(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211057569.2 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 国网山东综合能源服 务有限公司 地址 250021 山东省济南市 市中区泺源大 街229号金龙中心东楼1 1层1106室 申请人 山东大学 (72)发明人 王瑞琪　蔡傲东　孙波　杜颖　 范云鹏　卞峰　亓新宏　牛蔚然　 迟青青　杨乐　王永彬　周琪　 周卉　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 王雪 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01)G06Q 10/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) F25B 29/00(2006.01) F25B 27/00(2006.01) F24S 10/30(2018.01) F22B 1/00(2006.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种多能互补综合能源系统容 量配置方法 (57)摘要 本发明提供了一种多能互补综合能源系统 容量配置方法。 其中， 多能互补综合能源系统包 括， 太阳能空气生物质气化系统和冷热电三联供 系统， 所述太阳能空气生物质气化系统包括： 太 阳能集热器、 气化炉、 换热装置、 焦油生物质气分 离装置、 冷凝装置和第一储气罐， 气化炉以空气 作为气化剂、 以生物质颗粒作为气化原料， 利用 太阳能集热器产生的高温蒸汽进行反应， 得到的 高温混合气体经过换热装置进行换热 降温变成 低温混合气体， 换热装置中的水被加热生成水蒸 汽输送到太阳能集热器中完成循环； 低温混合气 体经焦油生物质气分离装置的过滤， 得到生物质 气； 所述生物质气用于直接供给冷热电三联供系 统或者所述生物质气被冷凝装置冷却后储存至 第一储气罐中。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115423647 A 2022.12.02 CN 115423647 A 1.一种多能互补综合能源系统， 其特征在于， 包括太阳能空气生物质气化系统和冷热 电三联供系统， 所述太阳能空气生物质气化系统包括： 太阳能集热器、 气化炉、 换热装置、 焦油生物质 气分离装置、 冷凝装置和 第一储气罐， 气化炉以空气作为气化剂、 以生物质颗粒作为气化原 料， 利用太阳能集热器产生的高温蒸汽进行反应， 得到的高温混合气体经过换热装置进行 换热降温变 成低温混合气体， 换热装置中的水被加热生成水蒸汽输送到太阳能集热器中完 成循环； 低温混合气体经焦油生物质气分离装置的过 滤， 得到生物质气； 所述生物质气用于直接供给冷热电三联供系统或者所述生物质气被冷凝装置冷却后 储存至第一储气罐中。 2.根据权利要求1所述的多能互补综合 能源系统， 其特征在于， 所述冷热电联供系统包 括能量生产装置， 能量转化装置和能量储存装置， 同时系统并入电网并加入回收利用大棚 余热的设备； 所述能量生产装置包括： 光伏、 热电联产机组、 燃气锅炉和回收利用大棚余热的设备； 所述能量转化装置包括： 热回收系统、 吸收式制冷机、 电解槽和空气源热泵； 所述能量储存 装置包括： 蓄电池、 第二储气罐、 蓄热装置和蓄冷装置 。 3.根据权利要求2所述的多能互补综合 能源系统， 其特征在于， 所述能量生产装置用于 利用太阳能与生物质气生产电能与热能； 所述能量转化装置， 用于实现将所述能量生产装 置生产的电能转化为热能和/或冷能， 将所述能量生产装置生产的热能转化为热能和/或冷 能； 能量储存装置用于储 存电能、 气能、 冷能或热能。 4.一种多能互补综合能源系统容量配置方法， 其特征在于， 采用权利要求1 ‑3任一项所 述的多能互补综合能源系统， 包括： 第一阶段优化模型的优化过程包括： 基于太阳能空气生物质 气化系统， 考虑系统光辐 照度和太阳能集热器的热效率， 以提高生物质气化系统的总 热效率为 目标， 以太阳能集热 器反射镜安装面积为决策变量， 确定 了生物质气生产速率的最优值； 第二阶段优化模型的优化过程包括： 以第 一阶段优化模型得到的生物质气的生产速率 为约束， 基于 冷热电三联供系统 能量流平衡关系， 以年费用节约率最大为目标， 确定 冷热电 三联供系统发电机组和发热机组的最优容 量。 5.根据权利要求4所述的多能互补综合 能源系统容量配置方法， 其特征在于， 所述第 一 阶段优化模型和第二阶段优化模型的优化过程均采用CPLEX求 解器进行求 解。 6.根据权利要求4所述的多能互补综合 能源系统容量配置方法， 其特征在于， 所述确定 冷热电三联供系统发电机组和发热机组的最优容量具体包括： 根据第一阶段优化模型得到 生物质气化系统的总热效率最高时对应的太阳能集热器反射镜安装面积以及此时生物质 气的生产速率； 第二阶段优化模型得到经济最优时对应的冷热电三联供系统发电机组容量 和发热机组容 量。 7.根据权利要求6所述的多能互补综合 能源系统容量配置方法， 其特征在于， 所述太阳 能空气生物质气化系统的总热效率 为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115423647 A 2其中， λ为生物质气化系统的总热效率， Qsol,absorb为太阳能集热器吸收热量， mbio为系统 输入生物质颗粒的质量， CVbio为生物质颗粒的热值； 所述生物质气的生产速率 为： 式中Cwater为水的比热容； SB为水蒸汽/生物质质量比， 是指 生物质在水蒸汽气 化过程中 生产单位质量的生物质消 耗掉的水蒸汽质量； ΔT为气化炉内水 由液态转变为气态的温度 差。 8.根据权利要求4所述的多能互补综合 能源系统容量配置方法， 其特征在于， 所述年费 用节约率 为： 其中， ACR为年费用节约率； Csp， Cies分别为冷热电分供系统的年综合成本和冷热电三联 供系统的年综合成本 。 9.根据权利要求4所述的多能互补综合 能源系统容量配置方法， 其特征在于， 所述太阳 能空气生物质气化系统太阳能集热器反射镜安装面积应在合理范围区间： Aproj,min≤Aproj≤Aproj,max 其中， Aproj,min， Aproj,max分别为反射镜可安装面积最小值和最大值； 冷热电联 供系统发电机组容 量的约束条件为： 0≤Nchp≤Nchp,max 冷热电联 供系统发热机组容 量的约束条件为： 0≤Ngb≤Ngb,max 其中， Nchp,max为发电机组容 量上限， Ngb,max为发热机组容 量上限。 10.根据权利要求4所述的多能互补综合能源系统容量配置方法， 其特征在于， 根据第 一阶段优化模型得到的生物质气的生产速率， 得到生物质气生产总量； 第二阶段， 冷热电联 供系统消耗 生物质气总量应小于生物质气化系统生产生物质气总量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115423647 A 3