一种区域综合能源系统的规划与设计方法_2

文档序号:9432812阅读:来源:国知局
[0050] 下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0051] 如图1所示,本发明实施例的区域综合能源系统的规划与设计方法包括W下步 骤:
[0052]S101 :建立区域内电负荷时序模型,调研类似园区的负荷,建立典型日时序负荷模 型,根据区域内各类设计负荷、区域属性化及区域规模,拟合典型日时序负荷曲线;
[0053] S102:建立冷、热负荷时序模型,根据区域内建筑物信息、方位朝向信息W及建筑 物预设溫度,应用仿真模拟手段,建立区域内冷、热负荷典型日时序曲线;
[0054]S103 :建立供能技术模型,建立区域内可再生能源出力时序模型、典型节能技术模 型W及典型电能替代技术模型在内综合能源供给系统模型。园区内可再生能源主要指但不 限于光伏系统、风机系统等,典型节能技术包括但不限于蓄冷、地源热累等,典型电能替代 技术包括但不限于电锅炉、电地暖等;
[00巧]S104 :建立综合能源系统设计方案备选集合,考虑可再生能源渗透率,W满足区域 内冷、热、电负荷需求为约束,依据典型节能技术W及电能替代技术模型,建立综合能源系 统的设计方案集合;
[0056] S105 :确立区域综合能源系统规划目标,设定区域综合能源系统总体规划目标,包 括但不限于经济性最优、可再生能源最大利用、综合能源利用效率最大等;
[0057] S106 :指标计算与方案评估;
[0058] S107 :依据对各备选方案的评估,确定最优综合能源系统规划设计方案。
[0059] 指标计算与方案评估的具体步骤如下:
[0060] 根据确立的综合能源系统规划目标,确定评估指标计算公式;
[0061] 根据建立的区域内综合能源典型日时序负荷曲线;
[0062] 根据建立区域内可再生能源出力时序模型;
[0063] 应用智能算法,考虑综合能源系统的互补替代W及梯级利用,求解典型日综合能 源系统最优运行策略;
[0064] 计算综合能源系统规划设计评估指标,W所求解的典型日最优运行策略为基础, 计算全周期内综合能源系统设计方案的评估指标;
[0065] 备选方案遍历求解;计算备选方案的评估指标,实现对各备选方案的评估。
[0066] 下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的说明:
[0067] 本发明实施例具体步骤如下:
[0068] S1 :建立区域内电负荷时序模型,实施例的区域属性为办公类,参照图2,首先调 研办公类园区时序负荷数据,通过回归分析建立办公类园区典型日模型,如下表所示,表中 电负荷为相对值,具体指其为总设计负荷的百分比。
[0069] 脚)7〇5~~结合实施例中区域规模及各类设计
负荷,对调研所得的时序负荷进行修正,I最终 得到区域内时序负荷曲线。本实施例中,区域内总设计电负荷为2丽,区域内典型日时序负 荷曲线如下表所示。
[0071]

阳072] S2:建立冷、热负荷时序模型。实施例的区域属性为办公类,参照图3,根据区域 规划的建筑物信息、方位朝向信息W及建筑内预期溫度设定需求,应用DeST等建筑环境模 拟软件平台,对区域内建筑的冷、热负荷进行模拟,最终获得典型日的冷、热时序负荷曲线。 将本实施例的建筑物信息输入DeST模拟软件,主要建筑物信息包括室外溫度、墙体材料属 性、建筑面积等。W冷负荷为例,具体冷负荷时序参数如下表。
[0073]
[0075] S3:建立供能技术模型。实施例中得可再生能源考虑光伏系统,其出力时序模型可 W通过Collares-Pereira&Rabl模型计算获得。典型供冷、供热技术包括,电锅炉、电地暖、 太阳能热水等,基载主机制冷、冰蓄冷、热累等。本实施例中,W双工况制冷主机、基载螺杆 式地源热累机组、冰蓄冷=种制冷和储冷设备为例,分别建立=种设备的模型。
[0076] 基载螺杆式地源热累机组,其电功率一制冷量模型如下式所示:
[0077]
[0078] 其中,aHP和bHP分别为热累机组电功率一制冷量曲线的拟合参数,分别为35和 0.21,pHP为热累机组用电功率,qHp为热累机组制冷量。最大制冷功率2MW,运行额定功率 460kW。
[0079] 双工况制冷系统,其电功率一制冷量模型如下式所示:
[0080]
[008。 其中,aK-嘴bK-E分别为双工况制冷系统电功率一制冷量曲线的拟合参数,分别为 25和0. 23,pK-E为双工况制冷系统用电功率,QK-E为双工况制冷系统制冷量。最大制冷功 率2MW,运行额定功率480kW。
[0082] 双工况制冷系统,其电功率一制冰量模型如下式所示:
[0083]
[0084] 其中,a^-KE和bK-KE分别为双工况制冷系统电功率-制冰量曲线的拟合参数,分 别为25和0. 25,pK-E为双工况制冷系统用电功率,QK-E为双工况制冷系统制冰量。最大制 冰功率1MW,运行额定功率260kW。
[0085] 冰蓄冷系统主要集中在乙二醇变频累上,其电功率一融冰量模型如下式所示:
[0086]
[0087]其中,曰胃和b胃分别为冰蓄冷系统电功率一融冰量曲线的拟合参数,分别为5和 60,pKET为冰蓄冷系统融冰用电功率,QKET-E为冰蓄冷系统融冰量,0盖;为最大蓄冰量。
[008引S4 :建立综合能源系统设计方案备选集合。W满足区域内冷、热、电负荷需求为约 束,依据S3中典型节能技术W及电能替代技术模型,依据最大负荷需求,将典型供冷、供热 技术进行搭配组合,形成供冷、供热规划设计备选方案集。W供冷系统规划为例,最大负荷 需求约为3MW,实施例方案备选集如下所示。
[0089]
[0090]设计台数W满足冷、热最大负荷量为前提,并充分考虑供能可靠性,适当选取备用 供能设备。
[0091]S5 :确立区域综合能源系统规划目标。定义区域综合能源系统总体规划目标,包括 但不限于经济性最优、可再生能源最大利用、综合能源利用效率最大等,并确定总体规划目 标。本实施例中,W经济最优为例,定义为全周期内各可再生能源设备、节能设备W及电能 替代设备的采购成本、维护成本和运行成本之和。
[0092]S6 :指标计算与方案评估,参照图4所示,具体方法如下:
[0093]S601 :根据S5所确立的综合能源系统规划目标,确定评估指标计算公式。特别地,WS4中本实施例的备选方案1为例,S5中所定义的经济最优目标的指标计算方法为,
[0094]
[009引其中,巧严为第i台双工况制冷机组的采购成本,公了为第i冰蓄冷机组的采购 成本,if6为第i台双工况制冷机组的维护成本,巧为第i台冰蓄冷机组的维护成本, 0C为典型日系统运行成本,由步骤S604计算得出,N为全周期内供冷天数。
[009引S602 :根据S1W及S2所提及方法,求得区域内综合能源典型日时序负荷曲线。
[0097]S603:根据S3所提及方法,求得区域内可再生能源出力时序模型。
[0098]S604 :根据S602和S603所得区域内综合能源典型日时序负荷曲线,W备选方案中 能源供给规划为边界条件,充分考虑综合能源供给系统的互补替代W及综合能源的梯级利 用,求解典型日综合能源系统最优运行策略,其优化目标与S5所设定目标一致。本实施例 中,若W经济最优目标,本处优化目标即为S601中0C;
[0099]
[0100] 其中,PiifK为典型日内第t时刻第i个双工况制冷机组的耗电功率;P1,,胃为典 型日内第t时刻第i个冰蓄冷机组的耗电功率;Lt为典型日内第t时刻其他电负荷;Ct为t 时刻购电价格,如下所示。
[0101]

阳10。 该问题是一个混整型非线性规划问题,设及约束包括,综合能源冷/热、I电供需平 衡、网络约束、机主运行约束等,可W采用智能算法求解,包括但不限于粒子群算法、遗传算 法等。
[0103] S605 :计算
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