[發明專利]一種冷熱電聯供系統及控制方法

有效

• 申請號: 202011435951.3
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112528210B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 林仕立;宋文吉;馮自平
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;F24D3/00;F25B15/00;H02J3/32;H02J3/38;F24D101/10
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

1.一種冷熱電聯供系統控制方法，其特征在于，

所述冷熱電聯供系統包括燃氣機組、余熱回收裝置、燃氣鍋爐、吸收式制冷機、熱交換器、儲電裝置；

所述燃氣機組用于連接燃氣管網獲取天然氣、產生電能并由余熱回收裝置將余熱進行回收；

所述燃氣鍋爐用于連接燃氣管網獲取天然氣，產生熱能；

所述燃氣機組和電網用于提供電能滿足用戶電負荷需求，并通過儲電裝置進行調節；

所述余熱回收裝置和燃氣鍋爐用于提供熱能，且通過吸收式制冷機提供用戶冷負荷需求、通過熱交換器提供用戶熱負荷需求；

所述儲電裝置通過充放電調節來實現系統電能的優化調度；

所述儲電裝置的容量通過如下方式確定：

在N個典型用戶設計日工況X＝1,……,N下，分別計算各個時段燃氣機組輸出電功率E^X_CCHP(t)與用戶電負荷E^X_load(t)的差值得到逐時電能差值E^X_diff(t)，將E^X_diff(t)小于0的時段進行求和得到不足時段的總和E^X_insuf，將工況X所需容量假設為則儲電裝置的容量由全部工況的平均值計算得到；

所述儲電裝置的容量由全部工況的平均值如式(1)所示：

式中，DOD為儲電裝置的放電深度，average{}為平均值函數；

所述控制方法包括以下步驟：

S1、獲得用戶工況的日逐時電負荷E_load(t)以及冷負荷Q_{c_load}(t)、熱負荷Q_{h_load}(t)；根據吸收式制冷機、熱交換器的轉換效率COP_AC、η_h，利用式(2)得到等效的日逐時熱需求Q_load(t)：

S2、設置燃氣機組的最小輸出電功率和額定輸出電功率分別為E_{CCHP_min}和E_{CCHP_max}，對應的余熱回收量分別為Q_{HRS_min}和Q_{HRS_max}，以燃氣機組運行于E_{CCHP_min}和E_{CCHP_max}之間作為約束條件，當t時刻E_load(t)≥E_{CCHP_min}，則控制燃氣機組輸出電功率E_CCHP(t)為E_load(t)；當t時刻E_load(t)＜E_{CCHP_min}，則根據Q_load(t)和Q_{HRS_min}，若Q_load(t)≥Q_{HRS_min}，控制燃氣機組使得余熱回收量Q_HRS(t)為Q_load(t)，此時計算得到對應的E_CCHP(t)；若Q_load(t)＜Q_{HRS_min}，控制燃氣機組輸出電功率為E_{CCHP_min}；

S3、在放電階段，t時刻儲電裝置的放電功率E_ESS放(t)由電能差值E_CCHP(t)-E_load(t)、最大放電功率P_max?d、剩余電量與放電效率之積E_res*η_d三個參數中絕對值的最小值決定，且取為負值，計算式如式(3)所示；同時，按照時間順序，儲電裝置存儲的電量以高峰電價時段、平峰電價時段、低谷電價時段的先后順序進行釋放，則在一個周期內，儲電裝置的總放電量E_dis由式(4)計算得到，式中表示任意滿足后面不等式的時段：

S4、在充電階段，t時刻儲電裝置的充電功率E_ESS充(t)由電能差值E_CCHP(t)-E_load(t)、最大充電功率P_max?c、可存儲電量與充電效率之商E_vac/η_c三個參數中絕對值的最小值決定，且取為正值，計算式如式(5)所示；同時，若儲電裝置不能完全回收燃氣機組產生的多余電能，則減少燃氣機組的輸出電功率最終使得多余電能全部存儲至儲電裝置中；在一個周期內，儲電裝置的總充電量E_cha由式(6)計算得到，式中表示任意滿足后面不等式的時段：

S5、實現充放電的平衡調節：當E_cha＜E_dis時，在低谷電價時段通過電網向儲電裝置充電，直至充放電量一致或儲電裝置達到充電最大值；當E_cha＞E_dis時，按照時間倒序逐步減少燃氣機組的輸出電功率，直至充放電量一致；

S6、根據式(7)計算燃氣機組的負載率PLR(t)，并根據余熱回收效率η_HRS計算逐時余熱回收量Q_HRS(t)：

S7、電網提供的電能E_grid(t)和燃氣鍋爐提供的熱能Q_gb(t)由式(8)計算得到，式中表示任意滿足后面不等式的時段：