[發明專利]一種基于原動機的CCHP系統的設備選型優化方法

有效

• 申請號: 202110733068.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113393053B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 呂洪坤;韓高巖;國旭濤;蔡潔聰;孫聚偉;王均;馬航;鄭夢蓮
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;浙江大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種基于原動機的CCHP系統的設備選型優化方法，主要是根據目標運行模式下的供能模型，基于年熱負荷需求數據、年電負荷需求數據和年冷負荷需求數據，以最小化年凈成本C為目標，將目標原動機設備庫中所有原動機的性能曲線擬合后作為原動機特征性能曲線，通過遺傳算法得到原動機最佳容量；在目標原動機設備庫中，選擇與原動機最佳容量最相近的原動機作為最優原動機；基于最優原動機的實際容量以及目標運行模式下的性能特征，通過遺傳算法得到CCHP系統中其余設備的最佳容量，根據最佳容量確定各設備的實際選型。本發明相較于遍歷設備庫原動機設備代入優化算法選擇最小化年凈成本的設備組合的方法，大大縮減了優化時間。

技術領域

本發明屬于CCHP系統的選型優化領域，尤其涉及一種基于原動機的CCHP系統的設備選型優化方法。

背景技術

熱冷電三聯供(Combined cooling,heating and power,CCHP)系統具有一次能源利用率較高和對環境污染影響較小的優點，是近年來人們關注的熱點之一。CCHP系統可同時產生電能與熱能，能源利用率可達75％-80％，相當于消耗的能源僅有傳統熱電分供形式的3/4。典型的CCHP系統包括(1)發電機組，如燃氣輪機，內燃機，燃料電池等；(2)制熱設備，如余熱鍋爐，燃氣鍋爐等；(3)制冷設備，如溴化鋰吸收式制冷機，電制冷機等。

冷熱電系統的復雜性要求造成了其系統的環境、經濟等性能受到原動機選型、系統中其他設備容量和系統運行策略的顯著影響。在對冷熱電三聯供系統進行選型優化時，需要對系統中各設備建立物理仿真模型，以模擬在不同運行條件下各設備的運行特性。原動機作為冷熱電三聯供系統的核心設備，其性能曲線的準確性對模擬結果和選型優化結果產生顯著影響。國內外相關研究中通常采用性能曲線描述不同負載率下原動機的發電效率。對冷熱電三聯供系統進行設備容量優化時，常采用某些原動機機組的性能曲線，通過線性或者非線性函數擬合后獲得原動機代表性性能曲線。采用特征曲線擬合得到的原動機選型不代表設備庫中存在的真實型號，且特征性能曲線與原動機實際性能曲線亦有差異。準確的選型結果通常需要遍歷設備庫中的原動機型號才能獲得，而這種方法耗時巨大，如何在保證選型準確性的前提下，改進原動機性能曲線預測方法，使得優化時間縮短是目前關注的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，并提供一種基于原動機的CCHP系統的設備選型優化方法。

本發明所采用的具體技術方案如下：

本發明提供了一種基于原動機的CCHP系統的設備選型優化方法，具體如下：

S1：根據實際熱力過程分別構建CCHP系統中各設備的算法模型；根據所有的算法模型，構建目標運行模式下的供能模型；所述目標運行模式包括以電定熱運行模式和以熱定電運行模式；

所述CCHP系統包括原動機、余熱鍋爐、吸收式制冷機、燃氣鍋爐和電動制冷機；所述原動機產生的電能通過電線輸送至外部用于為用戶供電的電網；所述原動機產生的熱能通過第一管路分別輸送至余熱鍋爐和吸收式制冷機；所述余熱鍋爐產生的熱量輸送至為用戶供熱的供熱管路；所述吸收式制冷機產生的冷量輸送至為用戶供冷的供冷管路；所述燃氣鍋爐產生的熱能部分通過第二管路輸送至所述吸收式制冷機，部分直接輸送至供熱管路；所述電網上接有電動制冷機，電動制冷機產生的冷量通過第三管路輸送至所述供冷管路；

S2：根據實際用能負荷數據，獲取用戶的年熱負荷需求數據、年電負荷需求數據和年冷負荷需求數據；

S3：根據目標運行模式下的供能模型，基于所述年熱負荷需求數據、年電負荷需求數據和年冷負荷需求數據，以最小化年凈成本C為目標，將目標原動機設備庫中所有原動機的性能曲線擬合后作為原動機特征性能曲線，通過遺傳算法得到原動機最佳容量；在目標原動機設備庫中，選擇與所述原動機最佳容量最相近的原動機作為最優原動機；基于所述最優原動機的實際容量以及目標運行模式下的性能特征，通過遺傳算法得到CCHP系統中其余設備的最佳容量，根據最佳容量確定各設備的實際選型；