[發(fā)明專利]一種光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)及優(yōu)化控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111164057.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113922418A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭戈;周博文;楊東升;李廣地;金碩巍;王迎春;羅艷紅;劉博宇
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)，其特征在于，包括母線、光熱設(shè)備、儲熱設(shè)備、低溫余熱發(fā)電設(shè)備以及控制平臺；其中所述光熱設(shè)備、儲熱設(shè)備、低溫余熱發(fā)電設(shè)備分別連接到所述母線上，母線、光熱設(shè)備、儲熱設(shè)備、低溫余熱發(fā)電設(shè)備通過5G無線與控制平臺進(jìn)行通信；

所述控制平臺包括用戶管理模塊、設(shè)備信息模塊、報警模塊以及系統(tǒng)運(yùn)行模塊；

所述用戶管理模塊對用戶信息進(jìn)行管理；

所述設(shè)備信息模塊用于顯示系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖以及采集選定設(shè)備的信息數(shù)據(jù)；

所述報警模塊用于對系統(tǒng)內(nèi)警報進(jìn)行記錄以及標(biāo)記發(fā)生警報設(shè)備的位置；

所述系統(tǒng)運(yùn)行模塊用于顯示系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖，對選定設(shè)備建立優(yōu)化控制模型并進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行方案設(shè)計。

2.一種光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，基于權(quán)利要求1所述的一種光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)優(yōu)化控制模型，使整個系統(tǒng)的能源利用效率最大化；所述優(yōu)化控制模型包括目標(biāo)函數(shù)與約束條件；

步驟2：控制平臺采集光熱設(shè)備、儲熱設(shè)備、低溫余熱發(fā)電設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)包括步驟1中系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)以及由外部獲取并發(fā)送至控制平臺的太陽直接輻射強(qiáng)度預(yù)測數(shù)據(jù)；

步驟3：根據(jù)優(yōu)化控制模型的目標(biāo)函數(shù)與約束條件，利用布谷鳥搜索算法進(jìn)行求解，獲得系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方案；

步驟4：根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方案，控制平臺通過各系統(tǒng)的設(shè)備控制單元實(shí)現(xiàn)控制操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟1具體包括以下步驟：

步驟1.1：確定光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的目標(biāo)函數(shù)；

所述目標(biāo)函數(shù)為能源利用效率，即系統(tǒng)所有低溫余熱發(fā)電設(shè)備在所有時間段產(chǎn)生電能之和與系統(tǒng)所有光熱設(shè)備收集的熱能的比值，其函數(shù)表示為：

式中η_A為系統(tǒng)能源利用效率；N_t為系統(tǒng)優(yōu)化計算時間區(qū)段的個數(shù)；N_i為系統(tǒng)內(nèi)光熱設(shè)備的個數(shù)；N_j為系統(tǒng)內(nèi)低溫余熱發(fā)電設(shè)備的個數(shù)；為第t時間段第i個光熱設(shè)備產(chǎn)出的熱量；為第t時間段第j個低溫余熱發(fā)電設(shè)備產(chǎn)出的電功率；△t為系統(tǒng)優(yōu)化計算單個時間區(qū)段長度；

步驟1.2：確定光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的約束條件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光熱-儲熱-低溫余熱供電系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，其特征在于，步驟1.2中所述約束條件包括：棄用熱量約束、儲熱設(shè)備儲熱量約束、儲熱設(shè)備放熱量約束、儲熱設(shè)備儲熱速率約束、儲熱設(shè)備放熱速率約束、儲熱設(shè)備熱量平衡約束、儲熱設(shè)備運(yùn)行邏輯約束、系統(tǒng)電功率守恒約束、系統(tǒng)熱能守恒約束以及低溫余熱發(fā)電設(shè)備運(yùn)行約束。