庄闲和游戏-冷热电三联供系统中设备的配置方法、系统、设备和介质与流程

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　　1.本发明涉及冷热电三联供技术领域，尤其涉及一种冷热电三联供系统中设备的配置方法、系统、设备和介质。

　　2.冷热电三联供是指以天然气为主要燃料带动燃机、燃气锅炉或燃油锅炉等燃气发电设备运行，产生的电力供应用户的电力需求，系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷，其中余热回收利用设备包括余热锅炉、溴化锂制冷机(简称溴冷机)等。通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用。还可以提供并网电力作能源互补，整个系统的能源利用效率相应增加。

　　3.目前，楼宇级冷热电三联供系统的设备配置效率低，不能在满足用户冷热电需求的情况下快速获得每一类设备的最优数量值。

　　4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中楼宇级冷热电三联供系统的设备配置效率低，不能在满足用户冷热电需求的情况下快速获得每一类设备的最优数量值的缺陷，提供一种冷热电三联供系统中设备的配置方法、系统、设备和介质。

　　6.本发明提供一种冷热电三联供系统中设备的配置方法，所述配置方法包括：

　　7.获取功率负荷参数、设备功率参数和设备数量边界参数，其中，所述功率负荷参数包括预设时间段内用户在单位时间内的冷功率需求、热功率需求和电功率需求，所述设备功率参数包括每一类设备的功率参数，所述设备数量边界参数包括每一类设备的最小安装数量和最大安装数量；

　　8.获取设备的约束条件，所述约束条件用于保证每一类设备的输出总功率均到达相应类别的功率需求；

　　9.基于所述功率负荷参数、所述设备功率参数、所述设备数量边界参数和所述约束条件，获取在满足所述约束条件的情况下每一类设备的最优数量值；

　　11.较佳地，所述设备包括燃机、燃气锅炉或燃油锅炉、余热锅炉和溴冷机；

　　其中，n1表示燃机的数量，e0表示单个燃机的额定功率，表示燃机的输出总功率；

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，j1和j2为正整数；

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，q

　　表示溴冷机的制冷输出功率，cop表示溴冷机的制冷性能因素，j2和j3为正整数；

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，h

　　获取用户的历史冷功率需求数据、历史热功率需求数据和历史电功率需求数据；

　　基于所述历史冷功率需求数据、所述历史热功率需求数据和所述历史电功率需求数据获取对应的所述冷功率需求、所述热功率需求和所述电功率需求。

　　较佳地，所述基于所述历史冷功率需求数据、所述历史热功率需求数据和所述历史电功率需求数据获取对应的所述冷功率需求、所述热功率需求和所述电功率需求的步骤

　　对所述历史冷功率需求数据、所述历史热功率需求数据和所述历史电功率需求数据进行数据处理以获取对应的所述冷功率需求、所述热功率需求和所述电功率需求，所述数据处理包括求平均值、求中位数、求峰值中的至少一种。

　　较佳地，所述获取在满足所述约束条件的情况下每一类设备的最优数量值的步骤具体包括：

　　获取在满足所述约束条件的情况下每一类设备的最小数量值作为每一类设备的最优数量值；或，

　　获取满足所述约束条件的若干个数量值组合，每个数量值组合中均包括每一类设备的数量值；

　　本发明还提供一种冷热电三联供系统中设备的配置系统，所述配置系统包括：参数获取单元、约束条件获取单元、最优数量值获取单元和设备配置单元；

　　所述参数获取单元用于获取功率负荷参数、设备功率参数和设备数量边界参数，其中，所述功率负荷参数包括预设时间段内用户在单位时间内的冷功率需求、热功率需求和电功率需求，所述设备功率参数包括每一类设备的功率参数，所述设备数量边界参数包括每一类设备的最小安装数量和最大安装数量；

　　所述约束条件获取单元用于获取设备的约束条件，所述约束条件用于保证每一类设备的输出总功率均到达相应类别的功率需求；

　　所述最优数量值获取单元用于基于所述功率负荷参数、所述设备功率参数、所述设备数量边界参数和所述约束条件，获取在满足所述约束条件的情况下每一类设备的最优数量值；

　　所述设备配置单元用于根据所述最优数量值配置所述冷热电三联供系统中的每一类设备。

　　其中，n1表示燃机的数量，e0表示单个燃机的额定功率，表示燃机的输出总功率；

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，j1和j2为正整数；

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，q

　　表示溴冷机的制冷输出功率，cop表示溴冷机的制冷性能因素，j2和j3为正整数；

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，h

　　所述历史数据获取单元用于获取用户的历史冷功率需求数据、历史热功率需求数据和历史电功率需求数据；

　　所述需求数据获取单元用于基于所述历史冷功率需求数据、所述历史热功率需求数据和所述历史电功率需求数据获取对应的所述冷功率需求、所述热功率需求和所述电功率需求。

　　较佳地，所述需求数据获取单元具体用于对所述历史冷功率需求数据、所述历史热功率需求数据和所述历史电功率需求数据进行数据处理以获取对应的所述冷功率需求、所述热功率需求和所述电功率需求，所述数据处理包括求平均值、求中位数、求峰值中的至少一种。

　　所述数量值组合获取单元用于获取满足所述约束条件的若干个数量值组合，每个数量值组合中均包括每一类设备的数量值；

　　所述第二目标获取单元用于选取满足预设标准的数量值组合作为每一类设备的最优数量值。

　　本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的冷热电三联供系统中设备的配置方法。

　　本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的冷热电三联供系统中设备的配置方法的步骤。

　　本发明的积极进步效果在于：基于楼宇级用户冷热电负荷需求、设备功率参数和设备自身以及设备之间的约束条件，考虑到不同热值的热能利用方式，保障系统供冷供热可以满足用户冷热负荷及生活用水需求，在满足用户冷热电需求的情况下快速获得每一类设备的最优数量值，提高了设备配置的效率。

　　图2为本发明的实施例1的冷热电三联供系统中设备的配置方法中的步骤s13的一具体实施方式的流程图。

　　图3为本发明的实施例1的冷热电三联供系统中设备的配置方法中示例的系统拓扑图。

　　图4为本发明的实施例2的冷热电三联供系统中设备的配置系统的结构示意图。

　　图5为本发明的实施例2的冷热电三联供系统中设备的配置系统中的最优数量值获取单元103的一具体实施方式的结构示意图。

　　下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

　　本实施例提供一种冷热电三联供系统中设备的配置方法。参照图1，配置方法包括：

　　s11、获取功率负荷参数、设备功率参数和设备数量边界参数，其中，功率负荷参数包括预设时间段内用户在单位时间内的冷功率需求、热功率需求和电功率需求，设备功率参数包括每一类设备的功率参数，设备数量边界参数包括每一类设备的最小安装数量和最大安装数量。

　　s12、获取设备的约束条件，约束条件用于保证每一类设备的输出总功率均到达相应类别的功率需求。

　　s13、基于功率负荷参数、设备功率参数、设备数量边界参数和约束条件，获取在满足约束条件的情况下每一类设备的最优数量值。

　　其中，n1表示燃机的数量，e0表示单个燃机的额定功率，表示燃机的输出总功率。约束条件表示燃机的输出总功率不大于燃机的额定总容量(单个燃机的额定功率相同)，并且不小于燃机的(n1

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，j1和j2为正整数。约束条件表示余热锅炉的蒸汽输出总功率应小于燃机的烟气携热输出总功率的效率折算结果。

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，q

　　表示溴冷机的制冷输出功率，cop表示溴冷机的制冷性能因素，j2和j3为正整数。约束条件表示溴冷机所需的制冷输出功率不大于余热锅炉和燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率。q

　　即为溴冷机的制冷输出总功率，根据溴冷机的制冷输出总功率和单个溴冷机的制冷输出功率，可以得到溴冷机的数量。

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，h

　　表示溴冷机的蒸汽输入功率需求，j2和j3为正整数。约束条件表示楼宇级冷热电三联供系统的输出与用户冷、热、电需求保持平衡以及匹配。

　　在本实施例中，约束条件可以包括本领域技术人员应该知晓的公知常识，例如：

　　其中，表示燃机的输出总功率，n1表示燃机的数量，表示单个燃机的天然气输入功率，表示燃机效率。

　　其中，表示单个余热锅炉的最小输出功率，n2表示余热锅炉的数量，表示余热锅炉的额定总功率，表示单个余热锅炉的最大输出功率。

　　其中，表示燃气锅炉或燃油锅炉的输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的天然气输入功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉效率。

　　其中，表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的最小输出功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，表示燃气锅炉或燃油锅炉的额定总功率，表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的最大输出功率。

　　41.3 30.9 32.7 36.5 59.9 37. 613.2 12.3 39.4 24.8 29.5 45.8 50.3 83.9 6.9 55.1 24.1 75.8 63.8 7.2 2.2 11.3 33.0 9.1 41.8 33.313.5 31.3 55.8 43.5 21.5 45.6 14.7 16.4]

　　[16.8 14.1 13.2 12.3 12.9 12.9 12.9 13.5 18.3 24.9 28.8 33.6 36.9 40.2 42.0 40.5 34.8 30.9 27.9 25.8 24.9 23.7 22.2 18.9 16.8 14.1 13.2 12.3 12.9 12.9 12.9 13.5 18.3 24.9 28.8 33.6 36.9 40.2 42.0 40.5 34.8 30.9 27.9 25.8 24.9 23.7 22.2 18.9]

　　基于功率负荷参数、设备功率参数、设备数量边界参数和约束条件，使用matlab中的linprog求解器获取在满足约束条件的情况下每一类设备的最优数量值，具体地，燃机为2个，余热锅炉为1个，燃气锅炉或燃油锅炉为2个，溴冷机为1个。

　　根据最优数量值配置冷热电三联供系统中的燃机、余热锅炉、燃气锅炉或燃油锅炉和溴冷机。

　　本实施例的冷热电三联供系统中设备的配置方法基于楼宇级用户冷热电负荷需求、设备功率参数和设备自身以及设备之间的约束条件，考虑到不同热值的热能利用方式，保障系统供冷供热可以满足用户冷热负荷及生活用水需求，在满足用户冷热电需求的情况下快速获得每一类设备的最优数量值，提高了设备配置的效率。

　　本实施例提供一种冷热电三联供系统中设备的配置系统。参照图4，配置系统包括：参数获取单元101、约束条件获取单元102、最优数量值获取单元103和设备配置单元104。

　　参数获取单元101用于获取功率负荷参数、设备功率参数和设备数量边界参数，其中，功率负荷参数包括预设时间段内用户在单位时间内的冷功率需求、热功率需求和电功率需求，设备功率参数包括每一类设备的功率参数，设备数量边界参数包括每一类设备的最小安装数量和最大安装数量。

　　约束条件获取单元102用于获取设备的约束条件，约束条件用于保证每一类设备的输出总功率均到达相应类别的功率需求。

　　最优数量值获取单元103用于基于功率负荷参数、设备功率参数、设备数量边界参数和约束条件，获取在满足约束条件的情况下每一类设备的最优数量值。

　　设备配置单元104用于根据最优数量值配置冷热电三联供系统中的每一类设备。

　　其中，n1表示燃机的数量，e0表示单个燃机的额定功率，表示燃机的输出总功率。约束条件表示燃机的输出总功率不大于燃机的额定总容量(单个燃机的额定功率相同)，并且不小于燃机的(n1

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，j1和j2为正整数。约束条件表示余热锅炉的蒸汽输出总功率应小于燃机的烟气携热输出总功率的效率折算结果。

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，q

　　因素，j2和j3为正整数。约束条件表示溴冷机所需的制冷输出功率不大于余热锅炉和燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率。q

　　即为溴冷机的制冷输出总功率，根据溴冷机的制冷输出总功率和单个溴冷机的制冷输出功率，可以得到溴冷机的数量。

　　表示单个余热锅炉的蒸汽输出功率，表示余热锅炉的蒸汽输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，h

　　表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉的蒸汽输出总功率，h

　　表示溴冷机的蒸汽输入功率需求，j2和j3为正整数。约束条件表示楼宇级冷热电三联供系统的输出与用户冷、热、电需求保持平衡以及匹配。

　　在本实施例中，约束条件可以包括本领域技术人员应该知晓的公知常识，例如：

　　其中，表示燃机的输出总功率，n1表示燃机的数量，表示单个燃机的天然气输入功率，表示燃机效率。

　　其中，表示单个余热锅炉的最小输出功率，n2表示余热锅炉的数量，表示余热锅炉的额定总功率，表示单个余热锅炉的最大输出功率。

　　其中，表示燃气锅炉或燃油锅炉的输出总功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的天然气输入功率，表示燃气锅炉或燃油锅炉效率。

　　其中，表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的最小输出功率，n3表示燃气锅炉或燃油锅炉的数量，表示燃气锅炉或燃油锅炉的额定总功率，表示单个燃气锅炉或燃油锅炉的最大输出功率。

　　具体实施时，所述配置系统还包括：历史数据获取单元105和需求数据获取单元106。

　　历史数据获取单元105用于获取用户的历史冷功率需求数据、历史热功率需求数据和历史电功率需求数据。

　　需求数据获取单元106用于基于所述历史冷功率需求数据、所述历史热功率需求数据和所述历史电功率需求数据获取对应的所述冷功率需求、所述热功率需求和所述电功率需求。

　　具体实施时，需求数据获取单元106具体用于对所述历史冷功率需求数据、所述历史热功率需求数据和所述历史电功率需求数据进行数据处理以获取对应的所述冷功率需求、所述热功率需求和所述电功率需求，所述数据处理包括求平均值、求中位数、求峰值中的至少一种。

　　第一目标获取单元1031用于获取在满足所述约束条件的情况下每一类设备的最小数量值作为每一类设备的最优数量值。

　　参照图5，最优数量值获取单元103包括数量值组合获取单元1032和第二目标获取单元1033。

　　数量值组合获取单元1032用于获取满足所述约束条件的若干个数量值组合，每个数量值组合中均包括每一类设备的数量值。

　　第二目标获取单元1033用于选取满足预设标准的数量值组合作为每一类设备的最优数量值。

　　其中，预设标准包括但不限于消耗能源总量最低、消耗单类能源量最低、能源利用总效率最高、单类能源利用效率最高、成本最低中的至少一种。可以根据需要设置预设标准。

　　以下为利用前述的冷热电三联供系统中设备的配置系统进行设备配置的一个示例。

　　[130.4 128.8 128.0 129.2 137.8 166.0 189.4 191.4 191.0 175.6 160.4 160.0 158.8 157.0 152.6 153.2 165.0 186.4 203.2 209.0 207.6 197.2 173.4 143.4 130.4 128.8 128.0 129.2 137.8 166.0 189.4 191.4 191.0 175.6 160.4 160.0 158.8 157.0 152.6 153.2 165.0 186.4 203.2 209.0 207.6 197.2 173.4 143.4]

　　在48小时时间段内用户在每小时内的热负荷需求中的空调热负荷需求(kw)

　　[70.4 101.2 83.6 105.6 84.8 85.2 113.2 113.6 99.2 84.8 72.0 61.2 54.4 46.0 43.6 42.8 46.8 54.0 60.4 61.6 41.6 47.2 45.6 74.0 70.4 101.2 83.6 105.6 84.8 85.2 113.2 113.6 99.2 84.8 72.0 61.2 54.4 46.0 43.6 42.8 46.8 54.0 60.4 61.6 41.6 47.2 45.6 74.0]

　　[52.4 29.5 36.2 33.7 32.9 54.2 93.0 70.3 17.2 2.3 30.5 4.9 38.7 23.6 41.3 30.9 32.7 36.5 59.9 37.6 13.2 12.3 39.4 24.8 29.5 45.8 50.3 83.9 6.9 55.1 24.1 75.8 63.8 7.2 2.2 11.3 33.0 9.1 41.8 33.3 13.5 31.3 55.8 43.5 21.5 45.6 14.7 16.4]

　　[16.8 14.1 13.2 12.3 12.9 12.9 12.9 13.5 18.3 24.9 28.8 33.6 36.9 40.2 42.0 40.5 34.8 30.9 27.9 25.8 24.9 23.7 22.2 18.9 16.8 14.1 13.2 12.3 12.9 12.9 12.9 13.5 18.3 24.9 28.8 33.6 36.9 40.2 42.0 40.5 34.8 30.9 27.9 25.8 24.9 23.7 22.2 18.9]

　　约束条件获取单元获取设备的约束条件。其中，约束条件包括本实施例中列出的所有的公式。

　　最优数量值获取单元基于功率负荷参数、设备功率参数、设备数量边界参数和约束条件，使用matlab中的linprog求解器获取在满足约束条件的情况下每一类设备的最优数量值，具体地，燃机为2个，余热锅炉为1个，燃气锅炉或燃油锅炉为2个，溴冷机为1个。

　　设备配置单元根据最优数量值配置冷热电三联供系统中的燃机、余热锅炉、燃气锅炉或燃油锅炉和溴冷机。

　　本实施例的冷热电三联供系统中设备的配置系统基于楼宇级用户冷热电负荷需求、设备功率参数和设备自身以及设备之间的约束条件，考虑到不同热值的热能利用方式，保障系统供冷供热可以满足用户冷热负荷及生活用水需求，在满足用户冷热电需求的情况下快速获得每一类设备的最优数量值，提高了设备配置的效率。

　　图6为本发明实施例3提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例1中的冷热电三联供系统中设备的配置方法。图6显示的电子设备30仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

　　电子设备30可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备30的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器31、上述至少一个存储器32、连接不同系统组件(包括存储器32和处理器31)的总线]

　　总线包括数据总线可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)321和/或高速缓存存储器322，还可以进一步包括只读存储器(rom)323。

　　存储器32还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325，这样的程序模块324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

　　处理器31通过运行存储在存储器32中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例1中的冷热电三联供系统中设备的配置方法。

　　电子设备30也可以与一个或多个外部设备34(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口35进行。并且，模型生成的电子设备30还可以通过网络适配器36与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特

　　网)通信。如图所示，网络适配器36通过总线的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的电子设备30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

　　应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化；反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

　　本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现实施例1中的冷热电三联供系统中设备的配置方法的步骤。

　　其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

　　在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1中的冷热电三联供系统中设备的配置方法的步骤。

　　其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

　　虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

　　技术研发人员：杨青;张艳梅;钱坤;顾清之;仇秋玲;张素娟;赵伟杰;顾晓鸥

　　1.振动信号时频分析理论与测试系统设计 2.汽车检测系统设计 3.汽车电子控制系统设计