CN113266439B - 基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法及***，方法包括：构建液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路基于第一***参数的循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数；以循环效率、
效率最大，供能成本最小为目标，构建基于循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数的三联供目标函数并求解得到所述三联供目标函数的最优折衷解；获取供需匹配系数并进行判断，若满足所述供需匹配系数，则输出所述最优折衷解的第二***参数，并将所述第二***参数作为三联供运行参数。本发明通过根据供需关系对供热、供冷和供电的能源进行分配，实现了三联供***以最低的成本实现供能效率的最大化。
Description
技术领域
本发明涉及分布式能源和储能技术领域，尤其涉及一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法及***。
背景技术
在能源危机和环境保护的双重压力下，可再生能源日益引起人们的广泛关注，但可再生储能固有的间歇性和波动性一定程度阻碍了其快速发展。储能通过对间歇能量平移，可以改变被动的即发即用模式，增强可再生能源的可调度性。
其中，液态空气储能技术摆脱了地理位置、地貌条件等环境因素的限制，具备高储能密度、可移动存储，单位储能成本低并可以很好地与其他热力过程进行整合等重要优势，近几年液态空气储能技术发展迅速，关键技术在国内外示范工程中得到了验证应用，趋于成熟。液态空气储能技术即在用能低谷时，将压缩后的空气液化并进行常压存储，在用电高峰时，液态空气释放冷能、膨胀发电。在空气压缩过程中所产生的压缩热通常过剩，并常以热能形式耗散，***产能形式单一，能量利用效率较低。因此，液态空气储能技术的能量转换仍需进一步优化改善，产能形式及应用场合仍需进一步拓宽。
在推进全球能源互联网的背景下，冷热电联供***与微电网的结合是一种基于能源梯级利用原理，融合多种分布式能源的综合供能***。但传统的冷热电三联供***的动力单元常采用内燃机或燃气轮机作为动力设备，在燃料燃烧过程中会产生碳排放，造成环境污染，不符合绿色低碳经济能源的发展要求。
发明内容
本发明提供一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，用以解决传统的冷热电三联供***的动力单元常采用内燃机或燃气轮机作为动力设备，在燃料燃烧过程中会产生碳排放，造成环境污染，不符合绿色低碳经济能源发展要求的缺陷，通过提出以***循环效率、
效率最大化，供能成本最小化为目标，根据供需关系对供热、供冷和供电的能源进行分配，实现了三联供***以最低的成本实现供能效率的最大化。
本发明还提供一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，用以解决传统的冷热电三联供***的动力单元常采用内燃机或燃气轮机作为动力设备，在燃料燃烧过程中会产生碳排放，造成环境污染，不符合绿色低碳经济能源发展要求的缺陷，通过提出基于液态空气储能并具备用能削峰填谷功能的三联供***，满足用户侧的冷、热、电等多类型能源需求，增强***能量梯级利用，对于因地制宜的消纳当地风、光资源，促进多能互补，提高供能***经济性和清洁性具有重要意义。
根据本发明第一方面提供的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，包括：液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路，其中，所述液态空气储能通路与所述供热通路连接，所述液态空气释能通路分别与所述供冷通路和所述供电通路连接，所述方法包括：
获取所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的三联供比例参数；
构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数；
以循环效率、
效率最大，供能成本最小为目标，构建基于所述循环效率目标函数、所述
效率目标函数和所述供能成本函数的三联供目标函数，并基于所述第一***参数和混合智能算法对所述三联供目标函数求解，得到供能方案解集；
根据所述三联供比例参数分别为所述循环效率目标函数、所述
效率目标函数和所述供能成本函数添加权重特征值，并利用模糊隶属函数求解得到所述三联供目标函数的最优折衷解；
获取供需匹配系数，计算供热量和需热量的第一供需关系比，计算供冷量和需冷量的第二供需关系比，计算供电量和需电量的第三供需关系比，并进行判断；
若所述第一供需关系比、所述第二供需关系比和所述第三供需关系比均满足所述供需匹配系数，则输出所述最优折衷解的第二***参数，并将所述第二***参数作为三联供运行参数；
若所述第一供需关系比、所述第二供需关系比和所述第三供需关系比中至少一个不满足所述供需匹配系数，则调节所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的供给比例，直至满足所述供需匹配系数。
根据本发明的一种实施方式，所述获取所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的三联供比例参数的步骤中，具体包括:
获取运行时间参数，根据所述运行时间参数确定所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的三联供比例参数，其中，所述运行时间参数包括运行的时间段和\或运行的季节。
具体来说，本实施例提供了一种获取三联供比例参数的实施方式，由于在不同的季节或者运行时间段，对于冷热电的需求不同，因此根据季节或者时间段进行相应冷热电分配比例的确定，进而可以更贴近实际需求进行三联供能源的分配。
在一个应用场景中，在夏季运行时，供热占总供能的比例为5％-15％，供冷占总供能的比例为35％-50％，供电占总供能的比例为35％-60％；***在过渡季运行时，供热占总供能的比例为15％-25％，供冷占总供能的比例为5％-10％，供电占总供能的比例为65％-80％；***在冬季运行时，供热占总供能的比例为55％-65％，供冷占总供能的比例为0，供电占总供能的比例为35％-45％。进一步地，根据***容量确定***的供能数量，如以***供能总容量为10MW为例，在夏季运行时，***的供热量为0.5-1.5MW，供冷量为3.5-5MW，供电量为3.5-6MW。
根据本发明的一种实施方式，所述构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的循环效率目标函数的步骤中，具体包括：
获取所述液态空气储能通路和所述液态空气释能通路的耗电量参数、所述供电通路的供电量参数、所述供热通路的供热量参数、所述供冷通路的供冷量参数、所述供冷通路的冷电转化系数和所述供热通路的热电转化系数；
根据所述耗电量参数、所述供电量参数、所述供热量参数、所述供冷量参数、所述冷电转化系数和所述热电转化系数构建所述循环效率目标函数。
具体来说，本实施例提供了一种构建循环效率目标函数的实施方式，对于循环效率目标函数的构建，应用如下公式：
其中，RTE为循环效率目标函数；
WLAP是液态空气释能通路的耗电量参数；
WCOM是液态空气储能通路的耗电量参数；
WATB是供电通路的供电量参数；
Qc是供冷通路的供冷量参数；
Qh是供热通路的供热量参数；
COPc是供冷通路的冷电转化系数；
COPh为供热通路的热电转化系数。
根据本发明的一种实施方式，所述构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的
效率目标函数的步骤中，具体包括：
获取所述液态空气储能通路和所述液态空气释能通路的耗电量参数、所述供热通路的热
参数、所述供冷通路的冷
参数；
根据所述耗电量参数、所述热
参数和所述冷
参数构建所述
效率目标函数。
具体来说，本实施例提供了一种构建
效率目标函数的实施方式，对于
效率目标函数的构建，应用如下公式：
ηex＝(WATB-WLAP+Exc+Exh)/WCOM
其中，ηex为
效率目标函数；
WATB是供电通路的供电量参数；
WLAP是液态空气释能通路的耗电量参数；
WCOM是液态空气储能通路的耗电量参数；
Exc是冷
参数；
Exh是热
参数。
根据本发明的一种实施方式，所述构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的供能成本函数的步骤中，具体包括：
获取成本回收因子、通货膨胀率和初始投资成本；
获取第i月的供电量、供冷量、供热量，以及第i月的月度总成本，其中，i为大于等于1且小于等于12的整数；
根据所述成本回收因子、所述通货膨胀率、所述初始投资成本、所述供电量、所述供冷量、所述供热量和所述月度总成本构建所述供能成本函数。
具体来说，本实施例提供了一种构建供能成本函数的实施方式，对于供能成本函数的构建，应用如下公式：
其中，LCOE为供能成本函数；
α是成本回收因子；
Wj、Qc，j和Qh，j是***在第j月提供的供电量、供冷量和供热量；
f是通货膨胀率；
∑iCi是初始投资成本；
ATC是第i月的月度总成本。
根据本发明的一种实施方式，在以循环效率、
效率最大，供能成本最小为目标，构建基于所述循环效率目标函数、所述
效率目标函数和所述供能成本函数的三联供目标函数的步骤中，具体包括：
以[max RTE，maxηex，min LCOE]为三联供目标函数，利用智能算法如遗传算法或粒子群算法来求解三联供***供能的最优解集，解集中包括多组不同的第一***参数的组合。
根据本发明的一种实施方式，根据所述三联供比例参数分别为所述循环效率目标函数、所述
效率目标函数和所述供能成本函数添加权重特征值，并利用模糊隶属函数求解得到所述三联供目标函数的最优折衷解的步骤中，具体包括：
根据所述三联供比例参数分别为所述循环效率目标函数、所述
效率目标函数和所述供能成本函数添加权重特征值，利用模糊隶属度函数求解最优折衷解，得到***最优供能规划。
在一个应用场景中，三联供比例参数按照w1＝w2＝w3＝1/3设置，来求解满足最优解集且使得
成立的最优供能方案。
根据本发明的一种实施方式，获取供需匹配系数，计算供热量和需热量的第一供需关系比，计算供冷量和需冷量的第二供需关系比，计算供电量和需电量的第三供需关系比，并进行判断的步骤中，具体包括：
根据供需匹配系数进行判断，对第一供需关系比、第二供需关系比和第三供需关系比是否满足需求进行验证。
在一个应用场景中，供需匹配系数为0.5至1.5之间，判断***的供能与需求是否匹配，当供冷量、供热量和供电量同时满足***的供需匹配函数
时，则输出所述最优折衷解的第二***参数，并将所述第二***参数作为三联供运行参数；否则，改变设定的冷、热、电供给比例，迭代优化直至满足***供需匹配函数时，再输出第二***参数。
根据本发明第二方面提供的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，具有上述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，或者上述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行装置，所述***包括：热能回路；
所述液态空气储能通路利用低谷电将空气压缩成液态空气实现储能；
所述液态空气储能通路和所述供电通路通过所述热能回路进行耦合换热。
根据本发明的一种实施方式，包括：压缩机组、冷却器、蓄冷装置、降压装置、液态空气储罐、低温泵、常温储罐、中温储罐和再热器；
所述压缩机组、所述冷却器、所述蓄冷装置、所述降压装置和所述液态空气储罐依次连接形成所述液态空气储能通路；
所述液态空气储罐、所述低温泵和所述蓄冷装置依次连接形成所述液态空气释能通路；
所述冷却器、所述中温储罐、所述再热器和所述常温储罐连接形成所述热能回路。
具体来说，本实施例提供了一种液态空气储能通路、液态空气释能通路和热能回路的实施方式。
根据本发明的一种实施方式，还包括：第一膨胀机组；
所述蓄冷装置、所述再热器和所述第一膨胀机组依次连接形成所述供电通路。
具体来说，本实施例提供了一种供电通路的实施方式。
根据本发明的一种实施方式，还包括：第二膨胀机组和供冷装置；
所述蓄冷装置、所述第二膨胀机组和所述供冷装置依次连接形成所述供冷通路。
具体来说，本实施例提供了一种供冷通路的实施方式。
根据本发明的一种实施方式，其特征在于，还包括：供热装置；
所述常温储罐、所述冷却器、所述中温储罐和所述供热装置依次连接形成所述供热通路。
具体来说，本实施例提供了一种供热通路的实施方式。
本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本发明提供的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法及***，通过提出以***循环效率、
效率最大化，供能成本最小化为目标，根据供需关系对供热、供冷和供电的能源进行分配，实现了三联供***以最低的成本实现供能效率的最大化。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法的流程示意图；
图2是本发明提供的基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***的布置关系示意图。
附图标记：
10、压缩机组； 20、冷却器； 30、蓄冷装置；
40、降压装置； 50、液态空气储罐； 60、低温泵；
70、常温储罐； 80、中温储罐； 90、再热器；
100、第一膨胀机组； 110、第二膨胀机组； 120、供冷装置；
130、供热装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1是本发明提供的基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法的流程示意图。图2是本发明提供的基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***的布置关系示意图。本发明提供的多路膨胀的液态空气储能三联供运行***包括压缩单元、蓄冷单元及供能单元。压缩单元包括压缩机组10，冷却器20，常温储罐70和中温储罐80；蓄冷单元包括蓄冷装置30、降压装置40、液态空气储罐50和低温泵60；供能单元包括供电部件，供冷部件和供热部件，供电部件包括再热器90和膨胀机组，供冷部件包括第二膨胀机组110和供冷装置120，供热部件包括供热装置130。
第二膨胀机组110和供冷装置120组成的供冷部件与再热器90和第一膨胀机组100组成的供电部件采用并联旁通结构，通过改变流入供冷部件和供电部件的空气分流比可以实现冷能和电能供给比例的调节。空气分流比的调控可以通过供电和供冷管路上阀门的开度调节实现。
回收并存储在中温储罐80的压缩热一部分用于供电部件中再热器90的热源，另一部分用于供热装置130的热源，携带压缩热的换热流体通过再热器90和供热装置130的换热后，降温存储于常温储罐70。通过对流入再热器90和供热装置130的传热流体分流比例调节可以实现供电和供热比例的调节。传热流体分流比的调控可以通过再热器90和供热管路上阀门的开度调节实现。
需要说明的是，本发明提供的基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，在用能低谷时，消耗低谷电实现空气的液化，在用能高峰时，通过膨胀机组，供冷装置120和供热装置130实现电能、冷能和热能的供应，基于液态空气储能的三联供***实现用能的削峰填谷。蓄冷单元的降压装置40可采用低温膨胀机，在储能阶段，高压低温空气流经低温膨胀机膨胀做功，补偿压缩机的功耗。
进一步地，，本发明提供的多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，结构简单紧凑，能量梯级利用，***供能冷热电比例可以实现灵活调节。对比传统的冷热电三联供***，基于液态空气储能的三联供***运行过程为净零碳过程，无燃烧过程，***供能清洁绿色。将液态空气储能与三联供***耦合，在用能低谷时，存储低谷电能；在用能高峰时，***提供冷、热、电多种类型能源，***能够实现用能的削峰填谷，促进可再生能源消纳。对比传统的液态空气储能***，利用过剩的压缩热实现***的供电和供热，***能量利用高效，充分发挥了多能互补的优势，提升了***的循环效率，并拓展了液态空气储能的应用范围。
在一个应用场景中，供电部件中再热器90和供热装置130的热源除了可以是压缩热，还可以采用太阳能光热和回收利用不充分的工业余热。
在另一个应用场景中，在释能阶段也可以采用热泵技术，进行压缩热品位的升级，实现冷、热、电、汽的多能联供。
在又一个应用场景中，基于液态空气储能***的三联供***也可以改为基于压缩空气储能的三联供***，只需将蓄冷单元做相应的修改。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一些具体实施方案中，如图1所示，本方案提供一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，包括：液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路，其中，液态空气储能通路与供热通路连接，液态空气释能通路分别与供冷通路和供电通路连接，方法包括：
获取供热通路、供冷通路和供电通路的三联供比例参数；
构建液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路基于第一***参数的循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数；
以循环效率、
效率最大，供能成本最小为目标，构建基于循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数的三联供目标函数，并基于第一***参数和混合智能算法对三联供目标函数求解，得到供能方案解集；
根据三联供比例参数分别为循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数添加权重特征值，并利用模糊隶属函数求解得到三联供目标函数的最优折衷解；
获取供需匹配系数，计算供热量和需热量的第一供需关系比，计算供冷量和需冷量的第二供需关系比，计算供电量和需电量的第三供需关系比，并进行判断；
若第一供需关系比、第二供需关系比和第三供需关系比均满足供需匹配系数，则输出最优折衷解的第二***参数，并将第二***参数作为三联供运行参数；
若第一供需关系比、第二供需关系比和第三供需关系比中至少一个不满足供需匹配系数，则调节供热通路、供冷通路和供电通路的供给比例，直至满足供需匹配系数。
详细来说，本发明提供一种多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，用以解决传统的冷热电三联供***的动力单元常采用内燃机或燃气轮机作为动力设备，在燃料燃烧过程中会产生碳排放，造成环境污染，不符合绿色低碳经济能源的发展要求的缺陷，通过提出以***循环效率、
效率最大化，供能成本最小化为目标，根据供需关系对供热、供冷和供电的能源进行分配，实现了三联供***以最低的成本实现供能效率的最大化。
在本发明一些可能的实施例中，获取供热通路、供冷通路和供电通路的三联供比例参数的步骤中，具体包括:
获取运行时间参数，根据运行时间参数确定供热通路、供冷通路和供电通路的三联供比例参数，其中，运行时间参数包括运行的时间段和\或运行的季节。
具体来说，本实施例提供了一种获取三联供比例参数的实施方式，由于在不同的季节或者运行时间段，对于冷热电的需求不同，因此根据季节或者时间段进行相应冷热电分配比例的确定，进而可以更贴近实际需求进行三联供能源的分配。
在一个应用场景中，在夏季运行时，供热占总供能的比例为5％-15％，供冷占总供能的比例为35％-50％，供电占总供能的比例为35％-60％；***在过渡季运行时，供热占总供能的比例为15％-25％，供冷占总供能的比例为5％-10％，供电占总供能的比例为65％-80％；***在冬季运行时，供热占总供能的比例为55％-65％，供冷占总供能的比例为0，供电占总供能的比例为35％-45％。进一步地，根据***容量确定***的供能数量，如以***供能总容量为10MW为例，在夏季运行时，***的供热量为0.5-1.5MW，供冷量为3.5-5MW，供电量为3.5-6MW。
在本发明一些可能的实施例中，构建液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路基于第一***参数的循环效率目标函数的步骤中，具体包括：
获取液态空气储能通路和液态空气释能通路的耗电量参数、供电通路的供电量参数、供热通路的供热量参数、供冷通路的供冷量参数、供冷通路的冷电转化系数和供热通路的热电转化系数；
根据耗电量参数、供电量参数、供热量参数、供冷量参数、冷电转化系数和热电转化系数构建循环效率目标函数。
具体来说，本实施例提供了一种构建循环效率目标函数的实施方式，对于循环效率目标函数的构建，应用如下公式：
其中，RTE为循环效率目标函数；
WLAP是液态空气释能通路的耗电量参数；
WCOM是液态空气储能通路的耗电量参数；
WATB是供电通路的供电量参数；
Qc是供冷通路的供冷量参数；
Qh是供热通路的供热量参数；
COPc是供冷通路的冷电转化系数；
COPh为供热通路的热电转化系数。
在本发明一些可能的实施例中，构建液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路基于第一***参数的
效率目标函数的步骤中，具体包括：
获取液态空气储能通路和液态空气释能通路的耗电量参数、供热通路的热
参数、供冷通路的冷
参数；
根据耗电量参数、热
参数和冷
参数构建
效率目标函数。
具体来说，本实施例提供了一种构建
效率目标函数的实施方式，对于
效率目标函数的构建，应用如下公式：
ηex＝(WATB-WLAP+Exc+Exh)/WCOM
其中，ηex为
效率目标函数；
WATB是供电通路的供电量参数；
WLAP是液态空气释能通路的耗电量参数；
WCOM是液态空气储能通路的耗电量参数；
Exc是冷
参数；
Exh是热
参数。
在本发明一些可能的实施例中，构建液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路基于第一***参数的供能成本函数的步骤中，具体包括：
获取成本回收因子、通货膨胀率和初始投资成本；
获取第i月的供电量、供冷量、供热量，以及第i月的月度总成本，其中，i为大于等于1且小于等于12的整数；
根据成本回收因子、通货膨胀率、初始投资成本、供电量、供冷量、供热量和月度总成本构建供能成本函数。
具体来说，本实施例提供了一种构建供能成本函数的实施方式，对于供能成本函数的构建，应用如下公式：
其中，LCOE为供能成本函数；
α是成本回收因子；
Wj、Qc，j和Qh，j是***在第j月提供的供电量、供冷量和供热量；
f是通货膨胀率；
∑iCi是初始投资成本；
ATC是第i月的月度总成本。
在本发明一些可能的实施例中，在以循环效率、
效率最大，供能成本最小为目标，构建基于循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数的三联供目标函数的步骤中，具体包括：
以[max RTE，maxηex，min LCOE]为三联供目标函数，利用智能算法如遗传算法或粒子群算法来求解三联供***供能的最优解集，解集中包括多组不同的第一***参数的组合。
在本发明一些可能的实施例中，根据三联供比例参数分别为循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数添加权重特征值，并利用模糊隶属函数求解得到三联供目标函数的最优折衷解的步骤中，具体包括：
根据三联供比例参数分别为循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数添加权重特征值，利用模糊隶属度函数求解最优折衷解，得到***最优供能规划。
在一个应用场景中，三联供比例参数按照w1＝w2＝w3＝1/3设置，来求解满足最优解集且使得
成立的最优供能方案。
在本发明一些可能的实施例中，获取供需匹配系数，计算供热量和需热量的第一供需关系比，计算供冷量和需冷量的第二供需关系比，计算供电量和需电量的第三供需关系比，并进行判断的步骤中，具体包括：
根据供需匹配系数进行判断，对第一供需关系比、第二供需关系比和第三供需关系比是否满足需求进行验证。
在一个应用场景中，供需匹配系数为0.5至1.5之间，判断***的供能与需求是否匹配，当供冷量、供热量和供电量同时满足***的供需匹配函数
时，则输出最优折衷解的第二***参数，并将第二***参数作为三联供运行参数；否则，改变设定的冷、热、电供给比例，迭代优化直至满足***供需匹配函数时，再输出第二***参数。
在本发明的一些具体实施方案中，如图2所示，本方案提供一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，具有上述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，或者上述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行装置，***包括：热能回路；液态空气储能通路利用低谷电将空气压缩成液态空气实现储能；液态空气储能通路和供电通路通过热能回路进行耦合换热。
详细来说，本发明还提供一种多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，用以解决传统的冷热电三联供***的动力单元常采用内燃机或燃气轮机作为动力设备，在燃料燃烧过程中会产生碳排放，造成环境污染，不符合绿色低碳经济能源的发展要求的缺陷，通过提出基于液态空气储能并具备用能削峰填谷功能的三联供***，满足用户侧的冷、热、电等多类型能源需求，增强***能量梯级利用，对于因地制宜的消纳当地风、光资源，促进多能互补，提高供能***经济性和清洁性具有重要意义。
在本发明一些可能的实施例中，包括：压缩机组10、冷却器20、蓄冷装置30、降压装置40、液态空气储罐50、低温泵60、常温储罐70、中温储罐80和再热器90；压缩机组10、冷却器20、蓄冷装置30、降压装置40和液态空气储罐50依次连接形成液态空气储能通路；液态空气储罐50、低温泵60和蓄冷装置30依次连接形成液态空气释能通路；冷却器20、中温储罐80、再热器90和常温储罐70连接形成热能回路。
具体来说，本实施例提供了一种液态空气储能通路、液态空气释能通路和热能回路的实施方式。
在本发明一些可能的实施例中，还包括：第一膨胀机组100；蓄冷装置30、再热器90和第一膨胀机组100依次连接形成供电通路。
具体来说，本实施例提供了一种供电通路的实施方式。
在本发明一些可能的实施例中，还包括：第二膨胀机组110和供冷装置120；蓄冷装置30、第二膨胀机组110和供冷装置120依次连接形成供冷通路。
具体来说，本实施例提供了一种供冷通路的实施方式。
在本发明一些可能的实施例中，其特征在于，还包括：供热装置130；常温储罐70、冷却器20、中温储罐80和供热装置130依次连接形成供热通路。
具体来说，本实施例提供了一种供热通路的实施方式。
在本发明的一些具体实施方案中，本发明提供的基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***包括压缩单元、蓄冷单元及供能单元。压缩单元包括压缩机组10，冷却器20，常温储罐70和中温储罐80；蓄冷单元包括蓄冷装置30、降压装置40、液态空气储罐50和低温泵60；供能单元包括供电部件，供冷部件和供热部件，供电部件包括再热器90和膨胀机组，供冷部件包括第二膨胀机组110和供冷装置120，供热部件包括供热装置130。
在储能阶段，压缩机组10将常温常压空气压缩至中温高压，流经冷却器20冷却，压缩热由从常温储罐70流出的换热流体回收，升温后的换热流体存储于中温储罐80。经冷却后的加压空气流经蓄冷装置30获得冷量，经过降压装置40完成液化，液态空气存储在液态空气储罐50中。
在释能阶段，液态空气经过低温泵60加压，流经蓄冷装置30释放冷能，复温气化。部分空气流入再热器90升温，再热后的空气进入膨胀机组膨胀发电；从中温储罐80流出的换热流体作为再热器90的热源，通过在再热器90中换热，换热流体降温存储于常温储罐70；另一部分空气流入第二膨胀机组110膨胀发电，第二膨胀机组110出口获得低温空气，低温空气进入供冷装置120，换热后的空气混入流经膨胀机组后的空气，并在供冷装置120获得冷冻水参与***空调机组循环，实现供冷。存储于中温储罐80的换热流体一部分作为再热器90的热源，一部分分流作为供热装置130的热源，制得生活热水，经过换热过程的中温换热流体降温为常温换热流体，汇集并存储于常温储罐70中。
需要说明的是，通过对流入再热器90和第二膨胀机组110的空气分流比例调节可以实现***供冷和供电比例的调节；通过对流入再热器90和供热装置130传热流体分流比例调节可以实现供电和供热比例的调节，满足负荷侧对不同冷、热、电比例供能的需求。
第二膨胀机组110和供冷装置120组成的供冷部件与再热器90和膨胀机组组成的供电部件采用并联旁通结构。
在一个应用场景中，空气压缩机组10包括一级或多级压缩机，串联、并联或集成为压缩机组10，压缩机结构形式可以为活塞式、螺杆式或离心式等，每级压缩机后都配置有冷却器20来回收压缩热。
在一个应用场景中，空气膨胀机组包括一级或多级膨胀机，串联、并联或集成为膨胀机组，膨胀机结构形式可以为径流式、轴流式或径轴流式等，每级膨胀机前设置有再热器90，再热器90热源为回收的压缩热。
在一个应用场景中，第二膨胀机组110和供冷装置120组成的供冷部件可以为一级或多级，当与再热器90和膨胀机组组成的发电部件成组耦合、多级并联时，流经第二膨胀机组110和供冷装置120的分流空气混入下一级再热器90入口空气。
在一个应用场景中，蓄冷单元的降压装置40可以是节流阀或低温膨胀机。
在一个应用场景中，蓄冷装置30可采用液相、固相或相变蓄冷等方式中的一种或多种，液态或气态的空气与蓄冷介质直接或间接接触换热，蓄冷装置30可为一级或多级，串联或并联，或者相应的组合结构。
在一个应用场景中，冷却器20、再热器90、供热装置130和供冷装置120可以是管壳式或板翅式换热结构。
在一个应用场景中，回收利用压缩热的传热流体可以是导热油或加压水等材料。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，其特征在于，包括：液态空气储能通路、液态空气释能通路、供热通路、供冷通路和供电通路，其中，所述液态空气储能通路与所述供热通路连接，所述液态空气释能通路分别与所述供冷通路和所述供电通路连接，所述方法包括：
获取所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的三联供比例参数；
构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的循环效率目标函数、
效率目标函数和供能成本函数；
以循环效率、
效率最大，供能成本最小为目标，构建基于所述循环效率目标函数、所述
效率目标函数和所述供能成本函数的三联供目标函数，并基于所述第一***参数和混合智能算法对所述三联供目标函数求解，得到供能方案解集；
根据所述三联供比例参数分别为所述循环效率目标函数、所述
效率目标函数和所述供能成本函数添加权重特征值，并利用模糊隶属函数求解得到所述三联供目标函数的最优折衷解；
获取供需匹配系数，计算供热量和需热量的第一供需关系比，计算供冷量和需冷量的第二供需关系比，计算供电量和需电量的第三供需关系比，并进行判断；
若所述第一供需关系比、所述第二供需关系比和所述第三供需关系比均满足所述供需匹配系数，则输出所述最优折衷解的第二***参数，并将所述第二***参数作为三联供运行参数；
若所述第一供需关系比、所述第二供需关系比和所述第三供需关系比中至少一个不满足所述供需匹配系数，则调节所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的供给比例，直至满足所述供需匹配系数。
2.根据权利要求1所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，其特征在于，所述获取所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的三联供比例参数的步骤中，具体包括:
获取运行时间参数，根据所述运行时间参数确定所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路的三联供比例参数，其中，所述运行时间参数包括运行的时间段和\或运行的季节。
3.根据权利要求1所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，其特征在于，所述构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的循环效率目标函数的步骤中，具体包括：
获取所述液态空气储能通路和所述液态空气释能通路的耗电量参数、所述供电通路的供电量参数、所述供热通路的供热量参数、所述供冷通路的供冷量参数、所述供冷通路的冷电转化系数和所述供热通路的热电转化系数；
根据所述耗电量参数、所述供电量参数、所述供热量参数、所述供冷量参数、所述冷电转化系数和所述热电转化系数构建所述循环效率目标函数。
4.根据权利要求1所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，其特征在于，所述构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的
效率目标函数的步骤中，具体包括：
获取所述液态空气储能通路和所述液态空气释能通路的耗电量参数、所述供热通路的热
参数、所述供冷通路的冷
参数；
根据所述耗电量参数、所述热
参数和所述冷
参数构建所述
效率目标函数。
5.根据权利要求1所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，其特征在于，所述构建所述液态空气储能通路、所述液态空气释能通路、所述供热通路、所述供冷通路和所述供电通路基于第一***参数的供能成本函数的步骤中，具体包括：
获取成本回收因子、通货膨胀率和初始投资成本；
获取第i月的供电量、供冷量、供热量，以及第i月的月度总成本，其中，i为大于等于1且小于等于12的整数；
根据所述成本回收因子、所述通货膨胀率、所述初始投资成本、所述供电量、所述供冷量、所述供热量和所述月度总成本构建所述供能成本函数。
6.一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，其特征在于，具有上述权利要求1至5任一所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行方法，所述***包括：热能回路；
所述液态空气储能通路利用低谷电将空气压缩成液态空气实现储能；
所述液态空气储能通路和所述供电通路通过所述热能回路进行耦合换热。
7.根据权利要求6所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，其特征在于，包括：压缩机组、冷却器、蓄冷装置、降压装置、液态空气储罐、低温泵、常温储罐、中温储罐和再热器；
所述压缩机组、所述冷却器、所述蓄冷装置、所述降压装置和所述液态空气储罐依次连接形成所述液态空气储能通路；
所述液态空气储罐、所述低温泵和所述蓄冷装置依次连接形成所述液态空气释能通路；
所述冷却器、所述中温储罐、所述再热器和所述常温储罐连接形成所述热能回路。
8.根据权利要求7所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，其特征在于，还包括：第一膨胀机组；
所述蓄冷装置、所述再热器和所述第一膨胀机组依次连接形成所述供电通路。
9.根据权利要求8所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，其特征在于，还包括：第二膨胀机组和供冷装置；
所述蓄冷装置、所述第二膨胀机组和所述供冷装置依次连接形成所述供冷通路。
10.根据权利要求9所述的一种基于多路膨胀的液态空气储能三联供运行***，其特征在于，还包括：供热装置；
所述常温储罐、所述冷却器、所述中温储罐和所述供热装置依次连接形成所述供热通路。
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