恭喜南京工業大學陳海軍獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜南京工業大學申請的專利基于生物質能的全可再生能源多能互補耦合供能系統及其調度策略優化模型獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115513992B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210275209.3,技術領域涉及:H02J3/38;該發明授權基于生物質能的全可再生能源多能互補耦合供能系統及其調度策略優化模型是由陳海軍;陳新;任洪波;黃文龍;古陽光;朱躍釗;楊謀存設計研發完成,并于2022-03-21向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于生物質能的全可再生能源多能互補耦合供能系統及其調度策略優化模型在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于生物質能的全可再生能源多能互補耦合供能系統及其調度策略優化模型,該系統利用四種可再生的一次能源經過能源轉換、能源輸送、能源存儲滿足一定規模的用戶對電負荷(17)、熱負荷(15)、冷負荷(14)、氣負荷(13)的需求;風能(1)、沼氣生物質能(2)、太陽能(3)、氣化生物質能(4)、直燃生物質能(5)、地熱能(6)通過能源轉換設備轉變為二次能源送入相應的電母線(21)、熱母線(16)、冷母線(10)、氣母線(9)并供給用戶和能源存儲設備。調度策略優化模型的目標函數要求系統年總費用最小。本發明的系統利用當地可再生能源,供能穩定,減少碳排放,避免對大電網的沖擊,具有較好的經濟性。
本發明授權基于生物質能的全可再生能源多能互補耦合供能系統及其調度策略優化模型在權利要求書中公布了:1.一種基于生物質能的全可再生能源多能互補耦合供能系統,其特征在于:該系統利用生物質能、風能1、太陽能3、地熱能6四種可再生的一次能源,經過能源轉換、能源輸送、能源存儲滿足一定規模的用戶對電負荷17、熱負荷15、冷負荷14、氣負荷13的需求;其中,風能1通過風力發電機組25將當地部分風資源轉變為電能后接入電母線21;沼氣生物質能2的部分通過沼氣發電機組24轉變為電能后進入電母線21、其余部分送入氣母線9;太陽能3通過光伏發電機組23將當地部分太陽能資源轉變為電能后接入電母線21;氣化生物質能4的部分通過熱電聯產單元22轉變為電能后進入電母線21且熱電聯產單元22按照相應的熱電比產生熱量并以水為工質進入熱母線16、其余部分送入氣母線9;直燃生物質能5利用生物質直燃鍋爐7以直燃供熱的方式得到熱量并以水為工質進入熱母線16;地熱能6在冬季通過地源熱泵8以熱泵的方式轉變為熱量并以水為工質將熱量送入熱母線16、在夏季通過地源熱泵8以熱泵的方式將室內熱量引入地下且產生的冷量以水為工質進入冷母線10;電母線21與儲電單元20、就地消納接口19和電負荷17相連接;熱母線16與儲熱單元18和熱負荷15相連接;冷母線10與儲冷單元30和冷負荷14相連接;氣母線9與儲氣單元11和氣負荷13相連接;該基于生物質能的全可再生能源多能互補耦合供能系統的調度策略優化模型的目標函數要求系統的年投資費用、年運行費用、年維護費用和年碳稅額之和最小,該調度策略優化模型的目標函數為: 式1中,TAC為系統年總費用,元;ICi為第i個單元的年投資費用,元;MCi,m,h為第i個單元在第m個月第h小時的維護費用,元;OCi,m,h為第i個單元在第m個月第h小時的運行費用,元;CEi,m,h為第i個單元在第m個月第h小時因碳排放所繳納的碳稅,元;i為單元種類,i包括風力發電單元、生物質沼氣發電單元、光伏發電單元、生物質氣化熱電聯產單元、生物質直燃供熱單元、地源熱泵單元、儲電單元20、儲熱單元18、吸收式制冷單元12、儲冷單元30和儲氣單元11;所述調度策略優化模型的目標函數的約束條件包括電量平衡約束、熱量平衡約束、冷量平衡約束,其中電量平衡約束如公式6所示: 式6中:EOBCHP,m,h表示生物質氣化熱電聯產單元電量調度時在第m個月第h小時輸出的電量,kW;EOPV,m,h表示光伏發電單元電量調度時在第m個月第h小時輸出的電量,kW;EOWT,m,h表示風力發電單元電量調度時在第m個月第h小時輸出的電量,kW;EOBPG,m,h表示生物質沼氣發電單元電量調度時在第m個月第h小時輸出的電量,kW;EOSBT,m,h表示儲電單元20電量調度時在第m個月第h小時輸出的電量,kW;UELm,h表示用戶側的電負荷17在第m個月第h小時消耗的電量,kW;ECGSHP,,m,h表示地源熱泵單元在第m個月第h小時消耗的電量,kW;ECCS,m,h表示儲冷單元30在第m個月第h小時儲冷過程中消耗的電量,kW;ECCSR,m,h表示儲冷單元30在第m個月第h小時放冷過程的耗電量,kW;ECSBT,m,h表示儲電單元20第m個月第h小時儲存的電量,kW;熱量平衡約束如公式7所示:HOBCHP,m,h+HOGSHP,m,h+HOBDCH,m,h+HOHS,m,h=UHLm,h+HCAC,m,h+HCHS,m,h7式7中,HOBCHP,m,h表示生物質氣化熱電聯產單元熱量調度時在第m個月第h小時輸出的熱量,kW;HOGSHP,m,h表示地源熱泵單元熱量調度時在第m個月第h小時輸出的熱量,kW;HOBDCH,m,h表示生物質直燃供熱單元熱量調度時在第m個月第h小時輸出的熱量,kW;HOHS,m,h表示儲熱單元18熱量調度時在第m個月第h小時輸出的熱量,kW;UHLm,h表示用戶側的熱負荷15熱量調度時在第m個月第h小時消耗的熱量,kW;HCAC,m,h表示吸收式制冷單元12熱量調度時在第m個月第h小時消耗的熱量,kW;HCHS,m,h表示儲熱單元18熱量調度時在第m個月第h小時儲存的熱量,kW;冷量平衡約束如公式8所示:COGSHP,m,h+COAC,m,h+COCS,m,h=UCLm,h+CCCS,m,h8式8中,COGSHP,m,h表示地源熱泵單元冷量調度時在第m個月的第h小時輸出的冷量,kW;COAC,m,h表示吸收式制冷單元12冷量調度時在第m個月的第h小時輸出的冷量,kW;COCS,m,h表示儲冷單元30冷量調度時在第m個月的第h小時輸出的冷量,kW;UCLm,h表示用戶側的冷負荷14冷量調度時在第m個月的第h小時消耗的冷量,kW;CCCS,m,h表示儲冷單元30冷量調度時在第m個月的第h小時儲存的冷量,kW。
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