一种生物质气化多联产系统的协同运行方法及其系统与流程

技术特征：

1.一种生物质气化多联产系统的协同运行方法，其特征在于：包括以下内容：

step1：构建生物质气化多联产系统，其中，所述生物质气化多联产系统的供能端包括建筑冷热供能端、氢能供能端以及电能供能端；

step2：采用协同运行策略运行所述生物质气化多联产系统；

其中，所述协同运行策略为：

氢能需求：所述生物质气化多联产系统中的氢能由储氢设备和/或电解槽供给；

热能需求：获取原动机负荷率，若原动机负荷率小于预设最小开启参数，原动机不启动，由储热设备和/或生物质锅炉提供热能；若原动机负荷率大于或等于最小开启参数且小于最大开启参数1时，原动机处于部分开启状态，由原动机和/或储热设备提供热能；若原动机大于最大开启参数1，所述原动机完全开启，由所述储热设备和/或原动机和/或生物质锅炉提供热能；

其中，原动机驱动地源热泵和/或余热回收系统回收原动机产生的余热以驱动热交换器和吸收式制冷机，实现冷热供给；

电能需求：所述生物质气化多联产系统中电能由原动机和/或公共电网和/或燃料电池供给。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：氢能需求供给规则为：判断所述生物质气化多联产系统中的储氢设备是否满足氢能需求，若满足，由所述储氢设备单独供应所述氢能；若不满足，由所述储氢设备和电解槽共同供应；

电能需求供给规则为：获取原动机的发电量，以及电解槽的电能需求、地源热泵的电能需求及剩余电能需求；再判断电能是否平衡，若不平衡，由公共电网和/或燃料电池补充电能；若平衡，由所述原动机供给电能。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括：采用多目标遗传算法优化所述生物质气化多联产系统的配置；

其中，将所述生物质气化多联产系统中汽车类型比例、原动机容量、地源热泵输出负荷比为优化参数，并设置为粒子位置参数；在所述多目标遗传算法中以所述生物质气化多联产系统的运行状态确定粒子的适应度，以及在粒子迭代更新过程中所述生物质气化多联产系统均采用协同运行策略运行；

其中，所述汽车类型比例为建筑区域范围内氢能汽车/电动汽车保有量的比例。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：采用多目标遗传算法确定汽车类型比例、原动机容量、地源热泵输出负荷比的最优组合的过程如下：

s1-1：初始化多目标遗传算法的参数以及初始化粒子种群；

s1-2：基于每个粒子的位置参数确定的生物质气化多联产系统，分别采用协同运行策略运行所述生物质气化多联产系统，计算出每个粒子的适应度；

s1-3：基于每个粒子的适应度对粒子进行选择、交叉、变异；

其中，若是满足迭代终止条件，则根据适应度选择出最佳粒子，所述最佳粒子对应的汽车类型比例、原动机容量、地源热泵输出负荷比为所述最优组合；否则，返回s1-2进入下一次迭代计算。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：粒子的适应度由一次能源节约率、二氧化碳排放减少率、年总成本节约率加权求和得到。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：原动机未启动时，热能的补给优先级为：储热设备、生物质锅炉；原动机启动后，热能的补给优先级为：储热设备、原动机、生物质锅炉；

原动机未启动时，电能的补给优先级为：燃料电池、公共电网；原动机启动后，电能的补给优先级为：原动机、燃料电池、公共电网。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述方法的生物质气化多联产系统，其特征在于：包括：生物质气化炉、原动机、生物质锅炉、燃料电池、电解槽、储氢罐、储热罐；

其中，向所述生物质气化炉和生物质锅炉通入生物质，所述生物质气化炉与所述原动机连接；所述原动机与地源热泵、电解槽连接，提供电能；且所述地源热泵、所述电解槽均与公共电网连接；所述地源热泵供给热负荷和冷负荷；

所述电解槽与所述储氢罐连通，提供氢能至所述储氢罐；所述储氢罐与氢能需求设备和燃料电池连接，提供氢能；所述燃料电池与电能需求设备连接；

所述生物质锅炉与所述储热罐连通，提供热能。

8.根据权利要求7所述的生物质气化多联产系统，其特征在于：还包括余热回收装置、吸收式制冷机组和热交换器；

其中，所述余热回收装置与所述原动机连接，回收原动机的余热，并驱动所述吸收式制冷机组和热交换器。

技术总结
本发明公开了一种生物质气化多联产系统的协同运行方法及其系统，其中，实现冷热负荷、氢负荷以及电负荷的多能源供给，并采用协同运行策略运行生物质气化多联产系统；如氢能需求：由储氢设备和/或电解槽供给；热能需求：依据原动机负荷率与预设最小开启参数、最大开启参数1的大小关系选择性开启或部分开启或不开启原动机；电能需求：由原动机和/或公共电网和/或燃料电池供给。且本发明为了优化生物质气化多联产系统，选择汽车类型比例、原动机容量、地源热泵输出负荷比为优化参数，优化生物质气化多联产系统的配置，在考虑到冷、热、电、氢能耦合情况下，还创造性考虑了氢车电车模型的比例问题，使得生物质气化多联产系统更具综合优势。

技术研发人员：张晓烽;颜仁仕;朱睿霖
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2021.05.25
技术公布日：2021.08.03