基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法与流程

本发明涉及可再生能源，特别是涉及一种基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法。

背景技术：

1、工业企业也越来越重视节能减排及清洁能源的利用，其中光伏发电技术已逐步成为节能减排的首选举措。

2、但是，很多企业本身体量小，用电负荷较小，而其厂区内可利用的屋顶面积大，可建设的光伏发电系统规模相对较大，这样就会造成企业的光伏发电无法被完全消纳，光伏发电可安装容量与实际用电网电负荷之间产生矛盾，光伏消纳率低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，提升光伏消纳率，使光伏发电可安装容量与实际用电网电负荷之间相平衡，同时实现最大化减碳与最大化经济效益。

2、本发明提供了一种基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，光伏冷热联动系统设置有电网模块、光伏发电模块、控制中心、冷能模块、热能模块、电负荷模块、热负荷模块和冷负荷模块，控制中心用于对光伏冷热联动系统进行控制，实现光伏消纳方法；

3、冷能模块设置有电制冷机组和蓄冷设备，电制冷机组的一端与控制中心连接，电制冷机组的另一端与冷负荷模块连接，蓄冷设备的一端与控制中心连接，电制冷机组的另一端与冷负荷模块连接；

4、热能模块设置有电锅炉和燃气锅炉，电锅炉的一端与控制中心连接，燃气锅炉的一端与控制中心连接，电锅炉的另一端和燃气锅炉的另一端分别连接一个板式换热器，与电锅炉和燃气锅炉连接的板式换热器均与热负荷模块连接；

5、电网模块、光伏发电模块和电负荷模块均与控制中心连接；

6、光伏消纳方法包括：

7、建立动态经济调度模型；

8、获取光伏冷热联动系统的额定参数、模型约束参数以及目标函数参数；

9、将光伏冷热联动系统的额定参数、模型约束参数以及目标函数参数输入动态经济调度模型并对动态经济调度模型进行求解，获得光伏冷热联动系统的日前动态调整策略；

10、根据日前动态调整策略调整光伏冷热联动系统的工况。

11、在其中一个实施例中，动态经济调度模型为：

12、p1：minc＝min(cbe+ctf-cse)

13、s.t.:min{max{0,[ppv(t)-le(t)]cop},lcs(t)}≤pec(t)≤lcs(t)；

14、

15、或时，

16、

17、-pgrid,min≤pgrid(t)≤pgrid,max，否则，

18、ecs,min≤ecs(t)≤ecs,max，

19、

20、

21、或

22、ecs,min≤ecs(t)≤ecs,max，

23、

24、

25、式中，c为光伏冷热联动系统的运行总费用，cbe为总购电费用，ctf为购买天然气费用，cse为总售电费用，ppv(t)为t时刻光伏发电量，le(t)为t时刻电负荷模块的电负荷，lcs(t)为t时刻冷负荷模块的冷负荷，pec(t)为t时刻电制冷机组运行中的制冷功率，cop为电制冷机组的制冷效率，ηh为板式换热器的热转换效率，ltw(t)为t时刻热负荷模块的热负荷，为t时刻燃气锅炉的热功率，pgrid,min为电网模块的最小交互功率，pgrid,max为电网模块的最大交互功率，pgrid(t)为t时刻电网模块的交互功率，为t时刻电热炉的产热功率，ecs,min为蓄冷设备的蓄冷量上限，ecs,max为蓄冷设备的蓄冷量下限，ecs(t)为t时刻蓄冷设备的蓄冷量，为蓄冷设备的额定蓄冷量，为蓄冷设备的充冷倍率，为蓄冷设备的放冷倍率，为蓄冷设备的充能状态逻辑变量，为蓄冷设备的放能状态逻辑变量，为t时刻蓄冷设备的输入冷功率，为t时刻蓄冷设备的输出冷功率。

26、在其中一个实施例中，光伏冷热联动系统的额定参数包括天然气热值hr和燃气锅炉的热转换效率ηgb，电锅炉的热转换效率ηeb，电制冷机组的制冷效率cop，蓄冷设备的自损失率σcs、蓄冷设备的输入效率蓄冷设备的输出效率板式换热器的热转换效率ηh；

27、模型约束参数包括光伏发电量ppv(t)，热负荷模块的热负荷ltw(t)，冷负荷模块的冷负荷lcs(t)，电负荷模块的电负荷le(t)，电网模块的最小交互功率pgrid,min，电网模块的最大交互功率pgrid,max，蓄冷设备的蓄冷量下限ecs,max，t时刻蓄冷设备的蓄冷量ecs(t)，蓄冷设备的额定蓄冷量蓄冷设备的充冷倍率蓄冷设备的放冷倍率

28、目标函数参数包括每个时刻的购电电价购买天然气的单位热值价格cfc，每个时刻的售电电价

29、在其中一个实施例中，使用0-1混合整数线性规划的方法对动态经济调度模型进行求解。

30、在其中一个实施例中，日前动态调整策略包括每时刻燃气锅炉的产热功率电锅炉的输出热功率电锅炉的输入电功率电制冷机组运行中的制冷功率pec(t)、电制冷机组消耗的电功率pec,e(t)、蓄冷设备的输入冷功率蓄冷设备的输出冷功率电网购电量pbuy(t)和电网售电量psale(t)。

31、在其中一个实施例中，根据日前动态调整策略调整光伏冷热联动系统的工况为按照日前动态调整策略中燃气锅炉、电锅炉、电制冷机组和蓄冷设备的工作功率调整调整对应设备的工况，并调整电网的购电量或者电网的售电量。

32、本发明的有益效果：

33、(1)本发明利用蓄冷设备增加实时用电负荷，采用电锅炉，在日间可替代燃气锅炉供热，从而提高光伏发电系统的消纳率；

34、(2)本发明可根据光伏冷热联动系统中光伏实时出力情况及实际电、冷、热负荷需求情况，通过控制中心实现自动调节光伏发电可安装容量与实际用电网电负荷之间的平衡，实现最大化减碳与最大化经济效益；

35、(3)本发明光伏冷热联动系统中电锅炉与燃气锅炉并联使用，互为补充，可提高整个供热系统的可靠性；

36、(4)本发明光伏冷热联动系统中蓄冷设备可作为因突发或计划停电事故时的保障性冷源，以维持正常用冷负荷；

37、(5)本发明综合考虑光伏出力特性、分时电价因素和负荷特性因素，在调度周期内以最小运行费用为目标，优化调度蓄冷设备与电制冷机组、电锅炉与燃气锅炉的运行状态，在进一步提升光伏消纳率的提前下保证了企业的经济效益。

技术特征：

1.一种基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，其特征在于，光伏冷热联动系统设置有电网模块(1)、光伏发电模块(2)、控制中心(3)、冷能模块、热能模块、电负荷模块(11)、热负荷模块(10)和冷负荷模块(9)，所述控制中心(3)用于对光伏冷热联动系统进行控制，实现光伏消纳方法；

2.根据权利要求1所述的基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，其特征在于，所述动态经济调度模型为：

3.根据权利要求2所述的基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，其特征在于，所述光伏冷热联动系统的额定参数包括天然气热值hr和燃气锅炉的热转换效率ηgb，电锅炉的热转换效率ηeb，电制冷机组的制冷效率cop，蓄冷设备的自损失率σcs、蓄冷设备的输入效率蓄冷设备的输出效率板式换热器的热转换效率ηh；

4.根据权利要求3所述的基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，其特征在于，使用0-1混合整数线性规划的方法对动态经济调度模型进行求解。

5.根据权利要求4所述的基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，其特征在于，所述日前动态调整策略包括每时刻燃气锅炉的产热功率电锅炉的输出热功率电锅炉的输入电功率电制冷机组运行中的制冷功率pec(t)、电制冷机组消耗的电功率pec,e(t)、蓄冷设备的输入冷功率蓄冷设备的输出冷功率电网购电量pbuy(t)和电网售电量psale(t)。

6.根据权利要求5所述的基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，其特征在于，根据日前动态调整策略调整光伏冷热联动系统的工况为按照日前动态调整策略中燃气锅炉、电锅炉、电制冷机组和蓄冷设备的工作功率调整，调整对应设备的工况，并调整电网的购电量或者电网的售电量。

技术总结
本发明涉及一种基于光伏冷热联动系统的光伏消纳方法，光伏冷热联动系统设置有电网模块、光伏发电模块、控制中心、冷能模块、热能模块、电负荷模块、热负荷模块和冷负荷模块。光伏消纳方法先建立动态经济调度模型，再获取光伏冷热联动系统的额定参数、模型约束参数以及目标函数参数，然后将光伏冷热联动系统的额定参数、模型约束参数以及目标函数参数输入动态经济调度模型并对动态经济调度模型进行求解，获得光伏冷热联动系统的日前动态调整策略，最后根据日前动态调整策略调整光伏冷热联动系统的工况。该方法能够提升光伏消纳率的，使光伏发电可安装容量与实际用电网电负荷之间相平衡，同时实现最大化减碳与最大化经济效益。

技术研发人员：王欢,代灵,王成,刘正宁,许肖飞
受保护的技术使用者：思安新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15