一种冷热电联供微网能量流的解耦计算方法与流程

技术特征：

1.一种冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，应用于能源站的燃气发电机、电制冷机、吸收式制冷机、余热锅炉、换热机组和电热锅炉的三联供机组，其对于每个电网的负荷节点对应有一个供冷节点和一个供热节点，其特征在于，包括步骤如下：

步骤S1,将冷热电联供微网能量流解耦为供冷网能量流、供热网能量流、供电网潮流和能源站内部能量流；

步骤S2，采用前推回代法获取供冷网络的冷量和温度分布，从而得到供冷网能量流；

步骤S3，采用前推回代法获取供热网络的热量和温度分布，从而得到供热网能量流；

步骤S4，计算负荷侧和能源站的各个循环泵消耗的电功率，更新负荷节点的电力负荷，并进行供电网络的潮流计算；

步骤S5，进行能源站内部能量流的计算，获得燃气发电机的总有功出力，以及电制冷机和电热锅炉消耗的电功率。

2.根据权利要求1所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，根据风机盘管的冷负荷功率与冷水流量、进回水温度之间的关系，得到各个负荷节点的冷水流量

步骤S22，根据各个负荷节点的冷水流量以及区域冷管网的管道连接关系求出供水侧各段管道的流量；

步骤S23，由供水侧各段管道的流量，根据供冷管网的温升模型式，从冷源侧开始，根据已知的冷源侧供水温度T_cw.source，计算求得各个供冷节点的温度，即风机盘管进水温度更新值

步骤S24，利用更新后的风机盘管进水温度令k＝k+1，重复步骤S21、步骤S22、步骤S23直到满足第一收敛条件ε为预先给定的小正数，即可求出各负荷节点供水侧的温度和冷水流量。

3.根据权利要求2所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，所述步骤S3具备包括：

步骤S31，根据换热器的热负荷功率与热水流量、进回水温度之间的关系，得到各个负荷节点的热水流量

步骤S32，根据各个负荷节点的热水流量以及区域供热管网的管道连接关系求出供水侧各段管道的流量

步骤S33，由供水侧各段管道的流量，根据供热管网的温降模型，从热源侧开始，根据已知的热源侧供水温度T_hw.source，计算求得各个供热节点的温度，即换热器进水温度更新值

步骤S34，利用更新后的换热器进水温度令k＝k+1，重复步骤S31、S32、S33，直到满足第二收敛条件即可求出各负荷节点供水侧的温度和热水流量。

4.根据权利要求3所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，所述步骤S4进行供电网络的潮流计算,具体包括如下：

步骤S41,根据收敛后的负荷节点的冷水流量和热水流量，计算负荷侧和能源站的循环水泵消耗的电功率；

步骤S42，假定循环泵负荷按照额定功率因数运行，则计算并更新带循环水泵的负荷节点的电力负荷：

步骤S43，当给定配电网供给微网的有功功率，则以配电网与微网的边界节点为PV节点，燃气发电机端为平衡节点，通过潮流计算即可得到能源站中燃气发电机供给除电制冷机和电热锅炉外的其他所有电力负荷的总有功需求P_es。

5.根据权利要求4所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，步骤5所述的能源站内部能量流的计算，具体包括：

步骤S51，采用三次模式的燃气发电机效率模块，以能源站燃气发电机的总有功出力设计燃气发电机效率模块，从而求出燃气发电机输出的余热功率；式中，η_G为燃气发电机的效率，a、b、c和d分别为燃气发电机的发电效率系数，为燃气发电机的发电功率和额定发电功率的比值，进而求出燃气发电机输出的余热功率φ_w为：

φ_w＝P_G·(1-η_G)/η_G：

步骤S52，将余热功率φ_w以一定比例率α_water和α_smoke分配得到热水型吸收式制冷机输入的余热功率φ_water和烟气型吸收式制冷机输入的余热功率φ_smoke；

步骤S53，并依据余热功率φ_water和余热功率φ_smoke，分别求得冷源侧的离心式电制冷机消耗电功率关于燃气发电机总有功出力的表达式P_e.cold(P_G)和热源侧的电热锅炉消耗电功率关于燃气发电机总有功出力的表达式P_H(P_G)；

步骤S54，通过式P_G＝P_es+P_e.cold(P_G)+P_H(P_G)求得燃气发电机的总有功出力P_G、离心式电制冷机消耗的电功率P_e.cold和电热锅炉消耗的电功率P_H。

6.根据权利要求5所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，所述风机盘管的冷负荷功率与冷水流量、进回水温度之间的关系为φ_c.j＝c_wm_cq.j(T_cr.j-T_cw.j),其中φ_c.j为风机盘管的冷负荷功率，m_cq.j为流过风机盘管的冷水流量，T_cw.j为换热器的进水温度，T_cr.j为换热器的回水温度，c_w为水的比热容；所述供冷管网的温升模型式为其中T_ip为管道进水温度，T_op为管道出水温度，λ为管道单位长度传热系数，L为管道长度，Ta为环境温度，m_j为管道流量。

7.根据权利要求6所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，还包括步骤S25，由收敛后的负荷节点的冷水流量，根据供冷管网的温降温升模型式和温度混合模型式∑(m_inT_in)＝(∑m_out)T_out，求出回水侧的各节点温度和冷源回水侧节点的温度T_cr.source，并由式φ_c.total＝c_wm_c.s(T_cr.source-T_cw.source)确定冷源侧的总供冷需求，其中m_in和m_out分别为流入和离开节点的流体流量，T_in和T_out分别为混合前流入节点的各流体温度和混合后的流体温度；φ_c.total为冷源侧的总供冷需求，T_cw.source为冷源侧制冷机的设定供水温度。

8.根据权利要求7所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，所述换热器的模型为φ_h.j＝c_wm_hq.j(T_hw.j-T_hr.j)，其中φ_h.j为换热器的热负荷，m_hq.j为流过换热器的热水流量，T_hw.j为换热器的进水温度，T_hr.j为换热器的回水温度。

9.根据权利要求8所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，还包括步骤S35，由收敛后的负荷节点的热水流量，根据供冷管网的温降温升模型式和温度混合模型式Σ(m_inT_in)＝(∑m_out)T_out，求出回水侧的各节点温度和热源回水侧节点的温度T_hr.source，并由式φ_h.total＝c_wm_h.s(T_hw.source-T_hr.source)确定热源侧的总供应热水需求,其中：φ_h.total为热源侧的总热水需求，T_hw.source为热源侧供水温度。

10.根据权利要9所述的冷热电联供微网能量流的解耦计算方法，其特征在于，所述冷源侧的离心式电制冷机消耗电功率关于燃气发电机总有功出力的表达式P_e.cold(P_G)由热水型吸收式制冷机φ_c1＝COP₁·φ_water·η_hrs1、烟气型吸收式制冷机的制冷功率φ_c2＝COP₂·φ_smoke·η_hrs2、离心式电制冷机的制冷功率式φ_c3＝COP₃·P_e.cold和冷源侧的冷负荷平衡式φ_c.total＝φ_c1+φ_c2+φ_c3联立求得，其中COP₁和COP₂分别为热水型和烟气型制冷机的热力系数，η_hrs1和η_hrs2分别为热水和烟气回收的效率,COP₃为离心式电制冷机制冷水工况的热力系数，P_e.cold为离心式电制冷机消耗的电功率；所述热源侧的热源侧的电热锅炉消耗电功率关于燃气发电机总有功出力的表达式P_H(P_G)由换热机组(换热器)的制热功率φ_h1＝η_hr3·φ_water·(1-η_hr1)、电热锅炉的制热功率φ_h2＝η_H·P_H、冷源侧的热水负荷的平衡公式φ_h.total＝φ_h1+φ_h2、热水型吸收式制冷机φ_water以及燃气发电机效率模型式联立求得，其中η_H为电热锅炉的效率，P_H为电热锅炉消耗的电功率。