CN112613697B - 供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法、装置及系统 - Google Patents
供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法、装置及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法、装置及系统，方法包括：基于获取到的室外气温数据计算热负荷需求量下限；基于电负荷需求总量和风光能源设备提供的发电量，计算出电负荷需求量；结合燃气三联供设备参数，电负荷需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从预设的策略库中筛选出最佳策略，控制燃气三联供的工作状态。本发明综合考虑了光伏、风电、燃气三联供、市电等电能来源，在用电侧考虑了供暖条件下的热负荷与电负荷，为用户提供了具有针对性的多能协同策略方案。
Description
技术领域
本发明属于综合能源应用领域，具体涉及一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法、装置及系统。
背景技术
能源和环境是我们人类赖以生存和发展的重要基础和保障。当今世界能源和环境问题越来受到人们的重视。大力发展新能源产业已经成为世界各国的共识。目前，世界各国在能源方面都积极研究转型升级，从之前的分供系统到冷热电联、再现在的多能互补，人们在能源方面的研究不断进步。多能互补冷热电联供系统作为一种新能源利用的重要手段，因其高效、节能环保等优点得到各国的大力支持。冷热电联供系统是由传统的热电联产系统发展而来。系统通过回收发电过程中产生的余热来提高能源的利用率，实现节减排。我国北方地区具有独特的用能特征，属于夏凉冬暖地区，在冬季，对于热负荷需求巨大，在未能集中供暖的北方地区，对经济性的供暖、功能方案的需要十分迫切。
目前，大多数多能协同侧重在系统规划角度，对多能协同策略的考虑较少。同时，现在部分模型只考虑到满足电负荷，没有对北方地区冬季热负荷需求进行考虑。此外，对光伏、风电等因素的考虑也较少，经济性计算中，也较少考虑实时电价和上网电价。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法、装置及系统，综合考虑了光伏、风电、燃气三联供、市电等电能来源，在用电侧考虑了冬季供暖条件下的热负荷与电负荷，为用户提供了具有针对性的多能协同策略方案。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，包括：
基于获取到的室外气温数据，计算出热负荷需求量下限；
基于获取到的电负荷需求总量和风光能源设备提供的发电量，计算出电负荷需求量；
结合燃气三联供设备参数，以及所述电负荷需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；
基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从预设的策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态，完成多能协同。
可选地，在所述基于获取到的室外气温数据步骤之前还包括：
获取燃气三联供单位发电成本和市电价格，当所述燃气三联供单位发电成本大于市电价格，则执行策略一，直接使用市电，不使用燃气三联供。
可选地，所述燃气三联供单位发电成本通过以下公式计算获得：
其中，Prq为燃气价格，dwfdl为燃气单位发电量、η为电热设备转换效率。
可选地，所述热负荷需求量下限的计算公式为：
Lr＝αAK(tR-tow)
其中，tow为室外气温数据，A为围护结构的表面积；K为围护结构的传热系数；tR为冬季室内计算温度；α为围护结构的温差修正系数，λ、κ1、κ2为转换系数，Lr_down表示热负荷需求量下限。
可选地，所述电负荷需求量的计算公式为：
Ld＝Ld_all-Es-Ew
其中，Ld为电负荷需求量，Ld_all为电负荷需求总量，Es为光伏设备提供的发电量，Ew为风电设备提供的发电量。
可选地，所述当前电负荷需求状态和热负荷需求状态的确定方法包括：
将燃气三联供最大热出力与所述热负荷需求量下限进行比较；
将燃气三联供最大电出力与所述电负荷需求量进行比较；
若所述热负荷需求量下限大于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限大于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量小于或等于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限小于或等于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限小于或等于燃气三联供最大热出力，且所述燃气电负荷需求量小于或等于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态。
可选地，所述最佳策略的筛选方法包括：
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、高热负荷状态时，则选中策略二；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷大于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，则选中策略三；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且允许余电上网，则选中策略四；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且不允许余电上网，则选中策略五；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、低热负荷状态时，则选中策略六；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转时，若燃气三联供电出力小于电负荷需求量，则选中策略七；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供电出力与电负荷需求量的差值小于最大可控负荷的大小，则选中策略八；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且若允许余电上网，则选中策略九；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供的电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且不允许余电上网，则选中策略十。
可选地，所述策略二为以最大功率开启燃气三联供，购买市电补充热负荷和电负荷；
所述策略三为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的电出力满足电负荷、可控负荷需求，购买市电补充热负荷；
所述策略四为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的电出力满足电负荷需求、可控负荷需求、余电上网，购买市电补充热负荷；
所述策略五为采用燃气三联供满足电负荷需求量运转，购买市电补充热负荷；
所述策略六为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的热出力满足热负荷需求，购买市电补充电负荷；
所述策略七为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足电负荷需求量运转；
所述策略八为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足热负荷需求量下限运转，采用燃气三联供的电出力满足电负荷、可控负荷需求；
所述策略九为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足热负荷需求量下限运转，电出力满足电负荷、可控负荷后，余电上网；
所述策略十为开启燃气三联供，采用燃气三联供满足电负荷需求量运转，购买市电补充热负荷。
可选地，所述基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从所述策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态步骤之后，还包括：
获取多能协同成本收益计算模型，计算出总成本，所述多能协同成本收益计算模型具体为：
C＝Crq+CAC-Isw
Isw＝Psw×Esw
CAC＝PAC×EAC
其中，Prq为燃气价格，ECCHP为燃气三联供的电出力，dwfdl为单位燃气发电量，PAC为市电价格，EAC为市电需求电量，Psw为上网电价，Esw为余电电量，Crq为燃气成本，CAC为市电成本，Isw为余电上网收益。
可选地，当采用策略二时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝Ld-ECCHP+(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限、Ld为电负荷需求量；当采用策略三时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力。
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比。
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限；
当采用策略四时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限。
余电电量Esw的计算公式为：
Esw＝ECCHP-Ld-Ekkfh_max
其中，Ekkfh_max为可控负荷最大值，Ld为电负荷需求量；
当采用策略五时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限；当采用策略六时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力。
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝Ld-ECCHP
其中，Ld为电负荷需求量；
当采用策略七时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量。
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
当采用策略八时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP由下式计算：
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝Lr_down
其中，Lr_down为热负荷需求量下限；
当采用策略九时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝Lr_down
其中，Lr_down为热负荷需求量下限；
余电电量Esw的计算公式为：
Esw＝ECCHP-Ld-Ekkfh_max
其中，Ekkfh_max为可控负荷最大值，Ld为燃气三联供的发电需求量。
当采用策略十时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP由下式计算：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量；
燃气三联供的热出力HCCHP由下式计算：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC由下式计算：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷下限。
第二方面，本发明提供了一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同装置，包括：
第一计算单元，用于基于获取到的室外气温数据，计算出热负荷需求量下限；
第二计算单元，用于基于获取到的电负荷需求总量和风光能源设备提供的发电量，计算出电负荷需求量；
确定单元，用于结合燃气三联供的设备参数，以及所述电负荷需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；
获取单元，用于获取预设的策略库，所述策略库中包括若干条策略；
协同单元，用于基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从所述策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态，完成多能协同。
第三方面，本发明提供了一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同系统，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面中任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明首先通过室外气温数据，得到热负荷需求量下限；其次根据风光能源设备发电量、电负荷需求总量、得到由电负荷需求量；结合三联供设备参数，以及所述非清洁能源发电需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；以多能协同成本收益最高为目标，从预设策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态，完成多能协同。本发明的应用能够帮助用能单位降低成本，消纳新能源，实现节能减排。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明中多能协同策略模型建立方法的总体示意图；
图2为本发明中策略筛选的流程图；
图3为本发明中高电负荷、高热负荷状态示意图；
图4为本发明中低电负荷、高热负荷状态示意图；
图5为本发明中高电负荷、低热负荷状态示意图；
图6为本发明中低电负荷、低热负荷状态示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
本发明实施例中提供了一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，如图1-2所示，包括以下步骤：
步骤(1)基于获取到的室外气温数据，计算出热负荷需求量下限；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述热负荷需求量下限的计算公式为：
Lr＝αAK(tR-tow)
其中，tow为室外气温数据，A为围护结构的表面积；K为围护结构的传热系数；tR为冬季室内计算温度；α为围护结构的温差修正系数，λ、κ1、κ2为转换系数。
步骤(2)基于获取到的电负荷需求总量和风光能源设备提供的发电量，计算出电负荷需求量；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述电负荷需求量的计算公式为：
Ld＝Ld_all-Es-Ew
其中，Ld_all为电负荷需求总量，Es为光伏发电量，Ew为风电发电量。
步骤(3)结合燃气三联供设备参数，以及所述电负荷需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述当前电负荷需求状态、热负荷需求状态的确定方法包括：
将三联供最大热出力与热负荷需求量下限进行比较；
将三联供最大电出力与所述电负荷需求量进行比较；
若所述热负荷需求量下限大于三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态，具体参见图3；
若所述热负荷需求量下限大于三联供最大热出力，且所述电负荷需求量小于等于三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态，具体参见图4；
若所述热负荷需求量下限小于等于三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态，具体参见图5；
若所述热负荷需求量下限小于等于三联供最大热出力，且所述电负荷需求量小于等于三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态，具体参见图6。
步骤(4)基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从所述策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态，完成多能协同；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述最佳策略的筛选方法包括：
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、高热负荷状态时，则选中策略二；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷大于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，则选中策略三；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且允许余电上网，则选中策略四；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且不允许余电上网，则选中策略五；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、低热负荷状态时，则选中策略六；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在三联供以满足热负荷需求量下限运转时，若燃气三联供电出力小于电负荷需求量，则选中策略七；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供的电出力与电负荷需求量的差值小于最大可控负荷的大小，则选中策略八；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供的电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且若允许余电上网，则选中策略九；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供的电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且不允许余电上网，则选中策略十。
其中，所述策略二为以最大功率开启燃气三联供，购买市电补充热负荷、电负荷；
所述策略三为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的电出力满足电负荷、可控负荷需求，购买市电补充热负荷；
所述策略四为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的电出力满足电负荷需求、可控负荷需求、余电上网，购买市电补充热负荷；
所述策略五为采用燃气三联供满足电负荷需求量运转，购买市电补充热负荷；
所述策略六为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的热出力满足热负荷需求，购买市电补充电负荷；
所述策略七为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足电负荷需求量运转；
所述策略八为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足热负荷需求量下限运转，采用燃气三联供的电出力满足电负荷、可控负荷需求；
所述策略九为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足热负荷需求量下限运转，电出力满足电负荷、可控负荷后，余电上网；
所述策略十为开启燃气三联供，采用燃气三联供满足电负荷需求量运转，购买市电补充热负荷。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，在所述基于获取到的室外气温数据，计算出热负荷需求量下限，步骤之前还包括：
获取燃气三联供单位发电成本和市电价格，当所述燃气三联供单位发电成本大于市电价格，则采用策略一，即直接使用市电；否则执行多能协同的相关步骤；
所述燃气三联供单位发电成本通过以下公式计算获得：
其中，Prq为燃气价格，dwfdl为用户安装的燃气三联供的燃气单位发电量，η为电热设备转换效率。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从所述策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态步骤之后，还包括：
获取多能协同成本收益计算模型，计算出总成本，所述多能协同成本收益计算模型具体为：
C＝Crq+CAC-Isw
Isw＝Psw×Esw
CAC＝PAC×EAC
其中，Prq为燃气价格，ECCHP为三联供电出力，dwfdl为单位燃气发电量，PAC为市电价格，EAC为市电需求电量，Psw为上网电价，Esw为余电电量，Crq为燃气成本，CAC为市电成本，Isw为余电上网收益。
当采用策略二时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝Ld-ECCHP+(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限、Ld为电负荷需求量；当采用策略三时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力。
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比。
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限；
当采用策略四时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限。
余电电量Esw的计算公式为：
Esw＝ECCHP-Ld-Ekkfh_max
其中，Ekkfh_max为可控负荷最大值，Ld为电负荷需求量；
当采用策略五时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限；当采用策略六时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力。
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝Ld-ECCHP
其中，Ld为电负荷需求量；
当采用策略七时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量。
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
当采用策略八时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP由下式计算：
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝Lr_down
其中，Lr_down为热负荷需求量下限；
当采用策略九时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝Lr_down
其中，Lr_down为热负荷需求量下限；
余电电量Esw的计算公式为：
Esw＝ECCHP-Ld-Ekkfh_max
其中，Ekkfh_max为可控负荷最大值，Ld为燃气三联供的发电需求量。
当采用策略十时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP由下式计算：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量。
燃气三联供的热出力HCCHP由下式计算：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比。
市电需求电量EAC由下式计算：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷下限。
实施例2
本发明实施例中提供了一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同装置，包括：
第一计算单元，用于基于获取到的室外气温数据，计算出热负荷需求量下限；
第二计算单元，用于基于获取到的电负荷需求总量和风光能源设备提供的发电量，计算出电负荷需求量；
确定单元，用于结合燃气三联供设备参数，以及所述电负荷需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；
获取单元，用于获取预设的策略库，所述策略库中包括若干条策略；
协同单元，用于基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从所述策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态，完成多能协同。
其余部分均与实施例1相同。
实施例3
本发明实施例中提供了一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同系统，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据实施例1中任一项所述方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于，包括：
基于获取到的室外气温数据，计算出热负荷需求量下限；
基于获取到的电负荷需求总量和风光能源设备提供的发电量，计算出电负荷需求量；结合燃气三联供设备参数，以及所述电负荷需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；
基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从预设的策略库中筛选出最佳策略，按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态，完成多能协同；
所述当前电负荷需求状态和热负荷需求状态的确定方法包括：
将燃气三联供最大热出力与所述热负荷需求量下限进行比较；
将燃气三联供最大电出力与所述电负荷需求量进行比较；
若所述热负荷需求量下限大于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限大于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量小于或等于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限小于或等于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限小于或等于燃气三联供最大热出力，且所述燃气电负荷需求量小于或等于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态；
所述最佳策略的筛选方法包括：
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、高热负荷状态时，则选中策略二；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷大于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，则选中策略三；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且允许余电上网，则选中策略四；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且不允许余电上网，则选中策略五；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、低热负荷状态时，则选中策略六；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转时，若燃气三联供电出力小于电负荷需求量，则选中策略七；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供电出力与电负荷需求量的差值小于最大可控负荷的大小，则选中策略八；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且若允许余电上网，则选中策略九；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供的电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且不允许余电上网，则选中策略十。
2.根据权利要求1所述的一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于：在所述基于获取到的室外气温数据步骤之前还包括：
获取燃气三联供单位发电成本和市电价格，当所述燃气三联供单位发电成本大于市电价格，则执行策略一，其中，所述策略一是直接使用市电，不使用燃气三联供。
3.根据权利要求2所述的一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于：所述燃气三联供单位发电成本通过以下公式计算获得：
其中，Prq为燃气价格，dwfdl为燃气单位发电量、η为电热设备转换效率。
4.根据权利要求1所述的一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于：所述热负荷需求量下限的计算公式为：
Lr＝αAK(tR-tow)
其中，tow为室外气温数据，A为围护结构的表面积；K为围护结构的传热系数；tR为冬季室内计算温度；α为围护结构的温差修正系数，λ、κ1、κ2为转换系数，Lr_down表示热负荷需求量下限。
5.根据权利要求1所述的一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于：所述电负荷需求量的计算公式为：
Ld＝Ld_all-Es-Ew
其中，Ld为电负荷需求量，Ld_all为电负荷需求总量，Es为光伏设备提供的发电量，Ew为风电设备提供的发电量。
6.根据权利要求1所述的一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于：所述策略二为以最大功率开启燃气三联供，购买市电补充热负荷和电负荷；
所述策略三为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的电出力满足电负荷、可控负荷需求，购买市电补充热负荷；
所述策略四为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的电出力满足电负荷需求、可控负荷需求、余电上网，购买市电补充热负荷；
所述策略五为采用燃气三联供满足电负荷需求量运转，购买市电补充热负荷；
所述策略六为以最大功率开启燃气三联供，采用燃气三联供的热出力满足热负荷需求，购买市电补充电负荷；
所述策略七为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足电负荷需求量运转；
所述策略八为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足热负荷需求量下限运转，采用燃气三联供的电出力满足电负荷、可控负荷需求；
所述策略九为开启燃气三联供，采用燃气三联供的满足热负荷需求量下限运转，电出力满足电负荷、可控负荷后，余电上网；
所述策略十为开启燃气三联供，采用燃气三联供满足电负荷需求量运转，购买市电补充热负荷。
7.根据权利要求6所述的一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于：所述基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从所述策略库中筛选出最佳策略，并将所述最佳策略发送至执行单元，使得执行单元按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态步骤之后，还包括：
获取多能协同成本收益计算模型，计算出总成本，所述多能协同成本收益计算模型具体为：
C＝Crq+CAC-Isw
Isw＝Psw×Esw
CAC＝PAC×EAC
其中，Prq为燃气价格，ECCHP为燃气三联供的电出力，dwfdl为单位燃气发电量，PAC为市电价格，EAC为市电需求电量，Psw为上网电价，Esw为余电电量，Crq为燃气成本，CAC为市电成本，Isw为余电上网收益。
8.根据权利要求7所述的一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同方法，其特征在于：当采用策略二时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝Ld-ECCHP+(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限、Ld为电负荷需求量；
当采用策略三时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限；
当采用策略四时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限；
余电电量Esw的计算公式为：
Esw＝ECCHP-Ld-Ekkfh_max
其中，Ekkfh_max为可控负荷最大值，Ld为电负荷需求量；
当采用策略五时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷需求量下限；
当采用策略六时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝ECCHP_max
其中，ECCHP_max为燃气三联供的最大电出力；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC的计算公式为：
EAC＝Ld-ECCHP
其中，Ld为电负荷需求量；
当采用策略七时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
当采用策略八时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP由下式计算：
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝Lr_down
其中，Lr_down为热负荷需求量下限；
当采用策略九时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP的计算公式为：
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
燃气三联供的热出力HCCHP的计算公式为：
HCCHP＝Lr_down
其中，Lr_down为热负荷需求量下限；
余电电量Esw的计算公式为：
Esw＝ECCHP-Ld-Ekkfh_max
其中，Ekkfh_max为可控负荷最大值，Ld为燃气三联供的发电需求量；
当采用策略十时，在进行总成本计算时：
燃气三联供的电出力ECCHP由下式计算：
ECCHP＝Ld
其中，Ld为电负荷需求量；
燃气三联供的热出力HCCHP由下式计算：
HCCHP＝ECCHP×r_d
其中，r_d为燃气三联供的热电比；
市电需求电量EAC由下式计算：
EAC＝(Lr_down-HCCHP)×η
其中，η为电热设备转换效率、Lr_down为热负荷下限。
9.一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同装置，其特征在于，包括：
第一计算单元，用于基于获取到的室外气温数据，计算出热负荷需求量下限；
第二计算单元，用于基于获取到的电负荷需求总量和风光能源设备提供的发电量，计算出电负荷需求量；
确定单元，用于结合燃气三联供的设备参数，以及所述电负荷需求量和热负荷需求量下限，确定出当前电负荷需求状态和热负荷需求状态；
获取单元，用于获取预设的策略库，所述策略库中包括若干条策略；
协同单元，用于基于当前电负荷需求状态和热负荷需求状态，以多能协同成本收益最高为目标，从所述策略库中筛选出最佳策略，按照该最佳策略控制燃气三联供的工作状态，完成多能协同；
所述当前电负荷需求状态和热负荷需求状态的确定方法包括：
将燃气三联供最大热出力与所述热负荷需求量下限进行比较；
将燃气三联供最大电出力与所述电负荷需求量进行比较；
若所述热负荷需求量下限大于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限大于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量小于或等于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为高热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限小于或等于燃气三联供最大热出力，且所述电负荷需求量大于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为高电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态；
若所述热负荷需求量下限小于或等于燃气三联供最大热出力，且所述燃气电负荷需求量小于或等于燃气三联供最大电出力，则定义当前电负荷需求状态为低电负荷状态，热负荷需求状态为低热负荷状态；
所述最佳策略的筛选方法包括：
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、高热负荷状态时，则选中策略二；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷大于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，则选中策略三；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且允许余电上网，则选中策略四；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、高热负荷状态时，且最大可控负荷小于等于燃气三联供最大电出力与电负荷需求量的差值，且不允许余电上网，则选中策略五；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为高电负荷、低热负荷状态时，则选中策略六；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转时，若燃气三联供电出力小于电负荷需求量，则选中策略七；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供电出力与电负荷需求量的差值小于最大可控负荷的大小，则选中策略八；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在燃气三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且若允许余电上网，则选中策略九；
当判定当前的电负荷需求状态、热负荷需求状态为低电负荷、低热负荷状态，在三联供以满足热负荷需求量下限运转，燃气三联供电出力大于电负荷需求量时，若燃气三联供的电出力与电负荷需求量的差值大于最大可控负荷的大小，且不允许余电上网，则选中策略十。
10.一种供暖场景下考虑燃气三联供的多能协同系统，其特征在于，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～8中任一项所述方法的步骤。
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