t)為t時(shí)刻蓄電池的荷電狀態(tài)；P_c(t)為t時(shí)段蓄電池的充電功率；P_d(t)為t時(shí)段蓄電池的放電功率；η_c和η_d分別為蓄電池的充、放電效率；σ為蓄電池的自放電率；E_bat為表示電池的額定儲(chǔ)能；Δt為調(diào)度時(shí)間間隔。