CN109696891B - 包含空气源热泵和储能的微能源网系统及其运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含空气源热泵和储能的微能源网系统及其运行控制方法，其包括的光伏发电装置将太阳能转化为电能，与电母线连接；燃气内燃机一端与天然气网络相连通，另一端与电母线以及余热锅炉相连通；余热锅炉一端与燃气内燃机相连，一端与热母线相连接；燃气锅炉一端与天然气管道相连通，另一端与热母线相连；吸收式制冷机一端与热母线相连接，另一端通过管道与冷负荷相连；电制冷机一端与电母线相连通，另一端与冷负荷相连；空气源热泵一端与电母线相连，一端直接连接热负荷；储电装置储存或释放电能，储热装置储存或释放热能，蓄冷装置储存或释放冷能。本发明能调节能量流的耦合转化方向，环保经济地完成对用户的供能。

Description

包含空气源热泵和储能的微能源网系统及其运行控制方法

技术领域

本发明涉及一种电气工程与新能源领域，特别是关于一种包含空气源热泵和储能的微能源网系统及其运行控制方法。

背景技术

能源是人类赖以生存发展的基础，是一个国家的经济命脉。随着社会经济的发展，社会对能源的需求不断增加，而传统化石能源却日益减少，以及环境问题日益严峻，分布式可再生能源受到越来越多人的关注，以就地消纳分布式能源为目标的微电网应运而生。微电网可以选择并网或者孤岛运行，但是局限于电力方面，与供热网络、天然气网络、交通网络彼此分离缺乏协调，导致能源使用效率低下，也制约了可再生能源的消纳能力。

随着能源互联网概念的提出，冷、热、电、气、交通等多种能源之间的转化互联成为研究的热点，微电网的概念也随之被推广为微能源网。如何更好实现能源的耦合，进一步提升能源的综合利用效率和可再生能源的消纳率成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有供能系统的不足，本发明的目的是提供一种包含空气源热泵和储能的微能源网系统，其能深度耦合冷、热、电、气等多种能源资源形式。

本发明的另一目的是提供一种包含空气源热泵和储能的微能源网运行控制方法，其能使能源之间更好地互联和转化，达到保证微能源网稳定可靠地经济运行、提高综合能源利用率和降低成本的目标。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种包含空气源热泵和储能的微能源网系统，其包括冷热电联供子系统、光伏发电装置、储能装置、吸收式制冷机、电制冷机和空气源热泵；所述冷热电联供子系统包括燃气内燃机、换热器、余热锅炉和燃气锅炉；所述储能装置包括储电装置、储热装置和蓄冷装置；所述光伏发电装置将太阳能转化为电能，其通过PQ控制方法控制逆变器与电母线连接，所述电母线与电网连接；所述燃气内燃机通过燃烧天然气为用户提供电能，同时产生热能；其一端通过管道与天然气网络相连通，另一端与所述电母线以及所述余热锅炉相连通；所述余热锅炉充分利用燃气内燃机的高温烟气余热，通过燃烧少量天然气得到大量热能；其一端与所述燃气内燃机相连，一端与热母线相连接；所述燃气锅炉通过燃烧天然气为用户提供热能，其一端与天然气管道相连通，另一端与所述热母线相连；所述吸收式制冷机消耗热能转化为冷能，其一端与所述热母线相连接，另一端通过管道与冷负荷相连；所述电制冷机消耗电能转化为冷能，其一端与所述电母线相连通，另一端通过管道与所述冷负荷相连；所述空气源热泵持续地从空气中吸收热量，直接供给热负荷；其一端与所述电母线相连，一端直接连接热负荷；所述储电装置在电能供应充足时储存电能，在电能供应不足时释放电能；所述储热装置在热能供应充足时储存热能，在热能供应不足时释放热能；所述蓄冷装置在热能供应充足时储存冷能，在冷能不足时释放冷能。

进一步，所述储电装置通过蓄电池、超级电容或压缩空气装置实现；所述储热装置采用蓄热水箱；所述蓄冷装置采用蓄冰桶。

一种基于上述系统的包含空气源热泵和储能的微能源网运行控制方法，其包括以下步骤：1)对空气源热泵、光伏出力、电负荷以及热负荷做出预测估计，同时根据优先使用可再生能源的原则，实时修正冷热电联供需要满足的电、热负荷，滚动优化微能源网的运行控制方法：“以电定热”运行控制方法、“以电定冷”运行控制方法和“以热定电”运行控制方法；2)天然气通过压缩机压缩，同压缩过的空气混合在燃气内燃机的气缸中燃烧膨胀，推动活塞做功从而输出电能；3)当冷热电联供系统输出的电能不能满足当前电负荷的需求的时候，储电装置优先释放能量，补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过向电网购电的方式补足缺额；4)天然气在气缸燃烧后剩余的高温烟气一部分循环用于燃气内燃机发电，一部分通往换热器、余热锅炉，热能被注入热力网络；5)当冷热电联供系统输出的热能不能满足当前热负荷的需求的时候，储热装置优先释放能量，补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过开启燃气锅炉的方式补足缺额；6)若当前有冷需求，则优先使用吸收式制冷机将热转化为冷能供给冷需求，吸收式制冷机无法满足当前冷负荷时再启用电制冷机，通过消耗电能快速满足用户的冷需求。

进一步，所述“以电定热”运行控制方法包括以下步骤：1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；2)判断是否满足热负荷，若满足则多余热量存入储能装置；反之则判断储热能否满足缺额，满足则储热补足缺额，不满足则燃气锅炉补足热负荷缺额。

进一步，所述“以电定冷”运行控制方法包括以下步骤：1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；2)判断吸收式制冷机能否满足冷负荷，满足则多余能量存入储能装置；反之则判断储能能否满足缺额，满足则储能补足缺额，不满足则电制冷机补足冷负荷缺额。

进一步，所述“以热定电”运行控制方法包括以下步骤：1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足热/或冷负荷；2)判断能否满足电负荷，满足则多余电能存入储能装置；反之则判断储电能否满足缺额，满足则储电补足缺额，不满足则电网补足缺额。

进一步，所述光伏出力的模型为：

式中，E_PV为光伏发电量；W_PV是实际光照强度，W_r是参考光照强度；T是实际温度，T_r是参考温度；P_{E_PV}是在参考光强和参考温度下光伏发电功率；k_T1是功率温度系数；Δt为光照时间。

进一步，所述燃气内燃机和余热锅炉作根据其实际出力得到其输出特性为：

式中，E_MT为燃气内燃机的发电功率；E_rated为燃气内燃机的额定功率；η_MT为燃气内燃机的发电效率；Q_MT为余热锅炉供热量；E_{Q_rated}为余热锅炉的额定供热量；η_{Q_MT}为余热锅炉的效率；η_{Q_rated}为余热锅炉的额定效率；x为燃气内燃机的负荷率，y为余热锅炉的负荷率。

进一步，所述冷负荷是由吸收式制冷机和电制冷机联合供应完成的，其数学模型为：

式中，Q_AC为吸收式制冷机的制冷功率，Q_EC为电制冷机的制冷功率；COP_AC为吸收式制冷机的性能系数，COP_EC为电制冷机的性能系数；Q_AR为吸收式制冷机的额定制冷功率，Q_ER为电制冷机的额定制冷功率。

进一步，所述空气源热泵的出力模型为：

Q_pump＝COP·E_pump

式中，Q_pump为空气源热泵输出的冷/热功率；E_pump为空气源热泵的耗电量；COP为性能系数。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用的微能源网系统，其一次能源以天然气为核心，充分利用太阳能等可再生能源，从而减少污染较重的传统化石能源的使用比重，满足节能减排的要求。2、本发明采用的微能源网系统中，在用户端增加了空气源热泵，其通过消耗电能推动工质从空气中吸收能量，相比燃煤锅炉供暖有极大的环保优势，相比燃气锅炉供暖也有环保和经济成本方面的优势。3、本发明采用的微能源网系统中，考虑了蓄电池储电、超级电容储电、蓄热水箱储热以及蓄冰桶储冷等多种储能形式，可以根据不同季节的负荷需求选择不同的储能形式搭配，最大化的保证能源的综合利用效率。4、本发明采用的微能源网运行控制方法可根据实时供能价格自动选择“以电定热”、“以电定冷”以及“以热定电”工作模式，并采用了后续供热、供冷和供电的供能顺序策略，系统可以根据自然环境、负荷需求以及电网的分时电价等外在条件，实时调节控制微型燃气轮机和储能的出力和运行状态，改变微能源网中的能量流动路径和转化关系，最大限度地提高能源利用效率。5、本发明在相同的负荷情况下，比现有的分立能源网络单独供能运维成本更低、综合能效更高、环境友好性更强。

附图说明

图1是本发明的系统整体结构示意图；

图2是本发明的系统“以电定热”运行流程示意图；

图3是本发明的系统“以电定冷”运行流程示意图；

图4是本发明的系统“以热定电”运行流程示意图；

图5a是为没有空气源热泵和储能时冬季典型日设备供电情况；

图5b是为没有空气源热泵和储能时冬季典型日设备供热情况；

图6a是没有空气源热泵和储能时夏季典型日设备供电情况；

图6b是没有空气源热泵和储能时夏季典型日设备供冷情况；

图7a是存在空气源热泵和储能时冬季典型日设备供电情况；

图7b是存在空气源热泵和储能时冬季典型日设备供热情况；

图8a是存在空气源热泵和储能时夏季典型日设备供电情况；

图8b是存在空气源热泵和储能时夏季典型日设备供冷情况。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种包含空气源热泵和储能的微能源网系统，其包括冷热电联供子系统、光伏发电装置、储能装置、吸收式制冷机、电制冷机和空气源热泵。其中，冷热电联供子系统包括燃气内燃机、换热器、余热锅炉和燃气锅炉等；储能装置包括储电装置、储热装置和蓄冷装置。

其中，光伏发电装置将太阳能转化为电能，其通过PQ控制方法控制逆变器与电母线连接，电母线与电网连接。

燃气内燃机根据实际情况选择运行方式，通过燃烧天然气为用户提供电能，同时产生热能；其一端通过管道与天然气网络相连通，另一端与电母线以及余热锅炉相连通。

余热锅炉充分利用燃气内燃机的高温烟气余热，通过燃烧少量天然气可以得到大量热能；其一端与燃气内燃机相连，一端与热母线相连接。

燃气锅炉通过燃烧天然气为用户提供热能，其一端与天然气管道相连通，另一端与热母线相连。

吸收式制冷机消耗热能转化为冷能满足了冷负荷，其一端与热母线相连接，另一端通过管道与冷负荷相连。

电制冷机消耗电能转化为冷能满足冷负荷，其一端与电母线相连通，另一端通过管道与冷负荷相连。

空气源热泵通过消耗少量电能，持续的从空气中吸收热量，直接供给热负荷；其一端与电母线相连，一端直接连接热负荷。

储电装置在电能供应充足时储存电能，在电能供应不足时释放电能，可以通过蓄电池、超级电容或压缩空气装置等实现；储热装置在热能供应充足时储存热能，在热能供应不足时释放热能，可以采用蓄热水箱完成；蓄冷装置在热能供应充足时储存冷能，在冷能不足时释放冷能，可以采用蓄冰桶完成。储能装置与各自对应的能源母线双向连接。

上述实施例中，燃气内燃机、光伏发电装置、储电装置以及电网供应电负荷；电制冷机、吸收式制冷机以及蓄冷装置供应冷负荷；余热锅炉、燃气锅炉、空气源热泵以及储热装置供应热负荷。

上述各实施例中，吸收式制冷机采用溴化锂吸收式制冷机。

上述各实施例中，本发明的微能源网以天然气为主要供能能源，充分利用可再生的太阳能资源，并与外部能源网络互联，可以经济环保地满足所需的冷、热、电、气负荷。

上述各实施例中，微能源网的运行方式选择为并网不上网。具体为微能源网与电网并网运行，当某一时刻微能源网供能能力不足时，从电网购电以满足微能源网的负荷需求；当某一时刻微能源网能源剩余时，通过储能的形式储存能量。

上述各实施例中，微能源网中的储能方式多样化。蓄电池作为储电的主要方式，可以平抑可再生能源的波动性和间歇性；超级电容器则对微能源网中电力系统的高次谐波有较好的平抑能力；同时，在冷热电联供系统中，也可以使用蓄热水罐储存热能，或者是使用蓄冰桶储存冷能。

上述各实施例中，使用空气源热泵代替传统的燃煤取暖，极大地缓解了日益严重的环境污染压力；使用空气源热泵代替燃气锅炉供热，也有较好的环境效益和经济效益；空气源热泵包括压缩机、电机和换热器等设备，可以通过调节电机的转速来控制空气源热泵的输出。

上述各实施例中，光伏发电装置通过PQ控制的方式并网。燃气内燃机使用Vf控制方法控制其输出稳定的电压和频率。

本发明还提供一种包含空气源热泵和储能的微能源网运行控制方法，其包括以下步骤：

1)根据历史记录、大气温度、光照条件等数据，对空气源热泵、光伏出力、电负荷以及热负荷做出预测估计，同时根据优先使用可再生能源的原则，实时修正需要冷热电联供需要满足的电、热负荷，滚动优化微能源网的运行控制方法：“以电定热”运行控制方法、“以电定冷”运行控制方法和“以热定电”运行控制方法；

2)天然气通过压缩机压缩，同压缩过的空气混合在燃气内燃机的气缸中燃烧膨胀，推动活塞做功从而输出电能，是微能源网自主供电的主要电力来源；

3)当冷热电联供系统输出的电能不能满足当前电负荷的需求的时候，蓄电池等储电装置优先释放能量，尽可能补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过向大电网购电的方式补足缺额；

4)天然气在气缸燃烧后剩余的高温烟气一部分循环用于燃气内燃机发电，一部分通往换热器、余热锅炉等热回收子系统，热能被注入热力网络；

5)当冷热电联供系统输出的热能不能满足当前热负荷的需求的时候，蓄热水罐等储热装置优先释放能量，尽可能补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过开启燃气锅炉的方式补足缺额；燃气锅炉通过消耗天然气为热力网络提供热能，这也是微能源网中保证满足热需求的保障；

6)若当前有冷需求，则优先使用吸收式制冷机将热转化为冷能供给冷需求，吸收式制冷机无法满足当前冷负荷时再启用电制冷机，通过消耗电能快速满足用户的冷需求；其中，使用电制冷机供能时，消耗了额外的电能，需要实时更新修正电负荷数据。

上述步骤1)中，如图2所示，“以电定热”运行控制方法包括以下步骤：

1.1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；

1.2)判断是否满足热负荷，若满足则多余热量存入储能装置；反之则判断储热能否满足缺额，满足则储热补足缺额，不满足则燃气锅炉补足热负荷缺额。

上述步骤1)中，如图3所示，“以电定冷”运行控制方法包括以下步骤：

1.1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；

1.2)判断吸收式制冷机能否满足冷负荷，满足则多余能量存入储能装置；反之则判断储能能否满足缺额，满足则储能补足缺额，不满足则电制冷机补足冷负荷缺额。

上述步骤1)中，如图4所示，“以热定电”运行控制方法包括以下步骤：

1.1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足热/或冷负荷；

1.2)判断能否满足电负荷，满足则多余电能存入储能装置；反之则判断储电能否满足缺额，满足则储电补足缺额，不满足则电网补足缺额。

上述各步骤中，光伏发电装置采用分布式光伏发电，其光伏出力主要受光照强度和温度的影响，其出力模型为：

式中，E_PV为光伏发电量；W_PV是实际光照强度，W_r是参考光照强度；T是实际温度，T_r是参考温度；P_{E_PV}是在参考光强和参考温度下光伏发电功率；k_T1是功率温度系数；Δt光照时间。

上述各步骤中，燃气内燃机和余热锅炉作为冷热电三联供的主要组成设备，可以根据其实际出力得到其输出特性为：

式中，E_MT为燃气内燃机的发电功率；E_rated为燃气内燃机的额定功率；η_MT为燃气内燃机的发电效率；Q_MT为余热锅炉供热量；E_{Q_rated}为余热锅炉的额定供热量；η_{Q_MT}为余热锅炉的效率；η_{Q_rated}为余热锅炉的额定效率；x为燃气内燃机的负荷率，y为余热锅炉的负荷率。

上述各步骤中，冷负荷是由吸收式制冷机和电制冷机联合供应完成的，其数学模型为：

式中，Q_AC为吸收式制冷机的制冷功率，Q_EC为电制冷机的制冷功率；COP_AC为吸收式制冷机的性能系数，COP_EC为电制冷机的性能系数；Q_AR为吸收式制冷机的额定制冷功率，Q_ER为电制冷机的额定制冷功率。

上述各步骤中，空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。空气源热泵的出力模型为：

Q_pump＝COP·E_pump

式中，Q_pump为空气源热泵输出的冷/热功率；E_pump为空气源热泵的耗电量；COP为性能系数，与空气源热泵的工作环境有关，通常取值为3-4。

上述各步骤中，微能源网中的电储能和冷储能、热储能的输入输出关系与充放损耗率相关，充放损耗率及充放容量约束如附表1所示。表中的λ_min为实际储能容量的最小值与额定储能容量之比，λ_max为实际储能容量的最大值与额定储能容量之比。

表1

类型	充放率	λ<sub>min</sub>	λ<sub>max</sub>
				电储能	0.9	0.2	0.8
热储能	0.9	0	0.8
				冷储能	0.9	0	0.8

考虑各个设备用能的情况，以能源费用最小为优化目标：

式中，cost为典型日能源总费用；E_buy(i)为i时刻的购电量，Q_buy(i)为i时刻的购电价格；E_gas(i)为i时刻的购气量，Q_gas为天然气价格。

微能源网在运行时主要满足冷热电的供需平衡，具体约束为：

式中，E_out为储能装置的释放电量、E_in为储能装置的充入电量；E_load为电负荷、Q_{h_load}为热负荷、Q_{c_load}为冷负荷；Q_boi为燃气锅炉产热；Q_{h_out}为储热装置的释放热量，Q_{h_in}为储热装置的充入热量；Q_AR为溴化锂吸收式制冷机消耗的热量；Q_{c_out}为储冷系统的释放冷量，Q_{c_in}为储冷系统的充入冷量。

上述各步骤中，储能装置存在如下约束条件：

E_min≤E_EES(t)≤E_max

式中，E_EES(t)为储能装置t时刻的剩余能量，E_min为储能装置的充放容量最小值，E_max为储能装置的充放容量最大值。

实施例：

以位于青岛某园区为例，研究有无空气源热泵和储能两种情境下园区内设备的运行状态和园区的用能费用，该园区冬季采暖时间周期为140天，夏季制冷供能时间90天，电力执行峰谷电价政策，分为尖、峰、平、谷四种电价，具体如附表2所示。

表2

时间(h)	电价(元/kWh)
		0-7	0.3943
8,12-18	0.8898
		9-10,19,22-23	1.3854
11,20-21	1.4680

使用matlab求解模型，得到有无空气源热泵和储能两种情况下的微能源网设备出力和成本状况。求解结果如附图5a～图8b所示。

如图5a、图5b所示，在没有空气源热泵和储能的情况下，微能源网在冬季典型日的设备供电和供热情况。用电高峰时电价较高，此时燃气内燃机和余热锅炉耦合的热电联供系统具有明显的经济优越性，微能源网优先使用热电联供系统供能。从图中的购电折线与电负荷曲线的对比可以看出，本文提出的微能源网模型及其控制方法能够实现用户供能，微能源网依据用电峰谷时的电价差，通过对分布式能源和天然气系统的优化调度，改变其对向电网购电的状况，有利于微能源网经济稳定运行。

如图6a、图6b所示，在没有空气源热泵和储能的情况下，微能源网在夏季典型日的设备供电和供冷情况。夏季典型日使用冷电联供系统经济性低，系统选择关闭冷电联供机组，使用电网供电。

如图7a、图7b所示，在加入空气源热泵和储能系统后，微能源网冬季典型日的设备供电和供热情况。图中的负值表示储能系统处于蓄能状态，储能系统的加入使系统在用热高峰时，供热量也能满足系统的需求，并更好地平抑夜晚的用电高峰。

如图8a、图8b所示，在加入空气源热泵和储能系统后，微能源网夏季典型日的设备供电和供热情况。图中的负值表示储能系统处于蓄能状态，储能系统的加入使系统在停止集中供冷后，冷电联供系统仍能经济运行，发挥其在用电高峰的调峰作用。

表3为空气源热泵和储能系统加入前后，微能源网的运行成本的变化。

表3

从表中看出，通过电价低谷时存入，电价高峰时放出，同时在用电高峰时将冷热电联供系统中发电产生多余的冷/热能存储起来，缓解了系统的供能压力并降低了用户的用能成本。

综上所述，本发明能够综合利用多种能源，提高能源利用效率；在用电高峰时缓解供能压力，在用电低谷利用储能设备储存能量，提高了系统的供电可靠性，实现了系统的优化运行，降低了用户的用能成本。最后，通过算例验证了本发明的有效性和优越性。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的设置及各个步骤都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件和步骤进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种包含空气源热泵和储能的微能源网运行控制方法，该方法基于包含空气源热泵和储能的微能源网系统实现，其特征在于：

所述系统包括冷热电联供子系统、光伏发电装置、储能装置、吸收式制冷机、电制冷机和空气源热泵；所述冷热电联供子系统包括燃气内燃机、换热器、余热锅炉和燃气锅炉；所述储能装置包括储电装置、储热装置和蓄冷装置；

所述光伏发电装置将太阳能转化为电能，其通过PQ控制方法控制逆变器与电母线连接，所述电母线与电网连接；

所述燃气内燃机通过燃烧天然气为用户提供电能，同时产生热能；其一端通过管道与天然气网络相连通，另一端与所述电母线以及所述余热锅炉相连通；

所述余热锅炉充分利用燃气内燃机的高温烟气余热，通过燃烧少量天然气得到大量热能；其一端与所述燃气内燃机相连，一端与热母线相连接；

所述燃气锅炉通过燃烧天然气为用户提供热能，其一端与天然气管道相连通，另一端与所述热母线相连；

所述吸收式制冷机消耗热能转化为冷能，其一端与所述热母线相连接，另一端通过管道与冷负荷相连；

所述电制冷机消耗电能转化为冷能，其一端与所述电母线相连通，另一端通过管道与所述冷负荷相连；

所述空气源热泵持续地从空气中吸收热量，直接供给热负荷；其一端与所述电母线相连，一端直接连接热负荷；

所述储电装置在电能供应充足时储存电能，在电能供应不足时释放电能；所述储热装置在热能供应充足时储存热能，在热能供应不足时释放热能；所述蓄冷装置在热能供应充足时储存冷能，在冷能不足时释放冷能；

所述储电装置通过蓄电池、超级电容或压缩空气装置实现；所述储热装置采用蓄热水箱；所述蓄冷装置采用蓄冰桶；

所述方法包括以下步骤：

1)对空气源热泵、光伏出力、电负荷以及热负荷做出预测估计，同时根据优先使用可再生能源的原则，实时修正冷热电联供需要满足的电、热负荷，滚动优化微能源网的运行控制方法：“以电定热”运行控制方法、“以电定冷”运行控制方法和“以热定电”运行控制方法；

2)天然气通过压缩机压缩，同压缩过的空气混合在燃气内燃机的气缸中燃烧膨胀，推动活塞做功从而输出电能；

3)当冷热电联供系统输出的电能不能满足当前电负荷的需求的时候，储电装置优先释放能量，补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过向电网购电的方式补足缺额；

4)天然气在气缸燃烧后剩余的高温烟气一部分循环用于燃气内燃机发电，一部分通往换热器、余热锅炉，热能被注入热力网络；

5)当冷热电联供系统输出的热能不能满足当前热负荷的需求的时候，储热装置优先释放能量，补足缺额，若储能仍无法满足负荷需求，则通过开启燃气锅炉的方式补足缺额；

6)若当前有冷需求，则优先使用吸收式制冷机将热转化为冷能供给冷需求，吸收式制冷机无法满足当前冷负荷时再启用电制冷机，通过消耗电能快速满足用户的冷需求。

2.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述“以电定热”运行控制方法包括以下步骤：

1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；

2)判断是否满足热负荷，若满足则多余热量存入储能装置；反之则判断储热能否满足缺额，满足则储热补足缺额，不满足则燃气锅炉补足热负荷缺额。

3.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述“以电定冷”运行控制方法包括以下步骤：

1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足电负荷；

2)判断吸收式制冷机能否满足冷负荷，满足则多余能量存入储能装置；反之则判断储能能否满足缺额，满足则储能补足缺额，不满足则电制冷机补足冷负荷缺额。

4.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述“以热定电”运行控制方法包括以下步骤：

1)根据空气源热泵修正热负荷，并根据光照强度预测光伏出力，修改电负荷，优先满足热/或冷负荷；

2)判断能否满足电负荷，满足则多余电能存入储能装置；反之则判断储电能否满足缺额，满足则储电补足缺额，不满足则电网补足缺额。

5.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述光伏出力的模型为：

式中，E_PV为光伏发电量；W_PV是实际光照强度，W_r是参考光照强度；T是实际温度，T_r是参考温度；P_{E_PV}是在参考光强和参考温度下光伏发电功率；k_T1是功率温度系数；Δt为光照时间。

6.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述燃气内燃机和余热锅炉作根据其实际出力得到其输出特性为：

式中，E_MT为燃气内燃机的发电功率；E_rated为燃气内燃机的额定功率；η_MT为燃气内燃机的发电效率；Q_MT为余热锅炉供热量；E_{Q_rated}为余热锅炉的额定供热量；η_{Q_MT}为余热锅炉的效率；η_{Q_rated}为余热锅炉的额定效率；x为燃气内燃机的负荷率，y为余热锅炉的负荷率。

7.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述冷负荷是由吸收式制冷机和电制冷机联合供应完成的，其数学模型为：

式中，Q_AC为吸收式制冷机的制冷功率，Q_EC为电制冷机的制冷功率；COP_AC为吸收式制冷机的性能系数，COP_EC为电制冷机的性能系数；Q_AR为吸收式制冷机的额定制冷功率，Q_ER为电制冷机的额定制冷功率。

8.如权利要求1所述微能源网运行控制方法，其特征在于：所述空气源热泵的出力模型为：

Q_pump＝COP·E_pump

式中，Q_pump为空气源热泵输出的冷/热功率；E_pump为空气源热泵的耗电量；COP为性能系数。

Images