终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统和方法，具体地，该多能互补控制系统包括电力系统一级调度系统和内部多能互补二级调度系统；二级调度系统包括多能流能量管理系统、燃气轮发电控制系统、分布式光伏控制系统、分布式风机控制系统、地源热泵控制系统、制冷控制系统、储电系统控制系统、储冷系统控制系统、需求侧负荷预测管理系统以及其他辅助的监视、管理信息系统等；一级调度系统是将二级调度系统看做一个整体来进行调度，根据二级调度系统的供能用能平衡情况对该整体进行综合调度管理。本发明专利技术实现多能互补系统安全、经济、高效运行和调度，实现了多种能源形式协同供应和能源综合梯级利用。

【技术实现步骤摘要】
终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统和方法
本专利技术涉及电力能源领域，更具体地涉及一种终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统和方法。
技术介绍
当前，我国正处于传统能源体系向现代能源体系转型的关键时期。现代能源体系倡导构建以需求为主导、多品种能源融合、多种供能方式协同、多元主体开发共享、供需智慧互动的能源系统。从传统能源体系到现代能源体系转变，需要从能源结构、能源供应方式、能源供需关系等方面进行彻底变革。风能、太阳能作为可再生能源中最具规模化、商业化开发的能源种类，前几年得到迅速发展。但是，作为一次能源不可储存，它们产生的电能具有随机性、间歇性和反调峰特性，其规模化并入电网会导致电力系统的运行调度控制变得困难，这也是我国新能源电力消纳难题日益凸显的根本原因。随着新能源电力所占比重逐渐增加，其随机波动性对系统的影响将发生质变，电力系统需要在随机波动的负荷需求与随机波动的电源之间实现能量的供需平衡，这样将使电力系统的结构形态、运行控制方式以及规划建设与管理发生根本性变革。这就要求我们在深入认知当前能源新形势的基础上，创新控制与优化理论方法，解决新能源电力规模化消纳难题。而多能互补打破了单一的能源供应模式，为用户提供综合能源服务，从而提升能源系统的综合利用效率，缓解能源供需矛盾，同时获得较好的环境效益，是未来能源发展的大势所趋。大力发展多能互补集成优化系统，是破解我国能源电力发展中弃风弃光弃水等现实难题的有效手段之一。截止目前，由于首批多能互补示范项目实施时间有限，而且要分步骤实施，尚未有全部建成投产，多能互补控制系统的整体架构尚无统一定论，多能互补控制系统技术也尚未得到验证，相关研究仍将继续。因此，本领域尚缺乏一种实用、健全的终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统和方法。为了缓解能源供需矛盾、解决弃风弃光率日益增长的问题，多能互补技术日趋流行并逐渐成为解决上述问题的重要方案。作为多能互补技术的核心技术，多能互补控制系统的研究将直接影响到整个多能互补项目的综合效益。本专利技术的多能互补控制系统旨在搭建一套合理的分层次的用于终端一体化集成供能模式的多能互补系统的控制系统网络结构，从而实现终端一体化集成供能模式的多能互补系统安全、经济、高效运行和调度。本专利技术的多能互补控制系统特别适用于新城镇、产业园区、大型公用设施(机场、车站、医院、学校等)、集中式居民小区、商务区和海岛地区等用能集中区域供能系统，同时还可与外部电力系统进行电力交换。在本专利技术的第一方面，提供了一种终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统，具体地，该多能互补控制系统包括电力系统一级调度系统和内部多能互补二级调度系统；所述内部多能互补二级调度系统包括多能流能量管理系统、燃气轮发电控制系统、分布式光伏控制系统、分布式风机控制系统、地源热泵控制系统、制冷机组控制系统、储电系统控制系统、储冷系统控制系统和需求侧负荷预测管理系统；所述内部多能互补二级调度系统通过所述电力系统一级调度系统与外部电力系统进行电能交换；所述电力系统一级调度系统根据所述外部电力系统和所述内部多能互补二级调度系统的供能用能平衡情况对所述内部多能互补二级调度系统整体进行综合调度管理；在所述内部多能互补二级调度系统中，所述多能流能量管理系统通过匹配供能侧和需求侧信息，优化调度管理各供能系统，实现所述内部多能互补二级调度系统内部电、热、冷等多种能源形式的有效平衡；所述需求侧负荷预测管理系统对所述多能互补控制系统内部的用户侧进行负荷预测和实时监测用能状况。在另一优选例中，所述多能互补控制系统形成一微能源网系统。在另一优选例中，所述制冷机组为溴化制冷机组。在另一优选例中，所述内部多能互补二级调度系统还包括其他辅助的监视、管理信息系统等。在另一优选例中，所述多能互补控制系统可向所述外部电力系统供电，所述外部电力系统也可向所述多能互补控制系统供电。在另一优选例中，所述燃气轮发电控制系统、所述分布式光伏控制系统、所述分布式风机控制系统、所述地源热泵控制系统、所述制冷机组控制系统、所述储电系统控制系统和所述储冷系统控制系统分别用于控制各自的供能工艺系统。在另一优选例中，所述燃气轮发电控制系统、所述分布式光伏控制系统、所述分布式风机控制系统、所述地源热泵控制系统、所述制冷机组控制系统、所述储电系统控制系统和所述储冷系统控制系统均配备独立的DCS控制系统或PLC控制系统。在另一优选例中，所述燃气轮发电系统采用所述DCS控制系统。在另一优选例中，所述分布式光伏控制系统和所述分布式风机控制系统采用DCS控制系统或PLC控制系统。在另一优选例中，所述地源热泵控制系统和所述制冷机组控制系统采用所述PLC控制系统。在另一优选例中，所述储电系统控制系统和所述储水系统控制系统自带就地控制装置。在另一优选例中，所述燃气轮发电控制系统、所述分布式光伏控制系统、所述分布式风机控制系统、所述地源热泵控制系统、所述制冷机组控制系统、所述储电系统控制系统和所述储冷系统控制系统根据工艺系统复杂性、控制点数规模和物理布置情况进行部分合并或全部合并控制。在另一优选例中，DCS控制系统统一控制所述燃气轮发电控制系统、所述分布式光伏控制系统、所述分布式风机控制系统、所述地源热泵控制系统、所述制冷机组控制系统、所述储电系统控制系统和所述储冷系统控制系统。在另一优选例中，所述DCS控制系统直接控制所述燃气轮发电系统、所述分布式光伏、分布式风机、地源热泵、制冷机组、储电系统、储冷系统等作为远程控制站纳入所述DCS中集中控制。在另一优选例中，当所述分布式光伏、分布式风机、地源热泵、溴化锂制冷机组、储电系统和储冷系统布置于所述燃气轮发电系统附近时，直接通过所述燃气轮发电系统的控制系统进行控制。在另一优选例中，当所述分布式光伏、分布式风机、地源热泵、溴化锂制冷机组、储电系统和储冷系统距所述燃气轮发电系统较远布置时，所述燃气轮发电系统的控制系统通过远程控制站/远程控制柜的方式对所述分布式光伏、分布式风机、地源热泵、溴化锂制冷机组、储电系统和储冷系统的运行进行控制。在另一优选例中，所述用户处设有用于监控用能状况的智能测量仪表(例如电表、水表、流量表或三表集抄等)。在另一优选例中，所述燃气轮发电系统包括燃气-蒸汽联合循环系统和任选的燃气锅炉系统。在另一优选例中，所述燃机联供系统的额定功率为3-20万千瓦。在另一优选例中，各所述子系统均设有用于采集数据的远程终端设备(RTU)和馈线终端设备(FTU)。在另一优选例中，所述远程控制设备包括远程终端设备(RTU)和馈线终端设备(FTU)。在本专利技术的第二方面，提供了一种终端一体化集成供能模式的多能互补控制方法，具体地，该方法包括：a)提供如权利要求1所述的多能互补控制系统，且所述多能互补控制系统接入所述外部电力系统；b)所述一级调度系统根据所述外部电力系统和所述内部多能互补二级调度系统的供能用能平衡情况对所述内部多能互补二级调度系统整体进行综合调度管理；c)所述内部多能互补二级调度系统通过匹配供能侧和需求侧信息，优化调度管理所述燃气轮发电控制系统、所述分布式光伏控制系统、所述分布式风机控制系统、所述地源热泵控制系统、所述制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统，其特征在于，所述多能互补控制系统包括电力系统一级调度系统和内部多能互补二级调度系统；所述内部多能互补二级调度系统包括多能流能量管理系统、燃气轮发电控制系统、分布式光伏控制系统、分布式风机控制系统、地源热泵控制系统、制冷机组控制系统、储电系统控制系统、储冷系统控制系统和需求侧负荷预测管理系统；所述内部多能互补二级调度系统通过所述电力系统一级调度系统与外部电力系统进行电能交换；所述电力系统一级调度系统根据所述外部电力系统和所述内部多能互补二级调度系统的供能用能平衡情况对所述内部多能互补二级调度系统整体进行综合调度管理；在所述内部多能互补二级调度系统中，所述多能流能量管理系统通过匹配供能侧和需求侧信息，优化调度管理各供能系统；所述需求侧负荷预测管理系统对所述多能互补控制系统内部的用户侧进行负荷预测和实时监测用能状况。

【技术特征摘要】
1.一种终端一体化集成供能模式的多能互补控制系统，其特征在于，所述多能互补控制系统包括电力系统一级调度系统和内部多能互补二级调度系统；所述内部多能互补二级调度系统包括多能流能量管理系统、燃气轮发电控制系统、分布式光伏控制系统、分布式风机控制系统、地源热泵控制系统、制冷机组控制系统、储电系统控制系统、储冷系统控制系统和需求侧负荷预测管理系统；所述内部多能互补二级调度系统通过所述电力系统一级调度系统与外部电力系统进行电能交换；所述电力系统一级调度系统根据所述外部电力系统和所述内部多能互补二级调度系统的供能用能平衡情况对所述内部多能互补二级调度系统整体进行综合调度管理；在所述内部多能互补二级调度系统中，所述多能流能量管理系统通过匹配供能侧和需求侧信息，优化调度管理各供能系统；所述需求侧负荷预测管理系统对所述多能互补控制系统内部的用户侧进行负荷预测和实时监测用能状况。2.如权利要求1所述的多能互补控制系统，其特征在于，所述多能互补控制系统可向所述外部电力系统供电，所述外部电力系统也可向所述多能互补控制系统供电。3.如权利要求1所述的多能互补控制系统，其特征在于，所述燃气轮发电控制系统、所述分布式光伏控制系统、所述分布式风机控制系统、所述地源热泵控制系统、所述制冷机组控制系统、所述储电系统控制系统和所述储冷系统控制系统分别用于控制各自的供能工艺系统。4.如权利要求3所述的多能互补控制系统，其特征在于，所述燃气轮发电控制系统、所述分布式光伏控制系统、所述分布式风机控制系统、所述地源热泵控制系统、所述制冷机组控制系统、所述储电系统控制系统和所述储冷系统控制系统均配备独立的DCS控制系统或PLC控制系统。5.如权利要求1所述的多能...

【专利技术属性】
技术研发人员：许龙虎，侯新建，陆家铭，包一鸣，张翼，钱非，高静，马明明，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31