本發明涉及冷熱電聯供系統的運行模式選擇方法。
背景技術:
區域能源中心由多個能源站集中供應冷媒、熱媒,發電機發出的電力大部分自用,多余電力送入區域電網,實施冷、熱、電冷熱電聯供系統。能源中心的冷媒、熱媒通過區域管網輸配到各單體建筑內,為用戶提供能源服務。在區域能源中心運行初期冷量、熱量負荷需求跟設計容量差距很大;在春秋過渡季節,區域供能用戶的低負荷供能需求;以及冬季區域內計算機機房低負荷供冷需求,在低負荷下區域供能造成“大馬拉小車”現象、機組無法開啟、設備壽命減少等問題,給經濟運行帶來嚴重的困擾。因此,在低負荷工況下,分布式能源的效率沒有得到完全利用,運行成本高。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種含水蓄冷的冷熱電聯供系統用運行模式選擇方法,提升系統能效,降低運行成本。
實現上述目的的技術方案是:
一種含水蓄冷的冷熱電聯供系統用運行模式選擇方法,包括:
一、通過如下經濟模型公式進行計算:
能源中心的供冷功率-蓄冷水槽蓄冷功率=所有用戶總冷功率;
(管網供冷水循環載能量+所有用戶總冷功率)·第一段傳輸管道的供冷損耗率
=第一段傳輸管道損耗的供冷功率;
能源中心的供熱功率-蓄熱塔的蓄熱功率=所有用戶總熱功率;
(管網供熱水循環載能力+所有用戶總熱功率)·第一段傳輸管道的供熱損耗率
=第一段傳輸管道損耗的供熱功率;
能源中心的供冷功率
=冷水機組的供冷功率+三聯供機組的供冷功率;
能源中心的供熱功率
=燃氣鍋爐的供熱功率+三聯供機組的供熱功率;
耗電功率下限≤第i臺冷水機組耗電功率≤耗電功率上限;
供冷耗氣量下限≤第k臺三聯供機組供冷單位時間耗氣量≤供冷耗氣量上限;
供熱耗氣量下限≤第k臺三聯供機組供熱單位時間耗氣量≤供熱耗氣量上限;
鍋爐耗氣量下限≤第n臺燃氣鍋爐單位時間耗氣量≤鍋爐耗氣量上限;
以在滿足用戶冷、熱、電負荷的前提下,使得能源中心燃料和用電成本最小;
二、在步驟一的基礎上,通過如下公式計算經濟指標:
有余電上網時:
冷熱電聯供系統收益=溴化鋰制冷量×(1-供冷管網損耗率)×冷量價格+余熱制熱量×(1-供熱管網損耗率)×熱量價格+廠內用電量×公網購電電價+上網電量×發電上網電價;
無余電上網時:
冷熱電聯供系統收益=溴化鋰制冷量×(1-供冷管網損耗率)×冷量價格+余熱制熱量×(1-供熱管網損耗率)×熱量價格+內燃機發電量×公網購電電價;
燃氣成本=內燃機燃氣量×內燃機氣價+鍋爐燃氣量×鍋爐氣價;
用電成本=網購電量×公網購電電價—上網電量×發電上網電價;
并根據計算結果選擇最優的運行模式。
在上述的含水蓄冷的冷熱電聯供系統用運行模式選擇方法中,所述的運行模式包括:
七種供冷系統的運行模式:電動冷水機組+煙氣熱水型溴化鋰冷水機組供冷;電動冷水機組+煙氣熱水型溴化鋰冷水機組+蓄冷水槽供冷;蓄冷水槽單獨供冷;電動冷水機組供冷+蓄冷水槽蓄冷;電動冷水機組單獨供冷;煙氣熱水型溴化鋰冷水機組供冷;煙氣熱水型溴化鋰冷水機組+蓄冷水槽供冷;以及
三種供熱系統的運行模式:燃氣/油雙燃料熱水鍋爐+余熱利用裝置供熱;燃氣/油雙燃料熱水鍋爐單獨供熱;余熱利用裝置單獨供熱。
本發明的有益效果是:本發明通過計算可得出當前系統冷負荷大于何值時,優先開啟冷熱電聯供機組供能;冷負荷低于何值時,優先開啟冷水機組對用戶供冷和對蓄冷水槽儲能。冷熱電聯供熱/電聯產熱成本低于燃氣熱水鍋爐,因此在余熱設備運行良好的情況下盡量采用冷熱電聯供供熱;目前電價策略下,蓄冷水槽的作用不明顯,蓄冷更多的是為了提高冷水機組的能效比,因此可得出在冷負荷不斷增長后考慮采用峰谷電價策略。即通過計算經濟指標結果來制定運行方式,對運行方式采取優化策略,提高能效和經濟性,為實際運行帶來了較大的經濟效益。
具體實施方式
本發明的含水蓄冷的冷熱電聯供系統用運行模式選擇方法,包括:
步驟一、通過如下經濟模型公式進行計算:
能源中心的供冷功率-蓄冷水槽蓄冷功率=所有用戶總冷功率
(fg,cool-fc,cool=fy,cool);
(管網供冷水循環載能量+所有用戶總冷功率)·第一段傳輸管道的供冷損耗率
=第一段傳輸管道損耗的供冷功率
((xn,cool+fy,cool)·β1,cool=f1,s,cool);
能源中心的供熱功率-蓄熱塔的蓄熱功率=所有用戶總熱功率;
(fg,heat-fc,heat=fy,heat);
(管網供熱水循環載能力+所有用戶總熱功率)·第一段傳輸管道的供熱損耗率
=第一段傳輸管道損耗的供熱功率
((xn,heat+fy,heat)·β1,heat=f1,s,heat);
能源中心的供冷功率
=冷水機組的供冷功率+三聯供機組的供冷功率
(fg,cool=fd,cool+fq,cool);
能源中心的供熱功率
=燃氣鍋爐的供熱功率+三聯供機組的供熱功率
(fg,heat=fq,heat+fgl,heat);
耗電功率下限≤第i臺冷水機組耗電功率≤耗電功率上限(fi,l,min≤fi,l≤fi,l,max);
供冷耗氣量下限≤第k臺三聯供機組供冷單位時間耗氣量≤供冷耗氣量上限(gk,s,cool,min≤gk,s,cool≤gk,s,cool,max);
供熱耗氣量下限≤第k臺三聯供機組供熱單位時間耗氣量≤供熱耗氣量上限(gk,s,heat,min≤gk,s,heat≤gk,s,heat,max);
鍋爐耗氣量下限≤第n臺燃氣鍋爐單位時間耗氣量≤鍋爐耗氣量上限(gh,gl,heat,min≤gh,gl,heat≤gh,gl,heat,max);
以在滿足用戶冷、熱、電負荷的前提下,使得能源中心燃料和用電成本最小。
以上公式均近似為線型方程,可采用混合整數線型規劃法求解。
二、在步驟一的基礎上,通過如下公式計算經濟指標,經濟指標主要包括冷熱電聯供系統的收益,燃氣成本,用電成本。
有余電上網時:
冷熱電聯供系統收益=溴化鋰制冷量×(1-供冷管網損耗率)×冷量價格+余熱制熱量×(1-供熱管網損耗率)×熱量價格+廠內用電量×公網購電電價+上網電量×發電上網電價;
無余電上網時:
冷熱電聯供系統收益=溴化鋰制冷量×(1-供冷管網損耗率)×冷量價格+余熱制熱量×(1-供熱管網損耗率)×熱量價格+內燃機發電量×公網購電電價;
燃氣成本=內燃機燃氣量×內燃機氣價+鍋爐燃氣量×鍋爐氣價;
用電成本=網購電量×公網購電電價—上網電量×發電上網電價;
并根據計算結果選擇最優的運行模式,運行模式包括:
七種供冷系統的運行模式:電動冷水機組+煙氣熱水型溴化鋰冷水機組供冷;電動冷水機組+煙氣熱水型溴化鋰冷水機組+蓄冷水槽供冷;蓄冷水槽單獨供冷;電動冷水機組供冷+蓄冷水槽蓄冷;電動冷水機組單獨供冷;煙氣熱水型溴化鋰冷水機組供冷;煙氣熱水型溴化鋰冷水機組+蓄冷水槽供冷;以及
三種供熱系統的運行模式:燃氣/油雙燃料熱水鍋爐+余熱利用裝置供熱;燃氣/油雙燃料熱水鍋爐單獨供熱;余熱利用裝置單獨供熱。
以上實施例僅供說明本發明之用,而非對本發明的限制,有關技術領域的技術人員,在不脫離本發明的精神和范圍的情況下,還可以作出各種變換或變型,因此所有等同的技術方案也應該屬于本發明的范疇,應由各權利要求所限定。