专利汇可以提供水源热泵与风力发电联合制冷系统及其调度方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 水 源 热 泵 与 风 力 发电联合制冷系统及其调度方法,用户采用制冷风机盘管和热泵耗电两种方式制冷,用户采用制冷风机盘管和 空调 器电两种方式制冷,通过综合调度控制装置在检测一段时间的供能和用户的耗能情况后,对未来一段时间做出预测;在保证满足电力供给和制冷供给的条件下,减少供给制冷集中式热 吸收式制冷机 的热水流量,其缺少的制冷量由消耗电力制冷来补偿,耗电制冷既可以补偿冷水制冷的不足,也可以增加电力低谷时段的负荷;根据 风力 发电、热电综合起来,将风力发电的 波动 性调整热电的出力和用户耗电负荷情况的变化,以相等的检测周期和调节周期,从而实现风电等效的在用户侧的平滑出力。,下面是水源热泵与风力发电联合制冷系统及其调度方法专利的具体信息内容。
1.一种水源热泵与风力发电联合制冷系统,其特征在于,包括:
消耗电力加热循环冷却水以提供热水的水源热泵(A),为水源热泵(A)提供电力的火力发电机组;
集中式热吸收式制冷机(200),输入端连接水源热泵(A)的热水出口,热交换之后产生冷水,输出端连接供冷管道(114);
用于产出电力的风力发电机组(B);
通过电力电缆网(113)与火力发电机组和风力发电机组(B)并联的用户的空调器(108);控制空调器(108)的空调器遥控开关(117);
采集用户非制冷耗电量的电表;
通过供冷管道(114)与集中式热吸收式制冷机(200)相连接的用户的制冷风机盘管(110);制冷风机盘管冷水消耗计量表(111),检测制冷风机盘管(110)的冷水消耗量;控制制冷风机盘管(110)的制冷风机盘管器遥控开关(116);
第一远程集中控制器(1121),采集水源热泵的供制冷的热水流量和火力发电的发电出力电量的产能信息,将采集的产能信息传送给综合调度控制装置(115);第一远程集中控制器(1121)还接收综合调度控制装置(115)所发出的调度控制信号,并根据调度控制信号控制水源热泵的控制执行装置(118)动作;
第二远程集中控制器(1122),采集风力发电机组(B)的发电出力电量的产能信息,将采集的产能信息传送给综合调度控制装置(115);
第三远程集中控制器(1123),记载有用户的制冷风机盘管(110)与集中式热吸收式制冷机(200)之间的管道距离信息,并采集包括用户的非制冷用电量和制冷风机盘管冷水消耗计量表(111)检测到的冷水流入量的耗能信息;将用户的管道距离信息和采集的耗能信息传送给综合调度控制装置(115);
第三远程集中控制器(1123)还接收综合调度控制装置(115)所发出的调度控制信号,并根据调度控制信号驱动空调器遥控开关(117)和/或制冷风机盘管器遥控开关(116)执行动作;
综合调度控制装置(115),根据的接收产能信息、用户的管道距离信息和耗能信息,产生调控控制信号,向第一远程集中控制器(1121)和/或第三远程集中控制器(1123)发出调控控制信号;
综合调度控制装置(115)通过电力光纤(120)与云计算服务系统(917)连接,并驱动云计算服务系统(917)计算,以获得调度控制信号;综合调度控制装置(115)通过电力光纤(120)接收云计算服务系统(917)获得的调度控制信号,然后经由电力电缆或无线传输方式将调度控制信号传送给第一远程集中控制器(1121)和/或第三远程集中控制器(1123)。
2.根据权利要求1所述的水源热泵与风力发电联合制冷系统,其特征在于,综合调度控制装置(115)根据接收的水源热泵(A)、火力发电机组、风力发电机组(B)的产能信息和用户的耗能信息,在保证满足电力供给和制冷供给的条件下,减少水源热泵(A)供给集中式热吸收式制冷机(200)制冷的热水流量,减少制冷的热水流量导致用户所需要的制冷不足由空调器(108)消耗电力制冷来补偿;
综合调度控制装置(115)发出包括水源热泵(A)在调度时间的供制冷的热水流量和火力发电机组的发电出力电量,流入用户的制冷风机盘管(110)的冷水量和空调器(108)的制冷电力消耗量的调控控制信号。
3.根据权利要求1所述的水源热泵与风力发电联合制冷系统,其特征在于,所述综合调度控制装置(115)包括:
接收水源热泵(A)、火力发电机组和风力发电机组(B)的产能信息,用户的耗能信息以及用户管道距离信息的第一数据接收单元(201);
将接收到的所有数据进行解码的数据解码器单元(202);
对解码后的所有数据进行存储的数据存储器单元(203);
生成调度控制信号的调度控制信号计算单元(204);
将所述调度控制信号进行编码的信号编码器(205);及
将编码后的调度控制信号传递给第一远程集中控制器(1121)、第三远程集中控制器(1123)的发送单元(206)。
4.根据权利要求1所述的水源热泵与风力发电联合制冷系统,其特征在于,所述制冷风机盘管器遥控开关(116),通过第三远程集中控制器(1123)以遥控方式与综合调度控制装置(115)耦合;空调器遥控开关(117),通过第三远程集中控制器(1123)以遥控方式与综合调度控制装置(115)耦合;空调器(108)上还设有空调器专用电能表(109),检测其制冷的耗电量,该耗电量并被第三远程集中控制器所采集;
水源热泵控制执行装置(118),通过第一远程集中控制器(1121)以遥控方式与综合调度控制装置(115)耦合;水源热泵控制执行装置(118)根据调度控制信号执行动作。
5.根据权利要求1所述的水源热泵与风力发电联合制冷系统,其特征在于,所述第三远程集中控制器(1123)包括非制冷电表脉冲计数器、制冷冷水流量脉冲计数器、脉冲信号编码转换器、计量信号放大发射器,及相互连接的控制信号接收解码器和遥控信号发生器;
非制冷电表脉冲计数器连接用户非制冷电表,用于检测用户非制冷耗电数据,用户非制冷耗电数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置(115);
制冷冷水流量脉冲计数器连接制冷风机盘管冷水消耗计量表(111),用于检测冷水流入量,冷水流入量再经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理生成信号,与用户管道信息一起传送至综合调度控制装置(115);
控制信号接收解码器,接收综合调度控制装置(115)发出的调度控制信息并进行解码,然后通过控制遥控信号发生器将控制信号发送给空调器遥控开关(117)、制冷风机盘管器遥控开关(116)执行动作。
6.权利要求1所述的水源热泵与风力发电联合制冷系统的调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
在(0~T)×ΔT时间段内,ΔT为采样周期,T为采集的次数,综合调度控制装置根据接收的水源热泵、火力发电机组、风力发电机组的产能信息,预测出未来一段时间(T~
2T)×ΔT的产能信息,再结合(0~T)×ΔT时间段内用户的耗能信息,在保证满足电力供给和制冷供给的条件下,减少水源热泵供给集中式热吸收式制冷机制冷的热水流量,减少热水流量导致用户所需要的制冷不足由空调器消耗电力制冷来补偿,并考虑冷水流到用户的时间,计算出补充量;
然后在(T~2T)×ΔT时间段,综合调度控制装置以ΔT为调控周期,根据电力供给和制冷供给的预测和调度计算生成调度控制信号并发送,第一远程集中控制器接收调度控制信号后控制水源热泵的供制冷的热水流量和发电出力电量,第三远程集中控制器接收调度控制信号后,控制空调器消耗电力制冷来补偿制冷风机盘管用冷水减少导致的制冷不足。
7.如权利要求6所述的水源热泵与风力发电联合制冷系统的调度方法,其特征在于,综合调度控制装置的调度控制信号的生成包括以下步骤:
1)采集变量:
1.1)采集水源热泵在(0~T)×ΔT时间段供给集中式热吸收式制冷机的热出力HWSHP(t)和火力发电的发电出力PCON(t),并发送到综合调度控制装置;ΔT为采样周期,T为采集的次数,T为自然数;
采集0~M号风力发电机在(0~T)×ΔT时间段的发电出力 并发送到综合
调度控制装置;
1.2)采集(0~T)×ΔT时间段内,0~N个用户的以下信息:用户距集中式热吸收式制冷机的管道距离Si、非制冷耗电量Pi(t)、制冷风机盘管用于制冷的消耗量Hi(t)和空调EHP,
器的装机容量Pi 并发送到综合调度控制装置;
2)计算以下变量:
2.1)计算风力发电机在(0~T)×ΔT时间段的总出力 然后根
据总出力 利用统计分析方法,预测(T~2T)×ΔT时间段的风力发电机总出力Pwind(t);
由水源热泵在(0~T)×ΔT时间段的供给集中式热吸收式制冷机热出力HWSHP(t)和火力发电的发电出力PCON(t),预测出(T~2T)×ΔT时间段的水源热泵热出力HWSHP(t)和火力发电发电出力PCON(t);
2.2)计算每个用户到集中式热吸收式制冷机的等效距离 v为冷水在管道
中的流速;并对将计算结果做取整运算
将相同si的用户分为同一组,计为第l组;总计L组,L为自然数;
对每个用户分组,分别计算各组所有用户的总制冷负荷Hload(l)和空调器的装机容量PEHP(l);
Hload(l)=∑Hi(t,l),Hi(t,l)为第l组用户i在t时刻的制冷负荷;
PEHP(l)=∑PiEHP(l);PiEHP(l)为第l组用户i的空调器的装机容量;
3)将上述HWSHP(t)、PCON(t)、Hload(l)、PEHP(l)代入,由目标函数(1)和约束条件(4)~(10)组成优化问题进行迭代求解,以获取目标函数最小值为结果,获取各个变量作为调控信号:
3.1)目标函数为:
其中pwind(t)为调节后的等效风电总出力, 为等效风电出力平均值,其表达式分别如下:
pwind(t)=Pwind(t)+(pCON(t)-PCON(t))-pEHPs(t); (2)
其中,pCON(t)为调节后的火力发电机组的发电出力,PCON(t)为预测出的火力发电发电出力,pEHPs(t)为t时所有用户空调器耗电功率;
3.2)约束条件
3.2.1)冷负荷平衡方程
减少冷水出力,在供给侧制冷不足的功率为Δh(t),其表达式如下:
Δh(t)=HWSHP(t)-hWSHP(t); (4)
其中HWSHP(t)为预测的水源热泵供给集中式热吸收式制冷机的热出力,hWSHP(t)为调节后的水源热泵供给集中式热吸收式制冷机的热出力;
考虑到冷水在管道流入用户的时间,用户使用空调器所需要的补偿Δh(t)表示为:
hEHP(t+l,l)为t+l时刻第l组用户空调器的制冷功率之和;
3.2.2)水源热泵出力限制:
供制冷的热水出力限制:0≤hWSHP(t)≤HWSHP; (6)
水源热泵热电比约束:
hWSHP(t)=COPWSHP·pWSHP(t) (7)
其中,HWSHP为水源热泵额定热容量;COPWSHP为水源热泵性能系数;hWSHP(t)调节后的为水源热泵t时段的热出力;pWSHP(t)为水源热泵t时刻的耗电功率;
3.2.3)用户侧空调器约束条件
热电比约束:hEHP(t,l)=COPEHP·pEHP(t,l) (8)
hEHP(t,l)为t时刻第l组用户空调器的制冷功率之和,COPEHP为空调器性能系数;
出力上限:0≤pEHP(t,l)≤min(PEHP(l),Hload(l)/COPEHP); (9)
各时段所有用户组的空调器耗电量之和:
4)综合调度控制装置根据运算结果当中调节后的各变量生成调度控制信号并发出:
将调节后的水源热泵供给集中式热吸收式制冷机的热出力hWSHP(t)和火力发电机组的发电出力pCON(t)发送给第一远程集中控制器,控制其在未来调节时间内各时段的动作;
将用户空调器热泵耗电量pEHP(t,l)和制冷量hEHP(t,l)发送给第三远程集中控制器,控制其在未来调节时间内各时段的动作。
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