基于分布式供能的工业供能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于分布式供能的工业供能系统，该系统的能源来自于天然气、电能、太阳能，用能系统为锅炉系统、空压系统、制冷系统、空调系统、采暖系统、照明系统等构成。基于分布式结构将天然气气源、锅炉、天然气蒸汽调配控制装置、电力源、电力分配调节装置、太阳能能源提供设备与工业设备进行管路连接，经过可选用蚁群运算后进行智能优化后分布式功能并按照不同系统的能源梯级利用来重新分配能源。本系统投资少、能源利用率高、浪费低。通过对工厂的热力系统进行采集和数据化，其能够按照不同系统的能源梯级利用来重新分配能源并对于功能管路与能源二次利用进行智能管理。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式供能的工业供能系统
本专利技术属于工业供能系统，特别是烟草工业供能系统，特别涉及一种利用天然气、电能、太阳能供热的综合系统。
技术介绍
目前，对于一个工业系统，比如烟草工业系统，其系统的能源来自于天然气、电能、太阳能，其用能系统为锅炉系统、空压系统、制冷系统、空调系统、采暖系统、照明系统等构成，在实际应用过程中，具有会发生供能不足、能源浪费、费用浪费等现象，以及采用人为控制的供能系统带来的一些弊端。
技术实现思路
本专利技术公布了一种基于分布式供能的工业供能系统。本专利技术的一方面的技术方案为一种基于分布式供能的工业供能系统，包括如下：需求量转化模块，其连接第一人机交互界面，获取全年总需要的能源和全年电能使用总量、天然气使用总量，并在本模块中自动换算转化为标煤的能源总量需求数据，并连接到第一存储器备用；能源等级分类模块，其连接第二人机交互界面，获取工业供能系统中的各设备的能源等级分类数据，并连接到第二存储器备用；电能成本输入模块，其连接第三人机交互界面，获取至少一组阶梯电价的变量参数；天然气费用变量输入模块，其连接第四人机交互界面，获取本地最新天然气费用价位，同时获取天然气相关的变量参数，所述的天然气相关的变量参数包括天然气排污费用的变量参数；太阳能费用成本模块，其连接第五人机交互装置，采集获得太阳能费用成本变量，所述太阳能费用成本变量至少包括太阳能设备投入费用、太阳能设备维修费用；第一存储器、第二存储器、电能成本输入模块、天然气费用变量输入模块、太阳能费用成本模块、太阳能费用成本模块均分别连接分布式算法模块；分布式算法模块，用于利用蚁群算法以成本为目标函数，该目标函数的基础为所建立的模型，获取分布式能源的分配数据，得到所述工业供能系统的优化供能数据组，所述模型配置为：Q费用min＝MIN(Q电能+Q天然气+Q太阳能)，其中：Q电能——电能费用的优化价格，结合所述的电能成本输入模块的输出数据进行计算；Q天然气——天然气的优化价格，结合所述的天然气费用变量输入模块的输出数据进行计算；Q太阳能——太阳能的优化价格，结合所述的太阳能费用成本模块的输出数据进行计算；输出模块，用于将分布式算法模块中获得的优化供能数据组连接到显示装置进行输出。示例性地，所述的分布式算法模块中还包括约束条件模块，所述约束条件模块包括电能约束条件模块、天然气约束条件模块；电能约束条件模块，其获取电能的最小变压器负荷到最大变压器负荷的电能的约束条件数据；天然气约束条件模块，其获取本工业系统的锅炉产气量数据，得到最小产气量到最大产气量的区间数据作为天然气的约束条件数据。示例性地，所述的能源等级分类模块包括高等级模块、中等级模块、低等级模块、高等级余热回收模块、中等级余热回收模块；高等级模块，用于对输入到该模块中的设备进行高等级分类，并标记将能源等级划分为高等级的系统进行优先供给能源，并连接高等级余热回收模块；高等级余热回收模块，用于计算所述高等级模块中的余热数据，并将该数据叠加到中等级模块的能源分配值上；高等级余热回收模块连接中等级模块；中等级模块，用于对输入到该模块中的设备进行中等级分类，并标记将能源等级划分为中等级的系统进行第二优先供给能源，并连接中等级余热回收模块；中等级余热回收模块，用于计算所述中等级模块中的余热数据，并将该数据叠加到低等级模块的能源分配值上；中等级余热回收模块连接低等级模块；低等级模块，用于对输入到该模块中的设备进行低等级分类，并标记将能源等级划分为低等级的系统进行优化优先级供给能源，并连接中等级余热回收模块。示例性地，所述的工业供能系统中的各设备包括空压系统、制冷系统、空调系统、锅炉系统、采暖系统、照明系统。示例性地，所述的工业供能系统为烟草工业供能系统，在所述的能源等级分类模块中，将真空回潮机、制冷机作为高等级分类进行输入。本专利技术的另一专利技术提供的技术方案为一种基于分布式供能的工业供能系统，其包括：天然气气源、锅炉、天然气蒸汽调配控制装置，天然气气气源连接锅炉，锅炉蒸汽出口连接天然气调配控制装置，所述的天然气调配控制装置连接各锅炉的蒸汽输出管道；所述锅炉的第一蒸汽输出管道连接制丝车间预处理蒸汽线路、制丝丝线前段蒸汽线路、制丝丝线后段蒸汽线路；所述锅炉的第二蒸汽输出管道连接采暖系统；所述锅炉的第三蒸汽输出管道连接制冷系统；所述锅炉的第四蒸汽输出管道与制丝丝线前段、后段的输出闪蒸汽管道进入混合管路后连接输出到空调系统；所述锅炉的烟气输出管路连接余热回收装置的入口；所述余热回收装置的出口连接进水系统；所述进水装置的出口连接澡堂的供水系统；所述空调系统的第一冷凝水回收管路连接所述进水系统；所述空调系统的第二冷凝水回收管路连接所述澡堂的供水系统；电能包括电力源、电力分配调节装置，电力源通过电力分配调节装置分别连接制冷系统、空压系统、采暖系统；所述制冷系统的、空压系统连接第三冷凝水回收管路、第四冷凝水回收管路，第三冷凝水回收管路连接所述进水系统，第四冷凝水回收管路连接所述的澡堂的供水系统；太阳能能源提供设备分别连接食堂、澡堂、区域照明系统、采暖系统。示例性地，所述的电力分配调节装置，用于根据不同的供电优先级别供电；电力分配调节装置分别连接高级能源梯级设备组、中级能源梯级设备组、低级能源梯级设备组，所述的高级能源梯级设备组包括空压机、真空机、除尘系统、卷接机、包装机、制冷机；所述的中级能源梯级设备组包括空调、电梯；所述的低级能源梯级设备组包括照明、办公电器。示例性地，所述的天然气蒸汽调配控制装置，用于根据不同的天然气蒸汽的需求级别进行智能调控分配蒸汽供应比例，天然气蒸汽调配控制装置包括高级能源梯级管路输出口、中级能源梯级管路输出口、低级能源梯级管路输出口，所述的高级能源梯级管路输出口连接所述的第一蒸汽输出管道、第三蒸汽输出管道的入口，所述的第一蒸汽输出管道还连接真空回潮用蒸汽线路的输入口；所述的中级能源梯级管路输出口连接第四蒸汽输出管道的入口，连接所述的空调系统的蒸汽输入口，所述的空调系统包括卷包空调、辅料空调、成型空调、除氧器；所述的低级能源梯级管路输出口连接第二蒸汽输出管道的入口，所述的低级能源梯级管路输出口还通过管路连接澡堂用蒸汽输入口、食堂用蒸汽输入口。供能系统的能源来自于天然气、电能、太阳能，用能系统为锅炉系统、空压系统、制冷系统、空调系统、采暖系统、照明系统等构成。通过对工厂的热力系统图和价值链梳理了不同用能部门对能源的需求情况进行整合。按照不同系统的能源梯级利用来重新分配能源，以及通过考虑不同能源的技术特征不同且其使用效能不同而建立模型进行智能优化分布的供能系统。本系统投资少，能源利用率高，浪费低。通过对工厂的热力系统图和价值链梳理，对不同用能部门对能源的需求进行采集和数据化，按照不同系统的能源梯级利用来重新分配能源并对于功能管路与能源二次利用进行智能管理的一种分布供能系统。附图说明图1本专利技术的基于分布式供能的工业供能系统的一个实施例的结构连接示意图；图2本专利技术的基于分布式供能的工业供能系统的一个实施例的能源等级划分示意图；图3本专利技术的基于分布式供能的工业供能系统的一个实施例的能源对比情况图；图4本专利技术的基于分布式供能的工业供能系统的另一个实施例的结构连接示意图。具体实施方式首先是把全年总需要的能源和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分布式供能的工业供能系统，其特征在于，包括如下：需求量转化模块，其连接第一人机交互界面，获取全年总需要的能源和全年电能使用总量、天然气使用总量，并在本模块中自动换算转化为标煤的能源总量需求数据，并连接到第一存储器备用；能源等级分类模块，其连接第二人机交互界面，获取工业供能系统中的各设备的能源等级分类数据，并连接到第二存储器备用；电能成本输入模块，其连接第三人机交互界面，获取至少一组阶梯电价的变量参数；天然气费用变量输入模块，其连接第四人机交互界面，获取本地最新天然气费用价位，同时获取天然气相关的变量参数，所述的天然气相关的变量参数包括天然气排污费用的变量参数；太阳能费用成本模块，其连接第五人机交互装置，采集获得太阳能费用成本变量，所述太阳能费用成本变量至少包括太阳能设备投入费用、太阳能设备维修费用；第一存储器、第二存储器、电能成本输入模块、天然气费用变量输入模块、太阳能费用成本模块、太阳能费用成本模块均分别连接分布式算法模块；分布式算法模块，用于利用蚁群算法以成本为目标函数，该目标函数的基础为所建立的模型，获取分布式能源的分配数据，得到所述工业供能系统的优化供能数据组，所述模型配置为：Q费用min＝MIN(Q电能+Q天然气+Q太阳能)，其中：Q电能——电能费用的优化价格，结合所述的电能成本输入模块的输出数据进行计算；Q天然气——天然气的优化价格，结合所述的天然气费用变量输入模块的输出数据进行计算；Q太阳能——太阳能的优化价格，结合所述的太阳能费用成本模块的输出数据进行计算；输出模块，用于将分布式算法模块中获得的优化供能数据组连接到显示装置进行输出。...

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式供能的工业供能系统，其特征在于，包括如下：需求量转化模块，其连接第一人机交互界面，获取全年总需要的能源和全年电能使用总量、天然气使用总量，并在本模块中自动换算转化为标煤的能源总量需求数据，并连接到第一存储器备用；能源等级分类模块，其连接第二人机交互界面，获取工业供能系统中的各设备的能源等级分类数据，并连接到第二存储器备用；电能成本输入模块，其连接第三人机交互界面，获取至少一组阶梯电价的变量参数；天然气费用变量输入模块，其连接第四人机交互界面，获取本地最新天然气费用价位，同时获取天然气相关的变量参数，所述的天然气相关的变量参数包括天然气排污费用的变量参数；太阳能费用成本模块，其连接第五人机交互装置，采集获得太阳能费用成本变量，所述太阳能费用成本变量至少包括太阳能设备投入费用、太阳能设备维修费用；第一存储器、第二存储器、电能成本输入模块、天然气费用变量输入模块、太阳能费用成本模块、太阳能费用成本模块均分别连接分布式算法模块；分布式算法模块，用于利用蚁群算法以成本为目标函数，该目标函数的基础为所建立的模型，获取分布式能源的分配数据，得到所述工业供能系统的优化供能数据组，所述模型配置为：Q费用min＝MIN(Q电能+Q天然气+Q太阳能)，其中：Q电能——电能费用的优化价格，结合所述的电能成本输入模块的输出数据进行计算；Q天然气——天然气的优化价格，结合所述的天然气费用变量输入模块的输出数据进行计算；Q太阳能——太阳能的优化价格，结合所述的太阳能费用成本模块的输出数据进行计算；输出模块，用于将分布式算法模块中获得的优化供能数据组连接到显示装置进行输出。2.如权利要求1所述的一种基于分布式供能的工业供能系统，其特征在于，所述的分布式算法模块中还包括约束条件模块，所述约束条件模块包括电能约束条件模块、天然气约束条件模块；电能约束条件模块，其获取电能的最小变压器负荷到最大变压器负荷的电能的约束条件数据；天然气约束条件模块，其获取本工业系统的锅炉产气量数据，得到最小产气量到最大产气量的区间数据作为天然气的约束条件数据。3.如权利要求1所述的一种基于分布式供能的工业供能系统，其特征在于，所述的能源等级分类模块包括高等级模块、中等级模块、低等级模块、高等级余热回收模块、中等级余热回收模块；高等级模块，用于对输入到该模块中的设备进行高等级分类，并标记将能源等级划分为高等级的系统进行优先供给能源，并连接高等级余热回收模块；高等级余热回收模块，用于计算所述高等级模块中的余热数据，并将该数据叠加到中等级模块的能源分配值上；高等级余热回收模块连接中等级模块；中等级模块，用于对输入到该模块中的设备进行中等级分类，并标记将能源等级划分为中等级的系统进行第二优先供给能源，并连接中等级余热回收模块；中等级余热回收模块，用于计算所述中等级模块中的余热数据，并将该数据叠加到低等级模块的能源分配值上；中等级余热回收模块连接低等级模块；低等级模块，用于对输入到该模块中的设备进行低等级分类，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元琪，曹先玉，牟超智，陈允玮，李仁发，
申请(专利权)人：红塔烟草集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53