CN116131249A - 一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法 - Google Patents
一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116131249A CN116131249A CN202211516091.5A CN202211516091A CN116131249A CN 116131249 A CN116131249 A CN 116131249A CN 202211516091 A CN202211516091 A CN 202211516091A CN 116131249 A CN116131249 A CN 116131249A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- temperature control
- module
- power supply
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 53
- 241000282577 Pan troglodytes Species 0.000 claims abstract description 25
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 26
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 241000282579 Pan Species 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282461 Canis lupus Species 0.000 description 1
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000035941 sexual motivation Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/008—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks involving trading of energy or energy transmission rights
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B33/00—Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
- F22B33/18—Combinations of steam boilers with other apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
- F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
- F25B15/06—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
- F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
- H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
本发明公开了一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法，所述温控供电系统包括冷热电联供模块、温度采集模块和温控模块，所述冷热电联供模块用于向小型建筑内提供热源、冷源和电源；所述温度采集模块，用于采集当前小型建筑内的温度，并将温度发送给控温模块；所述温控模块分别与温控模块和冷热电联供模块连接，所述温控模块内置控温模型，该控温模型以经济成本为优化目标，获得最优的冷热电联产系统输出方案，用于调节冷热电联供模块的冷源和/或热源的释放量。本发明利用黑猩猩算法对于经济参数，结合电价峰谷策略，包括设备维护成本、电力成本、环境保护成本，进行优化，实现经济最优的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种温控供电系统及温控供电方法，尤其涉及一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法。
背景技术
自从人类社会进入21世纪新纪元，能源问题成为当今社会讨论的焦点问题。煤炭、石油、天然气等可再生资源，在人类高频率地采集和过度地滥用下，能源储备正在急剧减少，而且各式各样的发电系统、设备对于上述能源的利用率偏低，一般不超过28％。
冷热电联产系统作为新型能源系统中的重要一部分，其以可执行性强、使用地点灵活、稳定性强和安全性能高等优点被大多数国家所接受，具有良好的经济效益和社会效益。主要针对各种工业、商业以及科技园区等区域。针对具有特定功能的建筑物，如写字楼、商厦、医院等，一般仅需容量较小的机组，无需考虑外网建设。冷热电联产系统通过锅炉燃烧产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机推动涡轮旋转，从而带动发电机发电,发电后的余热从蒸汽轮机中的抽汽进入溴化锂制冷机中制冷。同时STM32单片机对于溴化锂制冷机、余热锅炉和换热器进行功率控制。从而进行冷热调节，大部分用于发电，小部分用于温度的调节。
经济问题一直是社会关注的主要问题之一，滥用资源导致经济消费开销巨大，这类问题一直被社会诟病。虽然近几年国家正在逐渐节能减排，控制经济。但是面对小型居民楼，仍然需要投入大量的经济实力来达到预期的效果。
以经济参数为引导是指，在实际生活当中，考虑经济最优化，在整个系统的运行过程中，较高的利用能源，以达到节能减排的作用。而冷热电联产系统可以达到能源利用最大化，可达86％。基于这个系统，常适用于当今的社会发展的主旋律包括设备维护成本、电力成本、环境保护成本，进行优化，实现经济最优的目的。一种以经济参数为引导的小型建筑温控、供电系统，在此系统的主导下，可以进行深入研究。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种以经济为优化目标的小型建筑的温控供电系统；本发明的另一目的是提供一种利用上述系统的温控供电方法。
技术方案：本发明的一种小型建筑的温控供电系统，所述温控供电系统包括冷热电联供模块、温度采集模块和温控模块，所述冷热电联供模块用于向小型建筑内提供热源、冷源和电源；所述温度采集模块，用于采集当前小型建筑内的温度，并将温度发送给控温模块；所述温控模块分别与温控模块和冷热电联供模块连接，所述温控模块内置控温模型，该控温模型以经济成本为优化目标，获得最优的冷热电联产系统输出方案，用于调节冷热电联供模块的冷源和/或热源的释放量。
作为上述方案的进一步改进，所述冷热电联供模块包括燃气轮机、余热锅炉、换热器、溴化锂制冷机、单片机、冷量储存单元和热量储存单元。
作为上述方案的进一步改进，温度采集模块包括温度采集器和与温度采集器电连的锂电池。
作为上述方案的进一步改进，所述控温模型中以经济成本Gmat最低的优化目标，其目标函数公式如下：
Gmat＝Cmat+Dmat+Hmat
其中，Gmat为经济成本，Cmat为设备维护成本，Dmat为电力成本，Hmat为环境保护成本。
作为上述方案的更进一步改进，电力成本Dmat为波峰电价或波谷电价。
更进一步地，控温模型包括黑猩猩算法，以黑猩猩算法进行目标优化。
另一方面，本发明提供一种利用上述的系统的温控供电方法，包括：
(1)温度采集模块采集当前温度，并将当前温度发送至温控模块；
(2)温控模块接收当前温度信息，并结合时间信息，获取当前电价、历史设备维护成本和环境保护成本，将其输入温控模型中，获得当前最优的冷热电联产系统输出策略。并将其发送至冷热电联产模块。
(3)冷热电联产系统模块接收温控模块发出的输出策略，并执行温控。
本发明利用温度采集单元对于小型建筑的温度进行采集，并利用温控模块对调节冷热电联供模块的冷源和/或热源的释放量，通过单片机对溴化锂制冷机、余热锅炉和换热器进行功率控制，实现制冷、制热调节，以此来实现小型建筑温度控制。其中，冷热电联产系统同时对于小型建筑进行供电。利用黑猩猩算法对于经济参数，结合电价峰谷策略，包括设备维护成本、电力成本、环境保护成本，进行优化，实现经济最优的目的。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)本发明提出优化经济参数的方法，以及后续利用冷热电联产系统，能充分利用此系统产生电力，供应小型建筑物的同时，所产生的热能量以及冷能量用来进行温度的调节，起到恒温控制的作用。(2)本发明冷热电联产系统，可以提高系统运行总过程的综合能源利用率。(3)本发明中涉及的黑猩猩算法，优化经济的同时，计算出最优的能源消耗比率；以此来实现降低维护成本、电力成本、环境保护等绿色目标。
附图说明
图1为本发明实施例的小型建筑的温控供电系统结构示意图1；
图2为本发明实施例的小型建筑的温控供电系统结构示意图2；
图3为本发明实施例的黑猩猩算法的流程图；
图4为本发明实施例的三种能源系统综合能源利用率比较；
图5为本发明实施例的三种能源系统排碳量比较；
图6为本发明实施例的冷热电联供系统经济消耗比较。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明实施例提供了一种小型建筑的温控供电系统，如图1所示，所述温控供电系统包括冷热电联供模块、温度采集模块和温控模块，所述冷热电联供模块用于向小型建筑内提供热源、冷源和电源；所述温度采集模块，用于采集当前小型建筑内的温度，并将温度发送给控温模块；所述温控模块分别与温控模块和冷热电联供模块连接，所述温控模块内置控温模型，该控温模型以经济成本为优化目标，获得最优的冷热电联产系统输出方案，用于调节冷热电联供模块的冷源和/或热源的释放量。
如图2所示，冷热电联供模块包括燃气轮机2、余热锅炉3、换热器4、溴化锂制冷5、单片机6、冷量储存单元7和热量储存单元8；温度采集模块包括锂电池1和温度采集单元9，锂电池1与温度采集单元9电连，为其提供电源；单片机6为STM32单片机。
所述冷热电联供模块中，通过燃气轮机2通过天然气燃烧产生高压燃气驱动涡轮叶片旋转做工，产生电力。其次，锂电池1储存电能，进行辅助发电。大量高温烟气在燃气轮机2运行中产生，经过余热锅炉3进行回收，以水位介质进行热量转移。余热锅炉3中剩余的烟气传送到换热器4中，再次进行余热回收，产生的热负荷供用户端使用。换热器4中剩余的烟气和热水输入溴化锂制冷机5中经过冷凝、蒸发、吸收、换热操作制取冷量，产生冷负荷供用户端使用。在单片机6的调节下，控制余热锅炉3、换热器4、溴化锂制冷机5，进行功率调节。后面在通过热量储存单元8和冷量储存单元7，进行温度调节。
所述温控模块是通过热量储存单元8、冷量储存单元7在热能流、冷能流的引导下，结合温度采集单元，进行温度控制，从而达到恒温的目的。
本发明实施例的温控模块，主要条件用电负荷特性、系统调节能力等方面。将系统供需紧张、边际供电成本高的时段确定为高峰时段，引导用户节约用电、错峰避峰；将系统供需宽松、边际供电成本低的时段确定为低谷时段，促进新消纳、引导用户调整负荷。
本实施例控温模型以经济参数为优化目标，包括设备维护成本(Cmat)、电力成本(Dmat)和环境保护成本(Hmat)。通过该模型作为优化算法的优化函数，从而实现算法对于经济成本(Gmat)最低的优化目标。其目标函数公式如下：
Gmat＝Cmat+Dmat+Hmat
并利用改进的黑猩猩算法实现对于冷热电联供模块中各项优化。所述黑猩猩算法，在上述目标函数模型基础上，为了实现经济参数优化，将余热锅炉、换热器、溴化锂制冷机的一个时间段的出力进行输入，经过算法的优化，输出最优处理结果，得到最佳的冷热电联产系统涉及方案。
如图3所示，改进黑猩猩算法的获取流程包括以下步骤：
步骤1)：随机初始化种群及算法参数，包括黑猩猩位置为X，最大迭代次数为N，输入冷热电联产系统中的余热锅炉、换热器、溴化锂制冷机出力数据，包括余热锅炉、换热器、溴化锂制冷机的处理数据；
步骤2)定义黑猩猩类型，它们被称为驱赶者、障碍者、追逐者和攻击者，其中攻击者是种群的领导者，其他三类黑猩猩协助狩猎，社会地位依次下降。黑猩猩驱逐和追逐猎物的数学模型如式
d＝|C*xprey(t)-m*xchimp(t)|
xchimp(t+1)＝xprey(t)-A*d
其中t表示当前迭代次数A，C，m，是系数向量，Xprey是猎物位置，Xchimp是黑猩猩所在位置
步骤3)：计算参数A、C、m的值
A＝2*f*r1-f
C＝2*r2
m＝chaotic_value
其中f通过迭代过程从2.5非线性降为。(在勘探和开采阶段)，不同类型的黑猩猩用不同的策略来更新f，因此，黑猩猩可用不同的能力搜索捕猎空间。A是随机值大于1或小于-1的向量，|A|>1迫使黑猩猩分散寻找更好的猎物，该过程属于勘探阶段，并允许ChOA全局搜索。这一过程的设计灵感来源于灰狼优化算法(GWO)。r1和r2是[0,1]范围内的随机向量。chaotic_value为混沌映射，m是一个基于各种映射的向量，该向量反映了黑猩猩在捕猎后期性动机的影响。
步骤4)：更新驱赶者、障碍者、追逐者和攻击者的种群位置，进一步更新黑猩猩位置。
X1＝Xattacker-a1·|C1·Xattacker-m1·X|
X2＝Xbarrier-a2·|C2·Xbarrier-m2·X|
X3＝Xchaser-a3·|C3·Xchaser-m3·X|
X4＝Xdriver-a4·|C4·Xdriver-m4·X|
X(t+1)＝(X1+X2+X3+X4)/4
式中X表示当前黑猩猩的位置向量，Xattacker表示攻击者的位置向量，Xbarrier表示障碍者的位置向量；Xchaser表示追逐者的位置向量；Xdriver表示驱赶者的位置向量；X(t+1)表示当前黑猩猩更新后的位置向量。
步骤5)：引入混沌映射来改进更新位置，在捕猎最后阶段，4种角色黑猩猩相遇，随后的社会动机(群体支持，求偶)会导致黑猩猩暂时释放它们的捕猎责任。因此，它们试图强行在混乱中获取食物。这种最后阶段的混沌行为有助于算法进一步缓解陷入局部最优和求解高维问题时收敛速度慢等问题。混沌映射是具有随机行为的确定性过程，为了建立这种同时发生的行为模型，假设在优化过程中，有50％的概率可以选择正常更新位置机制或混沌模型来更新黑猩猩的位置。其数学模型用下式)表示。
步骤6)：形成围猎趋势，更新最优位置；
步骤7)：判断是否达到最大迭代次数N，若没有则更新f，m，c的值，用f，m，c的值更新最佳猎物位置；若有，则输出最优值，没有返回步骤2。
将上述黑猩猩算法其应用于函数优化问题和最小生成树问题。将余热锅炉3、换热器4、溴化锂制冷机5的出力数据进行输入，选取某时间段均匀采样，以减小经济产生成本为优化目标。考虑碳排放量、电力成本和维护成本，环境保护成本为考虑因素，建立目标函数，建立该冷热电联供系统数学模型，将余热回收设备出力输优化后的黑猩猩算法中，利用黑猩猩算法对于出力数据进行寻优，得到系统最佳出力方案。
利用锂电池1的储电和放电原理，使温度采集单元9对于小型建筑的温度进行采集。利用STM32单片机对余热锅炉3、换热器4、溴化锂制冷机5进行功率控制，实现冷热调节，有效促进温度控制。温度采集单元9采集的温度为恒定温度，利用热量储存单元8、冷量储存单元7产生热能流、冷能流，调整冷热负荷变化，使系统液量与蒸发量平衡，进行冷热调节，再配合单片机系统指令的发送和协调，进一步实现温度控制。
本发明实施例提出的一种小型建筑的温控供电方法，利用冷热电联产系统进行工作运行，并结合黑猩猩算法对于经济目标进行优化，实现小型建筑物的环保目标，所需系统和建筑的维护成本大大降低，提高系统运行过程的综合能源利用率；具体包括以下步骤：
(1)温度采集模块采集当前温度，并将当前温度发送至温控模块；
(2)温控模块接收当前温度信息，并结合时间信息，获取当前电价、历史设备维护成本和环境保护成本，将其输入温控模型中，获得当前最优的冷热电联产系统输出策略；并将其发送至冷热电联产模块；
(3)冷热电联产系统模块接收温控模块发出的输出策略，并执行温控。
参见附图4至附图6，分别为三种能源系统综合能源利用率比较、三种能源系统的排碳量比较和小型建筑物是否使用本系统先后经济参数的比较，包括集中式发电系统(发电厂为中心，远距离电力运输的发电模式)、传统冷热电联供系统和新型冷热电联供系统。集中式发电系统依赖长距离输电线路送电入网，易出现输电线路损耗、电压跌落、无功补偿等问题；传统冷热电联供系统燃气锅炉直接供热的效率虽然高，但是它最终产出较少能量形式为低品味的热能；集中式发电系统和传统冷热电联供系统综合能源利用率相对较低，碳排放量相对较高，经济效益也远不如新型冷热电联供系统。
所述的小型建筑的温控供电系统，为进一步体现其新型冷热电联供系统地优越性，通过实验，结合用电谷峰、季节气候、天气变化等因素对集中式发电系统、传统冷热电联供系统和新型冷热电联供系统的综合能源利用率、碳排放量、经济消耗进行数据采集，具体数据参见附图3至附图6。
如图4所示，本发明的冷热电联供系统综合能源利用率保持在68-78％之间，相较于传统冷热电联供系统的52-61％和集中式发电系统的21-25％有较为明显的提高。其目标函数公式如下：
η＝(有效利用能量/供给能量)X 100％
如图5所示，本发明的冷热电联供系统每个月的排碳量在5.2-7.9KT，相较于传统冷热电联供系统的和集中式发电系统的9.6-12.3KT和10.5-14.5KT，环保型冷热电联供系统的每月排碳量明显减少。其目标函数公式如下：
碳排量(KT)＝耗电度数*0.785
如图6所示，本发明小型建筑的温控供电系统所产生经济消耗为10-15w，相较于传统供电系统的经济消耗降低了15-20个百分点，经过黑猩猩算法优化，经济效益有所提高。
Claims (7)
1.一种小型建筑的温控供电系统，其特征在于，所述温控供电系统包括冷热电联供模块、温度采集模块和温控模块，所述冷热电联供模块用于向小型建筑内提供热源、冷源和电源；所述温度采集模块，用于采集当前小型建筑内的温度，并将温度发送给控温模块；所述温控模块分别与温控模块和冷热电联供模块连接，所述温控模块内置控温模型，该控温模型以经济成本为优化目标，获得最优的冷热电联产系统输出方案，用于调节冷热电联供模块的冷源和/或热源的释放量。
2.根据权利要求1所述的温控供电系统，其特征在于，所述冷热电联供模块包括燃气轮机(2)、余热锅炉(3)、换热器(4)、溴化锂制冷机(5)、单片机(6)、冷量储存单元(7)和热量储存单元(8)。
3.根据权利要求1所述的温控供电系统，其特征在于，温度采集模块包括温度采集器和与温度采集器电连的锂电池。
4.根据权利要求1所述的温控供电系统，其特征在于，所述控温模型中以经济成本Gmat最低的优化目标，其目标函数公式如下：
Gmat＝Cmat+Dmat+Hmat
其中，Gmat为经济成本，Cmat为设备维护成本，Dmat为电力成本，Hmat为环境保护成本。
5.根据权利要求1所述的温控供电系统，其特征在于，电力成本Dmat为波峰电价或波谷电价。
6.根据权利要求4所述的温控供电系统，其特征在于，控温模型包括黑猩猩算法，以黑猩猩算法进行目标优化。
7.一种利用根据权利要求1-6任一所述的系统的温控供电方法，其特征在于，包括：
(1)温度采集模块采集当前温度，并将当前温度发送至温控模块；
(2)温控模块接收当前温度信息，并结合时间信息，获取当前电价、历史设备维护成本和环境保护成本，将其输入温控模型中，获得当前最优的冷热电联产系统输出策略。并将其发送至冷热电联产模块。
(3)冷热电联产系统模块接收温控模块发出的输出策略，并执行温控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211516091.5A CN116131249A (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211516091.5A CN116131249A (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116131249A true CN116131249A (zh) | 2023-05-16 |
Family
ID=86298170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211516091.5A Pending CN116131249A (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116131249A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140163745A1 (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-12 | Guangdong Electric Power Design Institute Of China Energy Engineering Group Co., Ltd. | Method for Optimizing the Configuration of Distributed CCHP System |
| CN109165788A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-08 | 河北工业大学 | 一种冷热电联供系统的优化方法 |
| CN210691069U (zh) * | 2019-08-15 | 2020-06-05 | 无锡恒久安泰新能源装备科技有限公司 | 智能冷热联供的控制系统 |
| CN113902216A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-07 | 上海师范大学 | 一种基于改进黑猩猩算法优化深度信念网络的股票预测方法 |
| CN115186902A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-10-14 | 国网河北能源技术服务有限公司 | 温室综合能源系统的调控方法、装置、终端及存储介质 |
-
2022
- 2022-11-30 CN CN202211516091.5A patent/CN116131249A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140163745A1 (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-12 | Guangdong Electric Power Design Institute Of China Energy Engineering Group Co., Ltd. | Method for Optimizing the Configuration of Distributed CCHP System |
| CN109165788A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-08 | 河北工业大学 | 一种冷热电联供系统的优化方法 |
| CN210691069U (zh) * | 2019-08-15 | 2020-06-05 | 无锡恒久安泰新能源装备科技有限公司 | 智能冷热联供的控制系统 |
| CN113902216A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-07 | 上海师范大学 | 一种基于改进黑猩猩算法优化深度信念网络的股票预测方法 |
| CN115186902A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-10-14 | 国网河北能源技术服务有限公司 | 温室综合能源系统的调控方法、装置、终端及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108197768B (zh) | 一种能源系统与管网布局联合优化方法 | |
| CN108631343A (zh) | 一种多能互补能源互联网优化调度方法 | |
| CN108960556A (zh) | 一种冷热电联供系统多目标优化运行方法 | |
| CN113344736A (zh) | 一种园区级综合能源系统及其控制方法 | |
| CN111860937B (zh) | 基于改进多目标灰狼算法的冷热电联供型微电网优化方法 | |
| CN105869075A (zh) | 一种冷热电联供型微型能源网经济优化调度方法 | |
| CN111754133B (zh) | 一种考虑碳捕集系统的综合能源系统“源-荷”低碳经济调度方法 | |
| Chang et al. | Multi-objective optimization of a novel combined cooling, dehumidification and power system using improved M-PSO algorithm | |
| CN113762708A (zh) | 一种考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法 | |
| CN104820363B (zh) | 基于生物质气的冷热电联供系统及能量优化控制方法 | |
| CN116681228A (zh) | 一种考虑场景不确定性和碳排放的综合能源系统设备容量优化配置方法 | |
| CN110619491A (zh) | 基于粒子群优化的冷热电联供型系统三级联合设计方法 | |
| CN117498393A (zh) | 一种调峰-供热-蓄热关联系统及其协同控制方法 | |
| CN116131249A (zh) | 一种小型建筑的温控供电系统及温控供电方法 | |
| Huang et al. | Modeling of distributed energy system with multiple energy complementation | |
| CN111461429B (zh) | 一种气电协调的多能互补系统优化方法 | |
| CN113624052B (zh) | 一种冷热电联供系统及其余热回收方法 | |
| Zhang et al. | Energy optimization and performance analysis of a novel integrated energy system coupled with solar thermal unit and preheated organic cycle under extended following electric load strategy | |
| CN116306194A (zh) | 基于多目标优化理论的综合能源系统能效优化配置方法 | |
| CN113283170A (zh) | 考虑运行模式和设备容量的cchp系统及其选型优化方法 | |
| CN112508391B (zh) | 一种产业园区群与地区电网相协同的综合能源系统规划方法 | |
| CN117744894B (zh) | 一种综合能源系统的主动学习代理优化方法 | |
| CN218977128U (zh) | 一种数据中心冷凝热回收与水源热泵耦合供冷供热系统 | |
| CN113393053B (zh) | 一种基于原动机的cchp系统的设备选型优化方法 | |
| CN213211078U (zh) | 一种综合能源系统数据监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |