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一种综合能源园区多能流系统能效评估方法 

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申请/专利权人:东北大学

摘要:本发明公开一种综合能源园区多能流系统能效评估方法,方法首先确定综合能源园区冷、热、电、天然气需求以及园区能源利用情况,并确定综合能源园区所需供能系统以及设备;然后确定综合能源园区各种系统以及设备的供能数据;接着对能量进行标定定量计算,并计算各种能源的完全成本系数;最后对综合能源园区多能流系统的能效进行评价。本发明以电为量化标准,采用统一量化函数表征不同能量的品位差异,定量描述能源转换过程中能量质的贬值和损耗,构建多能流系统的能效评估指标,为综合能源园区系统提供定量的能效分析依据。

主权项:1.一种综合能源园区多能流系统能效评估方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:确定综合能源园区冷Qcool、热Qhot、电Qelectric、天然气Qgas需求以及园区能源利用情况;步骤2:根据步骤1确定的能源需求情况,确定综合能源园区所需供能系统以及设备;步骤3:确定综合能源园区各种系统以及设备的供能数据;步骤4:对能量进行标定定量计算,包括如下步骤:步骤4.1:电制冷量定量转化为电的计算公式如下: 其中,表示电制冷量折算的耗电量,表示t时刻的制冷量,COPEt表示电制冷的制冷系数,T1表示电制冷的时间;步骤4.2:溴化锂吸收式制冷机制冷量定量转化为电的计算公式如下: 其中,表示溴化锂吸收制冷折算的耗电量,表示t时刻的制冷量,COPHt表示溴化锂吸收的制冷系数,T2表示溴化锂吸收制冷的时间,T0表示环境温度,Th表示制冷温度;步骤4.3:储电系统的蓄电量定量转化为电的计算公式如下: 其中,Estorge表示储电系统的蓄电量折算的电量,Pstorget表示t时刻蓄电功率,ηstorget表示蓄电功率系数,T3表示储电系统的蓄电时间,δdischarge表示蓄电损耗功率;步骤4.4:储电系统的放电量定量转化为电的计算公式如下: 其中,Edischarge表示储电系统的放电量折算的电量,Pdischarget表示t时刻放电功率,ηdischarget表示放电系数,T4表示储电系统的放电时间,δdischarget表示放电损耗功率;步骤4.5:储热系统标定蓄热量定量转化为电的计算公式如下: 其中,EQ-storge表示储热系统蓄热量折算的电量,PQ-storget表示t时刻蓄热量功率,ηQ-storget表示蓄热量功率系数,T5表示储热系统的蓄热时间,δQ-storget表示蓄热损耗功率,T0表示环境温度,Th表示蓄热温度;步骤4.6:储热系统的放热量定量转化为电的计算公式如式下: 其中,EQ-discharge表示储热系统的放热量折算的电量,PQ-discharget表示t时刻放热量功率,ηQ-discharget表示放热量功率系数,T6表示储热系统的放热时间,δQ-discharget表示放热损耗功率,T0表示环境温度,Th表示放热温度;步骤4.7:压缩机压缩空气量定量转化为电的计算公式如下: 其中,Ecompress表示压缩机压缩空气量折算的电量,P表示t时刻压缩空气的气压,V示压缩空气的体积,V1为初始空气体积,V2为结束空气体积;步骤4.8:供热系统、燃气系统、储热系统以及发电系统的蒸汽量定量转化为电的计算公式如下: 其中,Evapour表示蒸汽量折算电量,λvapour表示蒸汽的量化系数,η1表示蒸汽轮机的机械效率,Tvapour表示蒸汽所对应的饱和温度,T7为系统运行时间;步骤4.9:燃煤发电系统以及燃煤供热系统消耗的燃煤量定量转化为电的计算公式如式下: 其中,Ecoal表示燃煤量折算的电量,λcoal表示燃煤的量化系数,η2表示锅炉的热效率,T0表示环境温度,Tcoal表示燃煤的理论燃烧温度,Mcoal表示燃煤的质量,T8表示燃煤燃烧时间;步骤4.10:天然气发电系统、天然气供热系统以及天然气供应消耗的天然气量定量转化为电的计算公式如下: 其中,Egas表示天然气量折算的电量,λgas表示天然气的量化系数,η3表示燃气轮机的机械效率,T0表示环境温度,Tgas表示天然气的理论燃烧温度,Mgas表示天然气质量,T9表示天然气燃烧时间;步骤4.11:供热系统、燃气系统、储热系统以及发电系统耗水量定量转化为电的计算公式如下: 其中,Ewater表示耗水量折算的电量,λwater—水的电等值转换系数,Mwater为消耗水的质量,T10为耗水设备运行时间;步骤5:计算各种能源的完全成本系数,包括如下步骤:步骤5.1:以燃煤火电为基准,设置燃煤火电的完全成本系数其中,Cc燃煤表示燃煤火电完全成本;步骤5.2:计算天然气发电的完全成本系数εgas: 其中,Cc天然气表示天然气发电完全成本;步骤5.3:计算光伏发电的完全成本系数εsolar: 其中,Cc光伏表示光伏发电完全成本;步骤5.4:计算风力发电的完全成本系数εwind: 其中,Cc风力表示风力发电完全成本;步骤6:对综合能源园区多能流系统的能效进行评价;所述步骤6的具体评价公式如下: 其中,CEEP1为多能流系统的能效,Eelectric为园区所需电能,Eelectric≥Qelectric;Ehot为园区所需热能,Ehot≥Qhot;Ecool为园区所需冷能,Ewind为园区所利用的风能;Esolar为园区所利用的太阳能。

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权利要求:

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