本發(fā)明涉及供電供暖領(lǐng)域，具體而言涉及一種燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、燃?xì)獍l(fā)電兼供熱系統(tǒng)利用了燃?xì)獍l(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的余熱，將其用于供暖，提高了能源的利用效率。傳統(tǒng)的燃?xì)獍l(fā)電站通常只能將一部分熱能轉(zhuǎn)化為電能，而兼供熱系統(tǒng)則利用了剩余的熱能，降低了能源浪費(fèi)。通過(guò)充分利用燃?xì)獾哪芰?，燃?xì)獍l(fā)電兼供熱系統(tǒng)可以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。與傳統(tǒng)的分散供暖方式相比，兼供熱系統(tǒng)通?？梢詼p少燃燒排放物的排放，降低環(huán)境污染。

2、然而，現(xiàn)有的燃?xì)獍l(fā)電兼供熱系統(tǒng)依然存問(wèn)題，在小型城鎮(zhèn)、工廠等場(chǎng)景，白天為用電高峰，燃?xì)獍l(fā)電輸出功率高，余熱足以維持正常供曖。但在晚上，居民用電量減少，燃?xì)獍l(fā)電輸功率小，余熱不足，同時(shí)晚上環(huán)境溫度低，循環(huán)熱水熱量損失大，進(jìn)一步導(dǎo)致供暖效果不佳?，F(xiàn)有技術(shù)中通常使用備用鍋爐用于在余熱不足時(shí)提供額外的供熱能力，然而備用鍋爐成本高，與余熱供暖系統(tǒng)兼容性不好，容易出故障，維護(hù)維修成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備及其控制方法。

2、在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備,所述燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、換熱器、電力加熱器、第一水管、第二水管、第三水管、第四水管；所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、第一水管、換熱器、第二水管依次連接形成第一回路，所述第一回路循環(huán)所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的缸套水；所述電力加熱器、第三水管、換熱器、第四水管依次連接形成第二回路，所述第二回路循環(huán)居民供暖水；所述第三水管與所述第四水管的長(zhǎng)度差絕對(duì)值小于所述第三水管長(zhǎng)度的10%；所述電力加熱器處的水溫小于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，使用所述電力加熱器對(duì)供暖水進(jìn)行加熱；所述電力加熱器的電力由所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供。

3、進(jìn)一步地，所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備的運(yùn)行。

4、進(jìn)一步地，所述換熱器用于在發(fā)電過(guò)程中回收余熱，并將余熱轉(zhuǎn)移給供暖水。

5、本發(fā)明還提供一種燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備的控制方法，包括：

6、獲取所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組歷史缸套水出水水溫、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組輸出功率，并擬合成第一函數(shù)，其中為缸套水出水水溫，為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組輸出功率，為第一函數(shù)；

7、獲取電力加熱器不工作時(shí)的歷史缸套水出水水溫、環(huán)境溫度、電力加熱器處的水溫，并擬合成第二函數(shù)，其中為環(huán)境溫度，為電力加熱器處的水溫，為第二函數(shù)；

8、獲取電力加熱器工作時(shí)的歷史電力加熱器處的水溫、電力加熱器工作功率、電力加熱器加熱后的水溫，并擬合成第三函數(shù)，其中為電力加熱器加熱后的水溫，為電力加熱器處的水溫，為電力加熱器工作功率，為第三函數(shù)；

9、當(dāng)電力加熱器處的水溫不小于預(yù)設(shè)值時(shí)，電力加熱器不工作，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組輸出功率為，其中為居民用電需求，為電能傳輸效率；

10、當(dāng)電力加熱器處的水溫小于預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)電力加熱器，根據(jù)第一、第二、第三函數(shù)可知

11、，

12、此時(shí)用電為電力加熱器與居民用電，則有：

13、，

14、從而，

15、解方程得到電力加熱器的功率為；同時(shí)控制燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組輸出功率為。

16、進(jìn)一步地，在擬合第一函數(shù)、第二函數(shù)、第三函數(shù)之前，收集歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

17、進(jìn)一步地，使用對(duì)數(shù)曲線模型擬合第一函數(shù)。

18、進(jìn)一步地，使用線性曲面擬合第二函數(shù)。

19、進(jìn)一步地，使用線性曲面擬合第三函數(shù)。

20、進(jìn)一步地，所述電能傳輸效率取值為0.9。

21、進(jìn)一步地，使用arima或季節(jié)性arima模型預(yù)設(shè)所述居民用電需求。

22、本發(fā)明通過(guò)上述技術(shù)方案，可以產(chǎn)生如下有益效果：

23、本發(fā)明直接使用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供的電力可以在余熱不足時(shí)保證燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的輸出功率，綜合成本相較使用外部電源或使用其它鍋爐更低。另外，在本實(shí)施例中使用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供的電能時(shí)，可直接通過(guò)居民電網(wǎng)取電，不需要額外敷設(shè)線路，成本更低。

24、本發(fā)明還可以精確地求出達(dá)到需求時(shí)電力加熱器的功率，以及燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組輸出功率，從而在確保居民用電、居民供暖的前提下使用最經(jīng)濟(jì)的功率組合。

技術(shù)特征：

1.一種燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備，其特征在于：所述燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、換熱器、電力加熱器、第一水管、第二水管、第三水管、第四水管；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備，其特征在于：所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備的運(yùn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備，其特征在于：所述換熱器用于在發(fā)電過(guò)程中回收余熱，并將余熱轉(zhuǎn)移給供暖水。

4.一種控制方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：在擬合第一函數(shù)、第二函數(shù)、第三函數(shù)之前，收集歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：使用對(duì)數(shù)曲線模型擬合第一函數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：使用線性曲面擬合第二函數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：使用線性曲面擬合第三函數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述電能傳輸效率取值為0.9。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：使用arima或季節(jié)性arima模型預(yù)設(shè)所述居民用電需求。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及供電供暖領(lǐng)域，提供一種燃?xì)獍l(fā)電兼供熱設(shè)備及其控制方法，包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、第一水管、換熱器、第二水管依次連接形成第一回路，所述第一回路循環(huán)所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的缸套水；所述電力加熱器、第三水管、換熱器、第四水管依次連接形成第二回路，所述第二回路循環(huán)居民供暖水；所述第三水管與所述第四水管的長(zhǎng)度差絕對(duì)值小于所述第三水管長(zhǎng)度的10%；所述電力加熱器處的水溫小于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，使用所述電力加熱器對(duì)供暖水進(jìn)行加熱；所述電力加熱器的電力由所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供。上述方案可以提高供熱效率。

技術(shù)研發(fā)人員：曾俊明,段會(huì)平,李想,陳笑非,梁漢宜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川能投電力開發(fā)集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19