【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能利用，具体的说，涉及了一种光储充站的热、电能流自消纳系统。
技术介绍
1、近年来，随着新一轮工业革命和产业变革的孕育兴起以及“双碳”战略的提出，新能源汽车产业进入了加速发展的阶段，随之催生了大量的光储充站。光储充一体化是以光伏电池为发电模块、锂离子电池为储能模块和终端设备为充电模块的互相协调支撑的绿色充电模式，其工作原理是利用光伏发电，余电由储能设备存储，共同承担供电充电任务。
2、光储充一体化目前面临许多问题：首先太阳能光谱波段利用短，光伏电池仅能将部分波段的太阳能转化为电能，其余部分以热能形式消耗，既浪费能源又影响光伏反应效率，如果将这部分能量通过热电设备转化为电能或者直接通过热能方式输出都会造成能源利用率低和整体设备过大的问题；其次储能电池热管理问题，光储充一体化要保证储能电池对于最佳性能状态，传统的储能电池热管理模式需要依托外部能量驱动，增加系统能耗。
3、因此提出一种光储充站的热、电能流自消纳系统，实现光储充系统内部合理高效利用太阳能、保证储能电池高效安全运行以及系统内部热能闭环消纳的目的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种光储充站的热、电能流自消纳系统，达到实现光储充系统内部热能闭环消纳的同时提升电池热管理性能的目的。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供一种光储充站的热、电能流自消纳系统，该系统包括：
4、光
5、所述光伏光热模块1包括自上而下依次设置的聚光器4、第一玻璃管5、光伏电池6、第二玻璃管7和储水器8；
6、所述能流回路控制模块3包括热电模块9、第一供热管道10、第二供热管道11、复合式制冷循环系统12和供冷管道13；
7、所述光伏电池6直接与所述储能电池2连接，存储电能；
8、所述第二玻璃管7、所述第一玻璃管5、所述储水器8依次连通；
9、所述储水器8通过所述热电模块9与所述储能电池2连接，形成热电能流回路；
10、所述储水器8通过所述第一供热管道10与所述储能电池2连接，形成供热能流回路；
11、所述储水器8通过所述第二供热管道11与所述复合式制冷循环系统12连接，所述复合式制冷循环系统12通过所述供冷管道13与所述储能电池2连接，形成制冷能流回路；
12、所述复合式制冷循环系统包括蒸发器14、吸收器15、溶液泵16、热交换器17、减压阀18、发生器19、冷凝器20、节流器21、压缩机22；
13、所述发生器19、所述冷凝器20、所述节流器21、所述蒸发器14和所述吸收器15依次连接，所述吸收器15分别与所述溶液泵16、所述减压阀18连接，再与所述热交换器17、所述发生器19依次连通，构成吸收式制冷系统；
14、所述蒸发器14还依次通过所述储能电池2和所述压缩机22，依次与所述冷凝器20和所述节流器21连通，构成电压缩式制冷系统；
15、所述复合式制冷循环系统12中吸收式制冷系统的热能来源于所述储水器8，电压缩式制冷系统的电能来源于所述储能电池2。
16、本专利技术第二方面提供一种基于改进型多目标白鲨优化算法的多目标优化配置方法，应用于所述的光储充站的热、电能流自消纳系统，包括如下步骤：
17、步骤一，建立光储充站的热、电能流自消纳系统数学模型；
18、(1.1)建立聚光器和光伏电池的数学模型：
19、(1.2)建立热能回收装置的数学模型：
20、(1.3)建立电池热管理的数学模型；
21、(1.4)建立热电模块的数学模型；
22、步骤二，构建光储充站的热、电能流自消纳系统多目标优化配置问题的目标函数，确定优化问题的决策变量；
23、(2.1)确定决策变量；
24、(2.2)构建多目标优化配置问题的目标函数；
25、步骤三，构建光储充站的热、电能流自消纳系统多目标优化的约束条件；
26、步骤四，采用电能优先原则作为光储充站的热、电能流自消纳系统的运行策略；
27、系统运行时，以储能电池储电量最大优先，聚光器通过光伏电池将太阳能转化为电能，只将光伏电池无法吸收利用的光谱波段以热能的形式进程储存；同时，这部分热能也是作为储能电池的热管理和电能预备役使用；
28、储水器储存的热能分为两个用处，首先用于储能电池热管理，保证储能电池运行效率保持在良好状态；储水器在保证储能电池基础运行后，多余热能通过热电模块转化为电能被储能电池储存；
29、如果储水器中的热能无法满足储能电池热管理的需求，则再调用储能电池的电能采用电压缩机式制冷为储能电池提供热管理；
30、步骤五，采用改进型多目标大白鲨优化算法对光储充站的热、电能流自消纳系统进行多目标优化；
31、(5.1)设置改进型多目标大白鲨优化算法参数和优化目标的取值范围；
32、(5.2)采用tent混沌映射方法初始化大白鲨种群；
33、(5.3)计算所有大白鲨个体的适应度值，选取非支配解存储在外部档案中，通过玻尔兹曼选择方法选择外部档案中拥挤度较低的非支配解作为最优大白鲨个体的位置；
34、(5.4)根据捕猎速度、向最佳猎物移动、向最好的白鲨移动、鱼群行为方式，更新大白鲨种群中个体的位置和速度；
35、(5.5)引入反向学习机制，通过比较候选解和反向解的非支配关系更新大白鲨种群的个体位置；
36、(5.6)判断是否满足算法的结束条件如果当前的迭代次数k未达到最大的迭代次数k，则开始下一次迭代，重复执行步骤(5.3)和(5.5)；如果当前的迭代次数达到最大迭代次数k，算法结束，输出外部档案中存储的非支配解。
37、本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：
38、(1)本专利技术将太阳能分频利用实现电能、热能双输出，提高太阳能利用率，热能部分又分为三个回路使用：热电、电池保温和电池降温，热电回路在热能有余时将热能转化为电能，进一步提高储电量，电池热管理回路将光伏光热产生的大量热能和储能电池自身电能应用于储能电池热管理中，摆脱了依托外部能量驱动的传统热管理模式，在降低热管理能耗的同时对热能闭环消纳，整个系统实现能量利用最大化；
39、(2)本专利技术采用电能优先原则作为光储充站的热、电能流自消纳系统的运行策略；构建了经济成本最小化、聚光器所获热能利用量、储能电池储电量最大化设定为多目标优化配置的目标函数：通过改进型多目标大白鲨优化算法优化光储充站的热、电能流自消纳系统的设备配置方案，可以提高系统的经济、能源利用和电能最大化；有助于光储充站的热、电能流自消纳系统与可再生能源的结合，实现系统能源自给自足；
40、(3)本专利技术在传统大白鲨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光储充站的热、电能流自消纳系统，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的光储充站的热、电能流自消纳系统，其特征在于：所述能流回路控制模块(3)中三个回路，优先所述供热能流回路和所述制冷能流回路，热能有余时再启动所述热电能流回路，所述热电器件(9)输出电能。
3.根据权利要求1所述的光储充站的热、电能流自消纳系统，其特征在于：所述复合式制冷循环系统(12)优先选择所述吸收式制冷系统，在所述吸收式制冷系统的制冷量不足时，再启动所述电压缩式制冷系统。
4.一种基于改进型多目标白鲨优化算法的多目标优化配置方法，应用于权利要求1所述的光储充站的热、电能流自消纳系统，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种光储充站的热、电能流自消纳系统，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的光储充站的热、电能流自消纳系统，其特征在于：所述能流回路控制模块(3)中三个回路，优先所述供热能流回路和所述制冷能流回路，热能有余时再启动所述热电能流回路，所述热电器件(9)输出电能。
3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珂，楚天歌，宋东兴，李陆，高苗苗，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。