【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光伏发电与热泵耦合，尤其涉及一种智能化调控的热电耦合系统。
技术介绍
1、太阳能产业，通常简称为光伏产业，是一个涉及将太阳能转换为电能的技术和过程的行业，可以高效地将太阳能转化为可用的电能。近年来，我国光伏行业呈现出显著的增长和发展趋势，光伏发电与热泵技术的耦合系统也得到了快速发展，光电耦合技术是一种高效、清洁的能源利用方案，能够在实现光伏发电的同时，通过热泵系统提供热能和制冷。但由于系统形式复杂、不同能源系统的特性差异较大，将各类型能源系统进行耦合、保证系统协同匹配的技术难度高。为应对这些问题，综合能源系统必须引入柔性因素。
2、基于电能难储存易输送，而热量延迟易储存的特点，说明两者具有良好的互补性。其中热泵系统运行效率高，能消耗一次能源与电力，将低品位能量转化成高品位能量。若能将配电网与热泵等电驱动机组蓄冷蓄热技术耦合，能够实现电力与热力的相互转换和灵活调度，有效提升综合能源系统的能源利用效率。
3、但目前配电网与热泵耦合系统受内部多类设备、多类能源流以及外部市场信息等多重因素影响，设备运行、内部平衡与市场参与难以协调；且耦合系统运行参数未实时监测与采集，无法根据实时检测数据调节机组制冷/制热输出，造成系统利用率低。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种智能化调控的热电耦合系统，用于解决现有技术中的热电耦合系统受多重因素影响，设备运行、内部平衡与市场参与难以协调，导致能源利用效率差的问题。
2、本专利技术的目
3、本专利技术提供了一种智能化调控的热电耦合系统，包括配电网系统和热泵系统、感知控制层、网络传输层和应用管理层；
4、所述感知控制层用于采集配电网系统和热泵系统的电、冷和热相关参数，通过网络传输层发送至应用管理层，并基于所述应用管理层生成的调控指令，对配电网系统和热泵系统进行调控；
5、所述网络传输层采用有线或无线的方式实现所述感知控制层和应用管理层的通信连接；
6、所述应用管理层用于基于所述数据采集单元采集到的数据进行耦合系统电、冷和热负荷预测；并基于预测结果和预设的智能化调控模型生成调控指令；所述智能化调控模型用于基于电、冷和热负荷预测结果以及电、冷和热调整成本，得到耦合系统调控净收益，并基于所述调控净收益生成对所述配电网系统和热泵系统的调控指令。
7、进一步的，所述感知控制层包括数据采集单元和控制器；
8、所述数据采集单元包括温度传感器、压力传感器、电能表、冷能表和热能表，用于采集所述配电网系统和热泵系统的电、冷和热相关参数，以通过应用管理层进行电热冷负荷滚动预测及调控策略运算；
9、所述控制器用于根据所述应用管理层返回的调控指令调整所述耦合系统的运行状态。
10、进一步的，所述配电网系统包括可再生资源系统，所述可再生资源系统采用光伏电池板进行发电；
11、所述热泵系统包括制热设备和制冷设备，分别用于产热和产冷；
12、所述电、冷和热相关参数包括：室外环境温度、
13、蒸发器出水温度、冷凝器入口温度、蒸发器水流量、冷凝器水流量，配电网系统供电量、热泵系统供冷量和供热量。
14、进一步的，所述数据采集单元包括多个温度传感器和压力传感器；
15、所述温度传感器分别设置于所述耦合系统所在地室外、所述制热设备蒸发器出水口和制冷设备冷凝器入口；
16、所述压力传感器分别设置于所述制热设备蒸发器出水口和制冷设备冷凝器入口；
17、所述电能表、冷能表和热能表分别设置于配电网的供电线路、制热设备热交换回路的出口和制冷设备热交换回路的出口。
18、进一步的，所述智能化调控模型包括初步调控模块、修正调控模块和激励调控模块；
19、所述初步调控模块用于基于预测得到的耦合系统多个时段的电、冷和热负荷，以最大化净收益为目标，得到配电网系统各时段的光伏出力、热泵系统的产热量和产冷量以及耦合系统的最大化净收益；
20、所述修正调控模块用于以最小化调整成本为目标，得到所述耦合系统各时段的电、冷、热调整量和最小化调整成本；
21、所述激励调控模块用于基于所述最大化净收益和最小化调整成本得到所述耦合系统相应时段的调控净收益，并在配电网系统的光伏电池板和热泵系统的制热设备及制冷设备中进行分摊；并基于分摊结果生成所述耦合系统的最终调控指令。
22、进一步的，所述初级调控模块通过下述方法生成所述耦合系统的初级调控指令：
23、基于预测得到的各时段的电、冷和热负荷及售电、售热与售冷价格，得到对应时段的耦合系统售能收益；
24、基于各时段的售能量和售能价格得到对应时段的市场交互收益；
25、基于所述售能收益、市场交互收益和所述耦合系统的启动成本、运行成本、偏差惩罚成本与弃风弃光成本构建得到以最大化耦合系统的净收益为目标的第一目标函数；
26、以电平衡约束、冷平衡约束和热平衡约束作为约束条件，对所述第一目标函数求解得到配电网系统各时段的光伏出力、热泵系统的产热量和产冷量以及耦合系统的最大化净收益，基于求解得到的光伏出力、产热量和产冷量生成耦合系统的初级调控指令。
27、进一步的，所述修正调控模块通过下述方法生成修正调控指令：
28、基于制热设备的调整量和制热设备单位调整成本得到制热设备的调整成本；
29、基于制冷设备调整量和制冷设备单位调整成本得到制冷设备的调整成本；
30、基于与外部市场交互的电能、热能、冷能调整量和单位电能、热能与冷能调整成本，得到与市场交互的调整成本；
31、基于制热设备、制冷设备和与市场交互的调整成本构建得到以最小化调整成本为目标的第二目标函数；
32、以电能修正平衡约束、热能修正平衡约束与冷能修正平衡约束作为约束条件，求解得到所述耦合系统各时段的电、冷、热调整量和最小化调整成本；根据所述调整量生成光伏出力、热泵系统的产热量和产冷量的修正调整指令。
33、进一步的，所述第二目标函数表示为：
34、
35、其中，为耦合系统的调整成本；分别为t时段制热设备、制冷设备及与市场交互的调整成本；分别为t时段制热设备和制冷设备的调整量；分别为制热设备和制冷设备的单位调整成本；分别为t时段与外部市场交互的电能、热能、冷能调整量；分别为单位电能、热能与冷能调整成本；
36、所述电能修正平衡约束、热能修正平衡约束与冷能修正平衡约束表示为：
37、
38、其中，为t时段调整制热设备产热量所消耗的电能；为t时刻制冷设备产冷所消耗的热能；分别为t时段电能、热能与冷能预测误差。
39、进一步的，所述激励调控模块通过下述方法生成激励调控指令：
40、利用shapley值法计算光伏电池板、制热设备及制冷设备对耦合系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能化调控的热电耦合系统，包括配电网系统和热泵系统，其特征在于，所述耦合系统还包括感知控制层、网络传输层和应用管理层；
2.根据权利要求1所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述感知控制层包括数据采集单元和控制器；
3.根据权利要求1所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述数据采集单元包括多个温度传感器和压力传感器；
5.根据权利要求3所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述智能化调控模型包括初步调控模块、修正调控模块和激励调控模块；
6.根据权利要求5所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述初级调控模块通过下述方法生成所述耦合系统的初级调控指令：
7.根据权利要求5所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述修正调控模块通过下述方法生成修正调控指令：
8.根据权利要求7所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述第二目标函数表示为：
9.根据权利要求3所述的智能化调控的热电
10.根据权利要求1所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述电、冷和热负荷通过预先训练的电冷热负荷滚动预测模型预测得到；
...【技术特征摘要】
1.一种智能化调控的热电耦合系统，包括配电网系统和热泵系统，其特征在于，所述耦合系统还包括感知控制层、网络传输层和应用管理层；
2.根据权利要求1所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述感知控制层包括数据采集单元和控制器；
3.根据权利要求1所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述数据采集单元包括多个温度传感器和压力传感器；
5.根据权利要求3所述的智能化调控的热电耦合系统，其特征在于，所述智能化调控模型包括初步调控模块、修正调控模块和激励调控模块；
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦杰，何璞玉，苟全峰，任文诗，张玉鸿，张冀嫄，周英，隆竹寒，王芸，蹇亚玲，光峰涛，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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