[發(fā)明專利]一種多能互補冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架及其建模方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011324828.4 | 申請日: | 2020-11-24 |
| 公開(公告)號: | CN112329259A | 公開(公告)日: | 2021-02-05 |
| 發(fā)明(設計)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(專利權(quán))人: | 國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學研究院;哈爾濱工業(yè)大學;黑龍江省工業(yè)技術研究院;國家電網(wǎng)有限公司 |
| 主分類號: | G06F30/20 | 分類號: | G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F119/08 |
| 代理公司: | 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211 | 代理人: | 張宏威 |
| 地址: | 150030 黑龍*** | 國省代碼: | 黑龍江;23 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 多能 互補 熱電 聯(lián)供微 電網(wǎng) 框架 及其 建模 方法 | ||
1.一種多能互補冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架,其特征是:所述框架包括光氫儲微電網(wǎng)和天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),所述光氫儲微電網(wǎng)包括光伏發(fā)電、蓄電池儲能系統(tǒng)和氫能發(fā)電系統(tǒng);天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括燃氣機、余熱鍋爐、溴化鋰吸收式制冷機、燃氣鍋爐、電制冷機和蓄熱槽;
光伏發(fā)電系統(tǒng)滿足微電網(wǎng)內(nèi)電負荷需求,蓄電池儲能系統(tǒng)、燃料電池或者燃氣發(fā)電機補充負荷不足部分,當有剩余能量時則通過蓄電池儲能系統(tǒng)充電存儲或電制氫存儲;
通過電制冷機消耗電能制冷,燃氣輪機消耗天然氣發(fā)電,產(chǎn)生的余熱供熱,同時通過溴化鋰制冷機來供冷,燃氣鍋爐消耗天然氣供熱,蓄熱槽進行熱量的儲存和釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多能互補冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架,其特征是:所述燃氣機采用美國頂石集團的C65型微燃機。
3.一種多能互補冷熱電聯(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冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架,其特征是:根據(jù)光照強度、環(huán)境溫度和無風條件,確定最大輸出功率,建立光伏發(fā)電模型;
根據(jù)t-1時刻的荷電狀態(tài)、[t-1,t]時段的充放電狀態(tài)以及自然狀態(tài)下的自放電量,確定在t時刻的荷電狀態(tài),建立蓄電池儲能系統(tǒng)模型;
在多能互補冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架中,燃氣機連接著蓄電池儲能系統(tǒng)和冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),建立燃氣機模型優(yōu)化多能互補冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)框架;
燃氣鍋爐通過燃燒天然氣將化學能轉(zhuǎn)化為熱能,建立燃氣鍋爐模型;
電制冷機是與吸收式制冷機組成混合制冷系統(tǒng),共同提高冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的運行效率,同時電制冷機還作為冷負荷的調(diào)峰設備使用,建立電制冷機模型;
蓄熱槽平抑可再生能源的間歇性和波動性,同時對冷熱電負荷起到削峰填谷,緩解冷熱電三種能量之間的耦合,在采用分時電價的情況下,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冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)建模方法,其特征是:對于準穩(wěn)態(tài)的光伏出力,根據(jù)當前標準測試條件下,標準光照強度、環(huán)境溫度25℃、無風的環(huán)境條件下的最大輸出功率,結(jié)合當前環(huán)境溫度及光照強度進行估算,建立光伏發(fā)電模型,通過下式表示光伏發(fā)電模型:
其中,PSTC為標準測試條件下光伏電池的最大輸出功率;PPV為實際輸出功率;GSTC為標準條件下光伏電池的最大光照強度;GC為光伏電池的實際光照強度;功率溫度系數(shù)k取值為-0.0047/℃;TC和TSTC分別為光伏電池溫度和參考溫度,TSTC為25℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多能互補冷熱電聯(lián)供微電網(wǎng)建模方法,其特征是:考慮到單一電儲能的短期儲能特性,引入清潔環(huán)保的長期儲能-氫能儲能系統(tǒng),進而形成兼顧功率、能量的多需求混合儲能系統(tǒng),采用電解水制氫,當可再生能源發(fā)電量過多且蓄電池容量達到上限時,電解槽將多余電量通過電解水制氫,存儲在儲氫罐中作為后備能源,電解槽將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置,建立氫能發(fā)電系統(tǒng)模型,通過下式表示氫能發(fā)電系統(tǒng)模型:
GP2G=ηP2GPP2G/GHV
其中,GP2G為P2G裝置產(chǎn)生的氫氣量;PP2G為P2G裝置消耗的電功率;ηP2G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動態(tài)過程,在t時刻的荷電狀態(tài),取決于t-1時刻的荷電狀態(tài)、[t-1,t]時段的充放電狀態(tài)以及自然狀態(tài)下的自放電量,通過下式建立蓄電池儲能系統(tǒng)模型:
其中,SOC(t)為t時刻蓄電池的荷電狀態(tài);Pc(t)為t時段蓄電池的充電功率;Pd(t)為t時段蓄電池的放電功率;ηc和ηd分別為蓄電池的充、放電效率;σ為蓄電池的自放電率;Ebat為表示電池的額定儲能;Δt為調(diào)度時間間隔。
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