(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111472110.4 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 河北师范大学 地址 050024 河北省石家庄市裕华区南 二 环东路20号 (72)发明人 付超　吕清　王瑾　 (74)专利代理 机构 天津翰林知识产权代理事务 所(普通合伙) 12210 代理人 付长杰 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种冷热电联供系统容 量优化配 置的方法 (57)摘要 本发明提出一种冷热电联供系统容量优化 配置的方法。 步骤如下： 以冷热电联供系统中的 设备容量和电制冷比作为决策变量， 以经济成本 最小、 能源消耗最少和环境影 响最小作为三个目 标函数， 建立冷热电联供系统容量优化模型； 定 义能量平衡约束、 设备容量约束及输出功率约束 条件； 使用反向学习机制、 支 配等级、 种群引导机 制和海鸥攻击算子对多目标多元宇宙算法 (MOMVO)进行改进； 使用改进多目标多元宇宙算 法对多目标优化函数进行求解； 利用TOPSIS决策 方法输出冷热电联供系统容量优化配置问题的 最优折中解， 即最优配置方案。 最终配置结果表 明， 改进多目标多元宇宙算法在 多种运行策略下 获得的最优配置方案使冷热电联供系统运行更 加经济、 节能和环保。 权利要求书8页 说明书15页 附图5页 CN 114037354 A 2022.02.11 CN 114037354 A 1.一种冷热电联供系统容量优化配置的方法， 其特征在于， 该方法基于改进多目标多 元宇宙算法(IMOMVO)进行冷热电联 供(CCHP)系统容 量优化配置， 具体步骤是： 步骤一， 建立 一种集成光伏发电装置和储能装置的冷热电联 供(CCHP)系统模型 建立冷热电联 供(CCHP)系统中各个装置出力的数 学模型； 冷热电联供(CCHP)系 统具体包括光伏发电装置、 微型燃气轮机与余热回收装置、 电制 冷机与吸附式制冷机、 储能装置、 辅助供能设备、 热 交换装置； 其中， 储能装置包括蓄电池和 储热罐， 辅助供能设备包括电网和燃气锅炉； 记光伏发电装置的电能输出功率为EPV， 微型燃气轮机与余热回收装置的电能输出功率 和热能输出功率为Emt、 Hhr， 电制冷机与吸附式制冷机的制冷量为Cec、 Cac， 蓄电池t时刻储存 的电能为Et bat， 储热罐t时刻储存的热能为Ht tst， 电网的电能输出功率为Egrid,out， 燃气锅炉 的热能输出功率 为Hgb， 热交换装置 输出的热能为Hhe； (1.1)光伏发电装置因其清洁的特点被引入冷热电联供(CCHP)系统中， 其输出功率受 到环境温度和 辐射强度的影响， 光伏发电装置电能输出功率的数 学模型表示 为： 式中， NPV为光伏发电装置安装 容量， GPV和GSTC为光伏板在实际条件和标准测试条件下接 受的辐射强度， TPV和TSTC为光伏板在实际条件和标准测试条件下接受 的环境温度， α 为温度 系数； (1.2)微型燃气轮机在发电过程中产 生的高温蒸汽可以为冷热电联供(CCHP)系统中其 他设备提供热能， 微型燃气 轮机电能输出功 率的数学模型和余热回收装置热能输出功率的 数学模型分别表示 为： 式中， Fmt为微型燃气轮机消耗燃料， ηmt为微型燃气轮机的发电效率， ηhr为余热回收装 置的余热回收效率， 用三阶多 项式描述 为： 式中， fmt为部分负荷率， Erate为微型燃气轮机 的额定功率， 当fmt<0.2时Emt＝0， 当0.2< fmt≤1时fmt＝Emt， 当fmt>1时Emt＝Erate； (1.3)电制冷机和吸附式制冷机为用户供冷， 根据冷热电联供(CCHP)系统中能量剩余 情况确定 两种设备的出力， 电制冷机和吸附式制冷机制冷量的数 学模型分别表示 为： 式中， Eec为电制冷机消耗电能， Hac为吸附式制冷机消耗热能， COPec和COPac分别为电制 冷机和吸附式制冷机的能效系数； (1.4)蓄电池和储热罐作 为储能设备根据冷热电联供(CCHP)系统中能量平衡需要吸收权　利　要　求　书 1/8 页 2 CN 114037354 A 2或释放能量从而提高冷热电联供(CCHP)系统的能源利用率； 储热罐t时刻储存热能的数学 模型和蓄电池t时刻储 存电能的数 学模型分别表示 为： 式中， 和 为蓄电池和储热罐t ‑1时刻储存的电能和热能， 和 表示t时刻 蓄电池吸收、 释放的电能， 和 表示t时刻储热罐吸收、 释放的热能， ηbat,loss、 ηbat,in 和 ηbat,out表示蓄电池电损率、 充电效率和放电效率， ηtes,loss、 ηtes,in和 ηtes,out分别表示储热 罐的热损率、 充热效率和放热效率， μ和ρ 为控制系数， 控制储能设备充能、 放能行为不能同 时发生； (1.5)电网和燃气锅炉作 为辅助供 能设备在冷热电联供(CCHP)系统需要电能和热 能时 工作， 以保证能量的可靠供应； 电网电能输出功率的数学模型和燃气锅炉热能输出功率的 数学模型分别可表示 为： 式中， Fgrid和Fgb为电网和燃气锅炉消 耗燃料， ηgrid,e和 ηgrid,t为电网的电能生产效率和 传输效率， ηgb为燃气锅炉的效率； (1.6)热交换装置将冷热电联供(CCHP)系统中各设备提供的热能传输到用户侧， 热交 换装置输出热能的数 学模型表示 为： 式中， Hload为用户热负荷需求， ηhe为换热效率； 步骤二， 提出改进型以电定热 策略(IFEL)和改进型以热定电策略(IFTL) (2.1)改进型以电定热 策略(IFEL)优先满足用户的电负荷需求； 为提高冷热电联供(CCHP)系统能源效率， 改进型以电定热策略(IFEL)下储能装置出力 先于微型燃气轮机； 微型燃气轮机的发电量由光伏发电单元和蓄电池的输出功率决定， 当 微型燃气轮机无法满足电负荷需求时， 再由电网填补电能缺额； 冷热电联供(CCHP)系统中 热负荷需求由储热罐、 余热回收装置和燃气锅炉满足； 当余热回收装置在微型燃气轮机发 电过程中回收的热能高于用户热负荷需求时， 多余热能由储热罐吸收， 减少热能的浪费， 当 余热回收装置回收的热能不足时， 再 由储热罐和燃气锅炉填补热能缺额， 并优先利用储热 罐中储存的热能； (2.2)改进型以热定电策略(IFTL)优先满足用户的热负荷需求； 改进型以热定电策略(IFTL)优先使用储能装置从而提高冷热电联供(CCHP)系统的能 源利用效率； 微型燃气轮机的发电量由用户热负荷需求以及储热罐输出 的热量决定， 当储 热罐储存的热能无法满足热负荷需求时， 再由余热回收装置、 燃气锅炉填补热能缺额； 冷热权　利　要　求　书 2/8 页 3 CN 114037354 A 3