一种卡诺电池水循环能源系统及其规划方法、装置

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明属于能源系统规划技术领域，具体涉及一种卡诺电池水循环能源系统及其规划方法、装置。背景技术：2.近年来，可再生能源的装机规模迅速增加，传统能源系统向高比例可再生能源系统演化的趋势明显。然而，可再生能源具有较高的间歇性和波动性，对能源系统的稳定性设计规划和使用造成了巨大冲击。锂电池和卡诺电池均是具备一定经济性和实用能力的储能技术，在能源系统的规划设计中得到广泛关注。在能源系统中引入锂电池和卡诺电池等储能可以有效促进可再生能源的消纳，平抑可再生能源的波动。因此，合理规划设计卡诺电池水循环能源系统显得尤为重要。3.目前对于卡诺电池水循环能源系统的规划设计与实施主要是根据不同需求场景的峰值负荷、场地条件等信息，制定粗略的设备选型计划和容量配置计划，缺乏能源系统在规划阶段的精细化考虑，往往造成设备实际运行负载率低下、供能不稳定等问题，同时面临需求侧电冷热负荷的随机性、能源系统供冷热温度的稳定性及舒适性、供需之间的多能耦合等一系列问题，无法保证能源系统规划设计的经济性和稳定性。技术实现要素：4.本发明提供了一种卡诺电池水循环能源系统及其规划方法、装置，通过能源系统供-储-需的协调配置，合理选择设备类型及容量，有效应对负荷需求的不确定性。5.为达到上述目的，本发明所述一种卡诺电池水循环能源系统规划方法及装置，包括：热交换器、吸收式冷机和与电网连接的光伏发电设备、风力发电设备、锂电池、卡诺电池单元、冷水机组以及电锅炉；所述卡诺电池单元包括热泵，所述热泵的进水口与低温储热罐的出水口相连，热泵的出水口与高温储热罐的第一进水口相连，高温储热罐的第一出水口与热电机组的进水口相连，热电机组的出水口与低温储热罐的进水口相连；所述热交换器的一次侧进水口与高温储热罐的第二出水口相连，热交换器的一次侧出水口与高温储热罐的第二进水口相连，热交换器的二次侧出水口与吸收式冷机的一次侧进水口以及热水供应管道相连，热交换器的二次侧回水口与吸收式冷机的一次侧出水口以及热水回水管道连接；6.所述吸收式冷机的二次侧出水口与冷水供应管道连接，二次侧进水口与冷水回水管道连接；7.所述冷水机组的出水口与冷水供应管道连接，进水口与冷水回水管道连接；8.所述电锅炉的出水口与热水供应管道的入口连接，进水口与热水回水管道的出口连接。9.一种卡诺电池水循环能源系统规划方法，包括以下步骤：10.s100、收集用户需求数据、设备参数及环境参数，以构建系统样本参数集，所述户需求数据包括用户电需求、冷需求、热需求和生活热水需求数据；11.s200、根据系统样本参数集，建立卡诺电池水循环能源系统规划模型并进行求解，得到卡诺电池水循环能源系统的最优规划配置参数集ω，具体包括以下步骤：12.s201、确定诺电池水循环能源系统的目标函数、约束条件及投资回收系数，建立卡诺电池水循环能源系统数学模型，卡诺电池水循环能源系统数学模型包括系统目标函数和约束条件，目标函数使系统规划和运行成本之和最小；13.s202、根据需求数据生成多种情景树并进行场景约简，求解得到多组系统配置备选集，所述系统配置备选集包括光伏发电装机规模备选集、风力发电额定功率备选集、锂电池储能容量备选集、卡诺电池单元各模块额定功率备选集、电锅炉额定功率备选集、吸收式冷机额定功率备选集、冷水机组额定功率备选集、各设备和水循环管道关键节点的温度和流量备选集；14.s203、根据经济性指标确定多组系统配置备选集中使系统年化投资、维护及运行成本最小的最优规划配置参数集ω；15.s300、输出s200得到的卡诺电池水循环能源系统规划的最优配置参数集。16.进一步的，s201中，约束条件包括光伏发电设备约束、风力发电设备约束、锂电池设备约束、卡诺电池单元各模块约束、吸收式冷机水循环子回路约束、冷水机组水循环子回路约束和系统约束。17.进一步的，s201中，所述卡诺电池单元各模块约束包括：18.1)热泵模块约束：[0019][0020]式中，为第s个情景下第k个时段的卡诺电池充电功率，τ为规划优化时间间隔，ηhp为热泵的制热效率；cw为水的比热容，表示第s个情景下第k个时段的热水罐水循环管道充放能状态；mlt,ht为低温储热罐流向高温储热罐的水流量，为第s个情景下第k个时段的热泵出水温度，为第s个情景下第k个时段的低温储热罐的储水温度；为卡诺电池单元中热泵模块的额定功率；[0021]2)高温储热罐模块约束：[0022][0023][0024][0025]式中，为第s个情景下第k+1个时段的高温储热罐的储水量，为第s个情景下第k个时段的高温储热罐的储水量，mht,lt为高温储热罐流向低温储热罐的水流量；表示第s个情景下第k个时段的热水罐水循环管道放能状态；为第s个情景下第k+1个时段的高温储热罐的储水温度；为第s个情景下第k个时段的高温储热罐的储水温度；和分别为高温储热罐传递给热交换器冷水循环回路和热水循环回路的热量，uht为高温储热罐的单位面积热损失系数，aht为高温储热罐的表面积，tenv为环境温度；[0026]3)低温储热罐模块约束：[0027][0028][0029][0030]式中，为第s个情景下第k+1个时段的低温储热罐的储水量，为第s个情景下第k个时段的低温储热罐的储水量，ult为低温储热罐的单位面积热损失系数，alt为低温储热罐的表面积；[0031]4)热电机组模块约束：[0032][0033]式中，为第s个情景下第k个时段的卡诺电池放电功率，ηhe为热电机组的产电效率，为卡诺电池单元中热电机组模块的额定功率；[0034]5)电锅炉水循环子回路约束：[0035][0036]式中，为第s个情景下第k个时段的电锅炉运行功率，ηeb为电锅炉的制热效率；为第s个情景下第k个时段的电锅炉水循环管道开关状态，meb为电锅炉水循环管道的流量，为第s个情景下第k个时段的电锅炉出水温度，为第s个情景下第k个时段的电锅炉回水温度；为卡诺电池单元中电锅炉模块的额定功率。[0037]进一步的，s201中，吸收式冷机水循环子回路约束为：[0038][0039]式中，ηex为热交换器的工作效率，ηac为吸收式冷机的制冷效率；为第s个情景下第k个时段的吸收式冷机水循环管道开关状态，mac为吸收式冷机水循环管道的流量，为第s个情景下第k个时段的冷水机组回水温度，为第s个情景下第k个时段的吸收式冷机出水温度，为吸收式冷机的额定功率；[0040]冷水机组水循环子回路约束为：[0041][0042]式中，为第s个情景下第k个时段的冷水机组运行功率；为第s个情景下第k个时段的冷水机组制冷效率；cw为水的比热容，为第s个情景下第k个时段的冷水机组水循环管道开关状态，mec为冷水机组水循环管道的流量，为第s个情景下第k个时段的冷水机组出水温度。[0043]系统约束为：[0044][0045][0046][0047][0048][0049]式中，和为第s个情景下第k个时段的电网买、卖电状态，和为第s个情景下第k个时段的电网买、卖电量，和为电网买、卖电量上限，为第s个情景下第k个时段的光伏发电功率，为第s个情景下第k个时段的风力发电功率，为第s个情景下第k个时段的锂电池放电功率，为第s个情景下第k个时段的锂电池充电功率，dk,s为第s个情景下第k个时段的末端电负荷，qk,s为第s个情景下第k个时段的末端冷负荷，gk,s为第s个情景下第k个时段的末端热负荷。[0050]进一步的，s202中，生成多种情景树并进行场景约简的步骤如下：[0051]step1、根据采集到的用户电需求、冷需求、热需求和生活热水需求数据，分别按照标准差x生成s个情景；[0052]step2、计算所有情景两两之间随机变量的欧氏距离；[0053]step3、将欧氏距离最小的一对情景中的任意一个情景删除，并将被删除场景的概率加给与之欧氏距离最小的场景，同时将被删除情景的概率变为零；[0054]step4、重复执行第三步y-1次，其中y＝(0.8～0.99)*s，最终得到含有s-y个情景的情景树。[0055]进一步的，step1中，每个情景的随机变量自由度为3，用户电需求、热需求、冷需求和生活热水需求数据均遵循正态分布，标准差x取正态分布的均值的3％-20％。[0056]一种卡诺电池水循环能源系统规划装置，包括初始化模块、求解模块和分析模块；所述初始化模块用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行上述的规划方法s100和s201；所述求解模块用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行上述的规划方法s202；所述分析模块用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行上述的规划方法s203和s300。[0057]一种卡诺电池水循环能源系统规划装置，包括数据处理单元、数据存储单元和数据传输单元；所述数据处理单元用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行上述规划方法的s100、s200；所述数据存储单元用于存储卡诺电池水循环能源系统规划装置的程序代码和相关数据；所述数据传输单元用于执行上述规划方法的s300和用户的输入、输出数据操作。[0058]一种卡诺电池水循环能源系统规划装置，包括处理器、存储器和总线，所述处理器与存储器通过总线连接；所述存储器用于存储计算机执行指令；当卡诺电池水循环能源系统规划装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，执行上述的规划方法的s100、s200和s300。[0059]与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：[0060]本发明提出的多能耦合卡诺电池水循环能源系统，通过光伏发电、风力发电产生绿色电力供系统和负荷使用，多余电力通过锂电池和卡诺电池单元进行存储，同时卡诺电池单元通过热交换器换出热量供吸收式冷机制冷和末端直接供热，冷水机组和电锅炉分别作为系统供冷、供热的辅助设备，确保满足系统的冷、热和生活热水需求。所提系统将光伏发电、风力发电、锂电池、卡诺电池单元、吸收式冷机、冷水机组、电锅炉等设备进行有机结合，合理动态调整锂电池和卡诺电池单元储存可再生能源发电的比例，同时通过锂电池、卡诺电池单元和各类能量转换设备的协调配合，平抑可再生能源的波动，促进可再生能源的消纳。[0061]本发明所述的卡诺电池水循环能源系统规划方法充分考虑光伏发电设备、风力发电设备、锂电池、卡诺电池单元、吸收式冷机、电锅炉、冷水机组等设备及其水循环管路的温度、流量等动态信息，建立系统规划模型，同时考虑能源系统在规划设计时的电、冷、热多能耦合关系，分析多能耦合机制特性，实现对卡诺电池水循环能源系统温度和流量的精确刻画和设计调控。在此基础上，通过求解系统规划模型可以得到系统最优配置参数集，通过能源系统供-储-需的协调配置，合理选择设备类型及容量，提高所规划卡诺电池水循环能源系统的整体效率、稳定性和经济性。[0062]进一步的，本发明所述的卡诺电池水循环能源系统规划方法通过采集到的用户电、冷、热负荷需求数据生成末端负荷可能出现的电、冷、热需求情况，形成情景树，并依据各情景的相似度进行情景约简，最终形成可以反映末端负荷可能出现的电、冷、热典型需求的情景。所提方法充分考虑末端负荷可能遇到的电、冷、热需求场景，并在此基础上进行数学模型的求解，可以有效应对电、冷、热需求的不确定性对卡诺电池水循环能源系统的合理规划造成的影响。[0063]进一步的，本发明不仅考虑卡诺电池水循环能源系统规划设计中主要设备的开关状态及运行功率情况，还以温度和流量为决策量的形式对系统各设备工作机理、水循环过程多能耦合特性进行规划建模，从物理上反映了各设备及管道关键节点运行以及向末端供回水的工作机制，反映了系统供-储-需多设备、多管道、多能源转化之间的小时级多能耦合动态机制。[0064]进一步的，本发明建立的系统规划模型，深度刻画并分析系统多能耦合特性，有效协调卡诺电池水循环能源系统多子循环回路的稳定运行，实现了卡诺电池水循环能源系统小时级动态温度和流量的精确规划设计，在提高系统稳定性的同时降低系统的规划和运行成本。附图说明[0065]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。[0066]在附图中：[0067]图1为本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统的系统示意图；[0068]图2为本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统规划方法流程图；[0069]图3为本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统规划装置第一种可能的结构图；[0070]图4为本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统规划装置第二种可能的结构图；[0071]图5为本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统规划装置第三种可能的结构图；[0072]附图1中，细实线代表电力，粗实线代表热量，粗虚线代表冷量。具体实施方式[0073]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0074]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0075]如图1所示，是本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统示意图。所述卡诺电池水循环能源系统包括：光伏发电设备、风力发电设备、锂电池、卡诺电池单元、热交换器、吸收式冷机、电锅炉、冷水机组和水循环管道回路。[0076]本实施例中，光伏发电设备和风力发电设备用于产生绿色电力，供系统及末端电负荷使用。[0077]锂电池用于将光伏发电、风力发电产生的多余电力存储起来，在电力负荷高峰期放电供末端电负荷使用。[0078]卡诺电池单元包括热泵、热电机组、高温储热罐和低温储热罐，用于通过热泵消耗光伏发电、风力发电产生的电力来产生热量，并通过高温储热罐将热量存储起来，在负荷高峰期放出热量，驱动热电机组产电，供末端电负荷使用，剩余热量进入低温储热罐，供下次循环使用。热泵的进水口与低温储热罐的出水口相连，热泵的出水口与高温储热罐的第一进水口相连，热电机组的进水口与高温储热罐的第一出水口相连，热电机组的出水口与低温储热罐的进水口相连。[0079]热交换器用于高温储热罐与水循环回路管道的热量交互，热交换器的一次侧进水口与高温储热罐的第二出水口相连，热交换器的一次侧出水口与高温储热罐的第二进水口相连，通过阀门t1控制热交换器的一次侧出水口与高温储热罐的第二进水口之间的管路的开关状态，热交换器的二次侧出水口通过三通阀t2与供冷管道回路和供热管道回路相连，在供冷管道回路中热交换器的二次侧出水口与吸收式冷机的进水口相连，热交换器的二次侧回水口与吸收式冷机的出水口相连，在供热管道回路中热交换器的二次侧出水口与系统供热水循环供水管道连接，热交换器的二次侧回水口直接与系统供热水循环回水管道相连。[0080]吸收式冷机用于消耗热能产生冷量，通过阀门t3控制其与冷水回路的连接管路的开关状态，冷水机组用于消耗电能产生冷量，通过阀门t4控制其与冷水回路的连接管路开关状态，两者共同满足末端的冷负荷需求。电锅炉用于消耗电能产生热量，与热交换器的供热管道回路一起共同满足末端的热负荷需求。[0081]水循环管道回路以水为能源介质载体，将能源系统产生的冷/热能传递给末端使用。系统冷水循环回路、热水循环回路的关键管道节点在于各设备与管道连接处、各支路管道汇流处以及末端负荷能量交换处。[0082]请参阅图2，是本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统规划方法的流程图。下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。[0083]一种卡诺电池水循环能源系统规划方法，包括以下步骤：[0084]s100、收集用户需求数据、设备参数及环境参数，以构建系统样本参数集。[0085]用户需求数据包括用户电需求、冷需求、热需求和生活热水需求；[0086]设备参数包括系统内各设备的单位投资成本、运维成本、替换成本、设备寿命和性能参数，所述设备包括光伏发电设备、风力发电设备、锂电池、热交换器、吸收式冷机、电锅炉、冷水机组、热泵、热电机组、高温储热罐和低温储热罐；[0087]环境参数包括能源价格和光伏板可铺设面积；[0088]s200、根据s100收集的用户需求数据、设备参数及环境参数，建立卡诺电池水循环能源系统规划模型并进行求解，得到卡诺电池水循环能源系统的最优规划配置参数集ω，具体包括以下步骤：[0089]s201、确定系统目标函数、约束条件及投资回收系数，建立卡诺电池水循环能源系统数学模型。目标函数为系统规划加运行成本最小，表述为：[0090]minobj＝capex+opex[0091]capex＝cpv+cwt+cees+ccb+ceb+cac+cec[0092][0093]式中，capex为卡诺电池水循环能源系统的总投资成本，opex为卡诺电池水循环能源系统的总运行成本；cpv为光伏发电的投资成本，cwt为风力发电的投资成本，cees为锂电池的投资成本，ccb为卡诺电池单元的投资成本，ceb为电锅炉的投资成本，cac为吸收式冷机的投资成本，cec为冷水机组的投资成本；s为情景总数，下标s为第s个情景，πs为第s个情景的概率；下标k为第k个时段，和分别为第s个情景下第k个时段的买、卖电量，和分别为第k个时段的买、卖电价，τ为规划优化时间间隔。[0094][0095]式中，crf为投资回收系数，i为利率，l为设备的生命周期。[0096]cpv＝cpv·npv·crfpv[0097][0098][0099][0100][0101][0102][0103]式中，cpv为光伏发电的单位投资成本，npv为光伏板的装机规模，crfpv为光伏发电的投资回报系数；cwt为风力发电的单位投资成本，为风力发电的额定功率，crfwt为风力发电的投资回报系数；cees为锂电池的单位投资成本，为锂电池的额定容量，crfees为锂电池的投资回报系数；chp为卡诺电池单元中热泵模块的单位投资成本，为卡诺电池单元中热泵模块的额定功率，crfhp为卡诺电池单元中热泵模块的投资回报系数，ct为卡诺电池单元中高温储热模块以及低温储热模块的单位投资成本，为卡诺电池单元中高温储热模块的额定容量，为卡诺电池单元中低温储热模块的额定容量，crft为卡诺电池单元中储热模块的投资回报系数，che为卡诺电池单元中热电机组模块的单位投资成本，为卡诺电池单元中热电机组模块的额定功率，crfhe为卡诺电池单元中热电机组模块的投资回报系数；ceb为卡诺电池单元中电锅炉模块的单位投资成本，为卡诺电池单元中电锅炉模块的额定功率，crfeb为卡诺电池单元中电锅炉模块的投资回报系数；cac为卡诺电池单元中吸收式冷机模块的单位投资成本，为卡诺电池单元中吸收式冷机模块的额定功率，crfac为卡诺电池单元中吸收式冷机模块的投资回报系数；cec为卡诺电池单元中冷水机组模块的单位投资成本，为卡诺电池单元中冷水机组模块的额定功率，crfec为卡诺电池单元中冷水机组模块的投资回报系数。[0104]卡诺电池水循环能源系统的数学模型的相关约束条件如下：[0105]1)光伏发电设备约束：[0106][0107]npv≤narea；[0108]式中，为第s个情景下第k个时段的光伏发电功率，kpv为光伏发电的总体效率，npv为光伏板的铺设面积，rk,s为太阳光照辐射强度，narea为光伏板可铺设面积。[0109]2)风力发电设备约束：[0110][0111]式中，为第s个情景下第k个时段的风力发电功率，vk,s为第s个情景下第k个时段的风速，vci为风机切入风速，vco为风机切出风速，vr为额定风速。[0112]3)锂电池设备约束：[0113][0114][0115]式中，为第s个情景下第k个时段的锂电池储能电量，为第s个情景下第k个时段的锂电池储能电量，σees,l为锂电池的损耗系数，ηees,c为锂电池的充电速率，为第s个情景下第k个时段的锂电池充电功率，ηees,d为锂电池的放电速率，为第s个情景下第k个时段的锂电池放电功率；socees,min为锂电池的最小soc系数，socees,max为锂电池的最大soc系数，为锂电池的额定容量。[0116]4)卡诺电池单元各模块约束：[0117]4.1)热泵模块约束[0118][0119][0120]式中，为第s个情景下第k个时段的卡诺电池充电功率，ηhp为热泵的制热效率；cw为水的比热容，表示第s个情景下第k个时段的热水罐水循环管道处于充能状态，反之为0；mlt,ht为低温储热罐流向高温储热罐的水流量，为第s个情景下第k个时段的热泵出水温度，为第s个情景下第k个时段的低温储热罐的储水温度。该约束对热泵模块水循环管路的进出水温度以及流量进行了精确刻画，同时通过决策变量反映卡诺电池充能管路的开关状态，在规划层面充分考虑热泵水循环管路开关状态对所规划系统运行造成的影响。[0121]4.2)高温储热罐模块约束[0122][0123][0124][0125]式中，为第s个情景下第k+1个时段的高温储热罐的储水量，为第s个情景下第k个时段的高温储热罐的储水量，mht,lt为高温储热罐流向低温储热罐的水流量；为第s个情景下第k+1个时段的高温储热罐的储水温度；为第s个情景下第k个时段的高温储热罐的储水温度；和分别为高温储热罐传递给热交换器冷水循环回路和热水循环回路的热量，uht为高温储热罐的单位面积热损失系数，aht为高温储热罐的表面积，tenv为环境温度。该约束对高温储热罐水循环管路的热动态过程、热损失过程、管路进出水温度以及流量进行了精确表示，阐述了高温储热罐的运行机理，准确刻画了所规划卡诺电池水循环能源系统的多能耦合特性。[0126]4.3)低温储热罐模块约束[0127][0128][0129][0130]式中，为第s个情景下第k+1个时段的低温储热罐的储水量，为第s个情景下第k个时段的低温储热罐的储水量，ult为低温储热罐的单位面积热损失系数，alt为低温储热罐的表面积。该约束对低温储热罐水循环管路的热动态过程、热损失过程、管路进出水温度以及流量进行了精确表示，阐述了低温储热罐的运行机理，准确刻画了卡诺电池水循环能源系统的多能耦合特性。[0131]4.4)热电机组模块约束[0132][0133][0134]式中，为第s个情景下第k个时段的卡诺电池放电功率，ηhe为热电机组的产电效率。该约束对热电机组模块水循环管路的进出水温度以及流量进行了精确刻画，同时通过决策变量反映卡诺电池充能管路的开关状态，在规划层面充分考虑热电机组模块水循环管路开关状态对所规划系统运行造成的影响。[0135]4.5)电锅炉水循环子回路约束：[0136][0137][0138]式中，为第s个情景下第k个时段的电锅炉运行功率，ηeb为电锅炉的制热效率；为第s个情景下第k个时段的电锅炉水循环管道开关状态，meb为电锅炉水循环管道的流量，为第s个情景下第k个时段的电锅炉出水温度，为第s个情景下第k个时段的电锅炉回水温度。该约束对电锅炉水循环管路的进出水温度以及流量进行了精确刻画，同时通过决策变量反映电锅炉水循环管路的开关状态，在规划层面充分考虑电锅炉水循环管路开关状态对所规划系统运行造成的影响。[0139]5)吸收式冷机水循环子回路约束：[0140][0141][0142]式中，ηex为热交换器的工作效率，ηac为吸收式冷机的制冷效率；为第s个情景下第k个时段的吸收式冷机水循环管道开关状态，mac为吸收式冷机水循环管道的流量，为第s个情景下第k个时段的冷水机组回水温度，为第s个情景下第k个时段的吸收式冷机出水温度，为吸收式冷机的额定功率。该约束对吸收式冷机水循环管路的进出水温度以及流量进行了精确刻画，同时通过决策变量反映吸收式冷机水循环管路的开关状态，在规划层面充分考虑吸收式冷机水循环管路开关状态对所规划系统运行造成的影响。[0143]6)冷水机组水循环子回路约束：[0144][0145][0146]式中，为第s个情景下第k个时段的冷水机组运行功率；为第s个情景下第k个时段的冷水机组制冷效率；cw为水的比热容，为第s个情景下第k个时段的冷水机组水循环管道开关状态，mec为冷水机组水循环管道的流量，为第s个情景下第k个时段的冷水机组回水温度，为第s个情景下第k个时段的冷水机组出水温度，为冷水机组的运行功率。该约束对冷水机组水循环管路的进出水温度以及流量进行了精确刻画，同时通过决策变量反映冷水机组水循环管路的开关状态，在规划层面充分考虑冷水机组水循环管路开关状态对所规划系统运行造成的影响。[0147]7)系统约束：[0148][0149][0150][0151][0152][0153]式中，和为第s个情景下第k个时段的电网买、卖电状态，和为第s个情景下第k个时段的电网买、卖电量，和为电网买、卖电量上限，dk,s为第s个情景下第k个时段的末端电负荷，qk,s为第s个情景下第k个时段的末端冷负荷，gk,s为第s个情景下第k个时段的末端热负荷。该约束对系统供冷、供热水循环总管路的进出水温度以及流量进行了精确刻画，反映了系统供能的运行机理特性，在规划层面充分考虑系统供能水循环管路温度、流量等状态对所规划系统运行造成的影响。[0154]s202、根据采集到的用户电需求、冷需求、热需求和生活热水需求数据生成多种情景树并进行场景约简，求解得到多组系统配置备选集。系统配置备选集包括光伏发电装机规模备选集、风力发电额定功率备选集、锂电池储能容量备选集、卡诺电池单元各模块额定功率备选集、电锅炉额定功率备选集、吸收式冷机额定功率备选集、冷水机组额定功率备选集、各设备和水循环管道关键节点的温度和流量备选集。[0155]所述关键节点包括各供能设备与管道连接处、储能设备充放管道连接处、各支路管道汇流处以及末端负荷能量交换处。[0156]生成多种情景树并进行场景约简的步骤如下：[0157]第一步、生成需求数据集。以采集到的用户需求数据值为均值，标准差x取均值的3％-20％，生成s个遵循正态分布的用户电需求、热需求、冷需求和热水需求数据集，根据需求数据集形成电、冷、热和生活热水需求情景树，需求情景树中的每个情景的随机变量自由度为3；[0158]第二步、计算所有情景两两之间随机变量的欧氏距离；[0159]第三步、将欧氏距离最小的一对情景中的任意一个情景删除，并将被删除场景的概率加给与之欧氏距离最小的场景，同时将被删除情景的概率变为零；[0160]第四步、重复执行第三步y-1次，其中y＝(0.8～0.99)*s，最终得到含有s-y个情景的情景树。[0161]s203、根据经济性指标确定多组系统配置备选集中使系统年化投资、维护及运行成本最小的最优规划配置参数集ω。最优配置参数集包括光伏发电装机最优装机规模、风力发电最优额定功率、锂电池最优储能容量、卡诺电池单元各模块最优额定功率、电锅炉最优额定功率、吸收式冷机最优额定功率、冷水机组最优额定功率、各设备和水循环管道关键节点的最优温度和流量集。[0162]s300、输出s200得到的卡诺电池水循环能源系统规划的最优配置参数集。[0163]请参阅图3，为本发明较佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统规划装置第一种可能的结构示意图，包括：初始化模块110、求解模块120和分析模块130。所述初始化模块110用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行s100和s201；所述求解模块120用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行s202；所述分析模块130用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行s203、s300；其中，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。[0164]请参阅图4，在采用集成单元的情况下，图4示出了最佳实施例中卡诺电池水循环能源系统规划装置第二种可能的结构示意图，包括：数据处理单元140、数据存储单元150和数据传输单元160。所述数据处理单元140用于对卡诺电池水循环能源系统规划装置的动作进行控制管理，例如，数据处理单元140用于支持卡诺电池水循环能源系统规划装置执行上述方法中的s100、s201、s202、s203；所述数据存储单元150用于存储卡诺电池水循环能源系统规划装置的程序代码和相关数据；所述数据传输单元160用于执行上述方法中的s300和用户的输入、输出数据操作。[0165]所述数据处理单元140可以是，但不限于处理器或控制器，例如可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框、模块和电路。所述数据处理单元140也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合、dsp和微处理器的组合等等。[0166]所述数据传输单元160可以是，但不限于鼠标和键盘等。[0167]当数据处理单元140为处理器，数据存储单元150为存储器时，本发明最佳实施例所涉及的卡诺电池水循环能源系统规划装置可以为如下的卡诺电池水循环能源系统规划装置。[0168]请参考图5，为本发明另一种最佳实施例中卡诺电池水循环能源系统规划装置可能的结构示意图，包括：处理器170、存储器180和总线190；所述存储器180用于存储计算机执行指令；所述处理器170与存储器180通过总线190连接，当卡诺电池水循环能源系统规划装置运行时，处理器170执行存储器180存储的计算机执行指令，执行如上述的卡诺电池水循环能源系统规划方法的s100、s201、s202、s203和s300。所述总线190可以是外设部件互连标准总线或扩展工业标准结构总线等；所述总线190可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。[0169]所述数据存储单元150及存储器180可以是，但不限于随机存取存储器，只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存储器，电可擦除只读存储器等。[0170]由于本发明最佳实施例提供的卡诺电池水循环能源系统规划装置可用于执行上述卡诺电池水循环能源系统规划方法，因此其所能获得的技术效果可参考上述方法实施例，本发明实施例在此不再赘述。[0171]在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。[0172]尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。[0173]由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。









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