评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的方法，包括以下步骤：S1.获取综合能源系统生产设备配置数据和单位时间内的负荷数据；S2.获取综合能源系统在单位时间内的最大负荷；S3.获取综合能源系统在单位时间内的最小有效供应上限；其中，所述最小有效供应上限为综合能源系统中任意一台动力设备、任意一台储能设备或任意一条联络线无法利用时，剩余综合能源系统设备能够供能的上限；S4.获取评估指标，根据综合能源系统在单位时间内的最大负荷和最小有效供应上限，计算评估指标；S5.判断评估指标是否大于设定值；是，结束；否，报警提示。

【技术实现步骤摘要】
评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的方法
本专利技术属于综合能源(分布式能源)领域，具体涉及一种用于评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的方法。
技术介绍
综合能源(分布式能源)领域特别是燃气分布式能源系统普遍存在设备配置与实际运行负荷不能精准匹配的问题。存在该问题的主要原因是设备配置是在项目规划阶段根据用能用户的中长期负荷预测结果来匹配，然而中长期负荷预测尤其是用能用户属于增量用户的情况下，中长期负荷预测结果很难准确。项目一旦建设完成，经常出现能源生产设备的供应能力高于/低于实际负荷需求，造成设备浪费或不足，显著影响了供能经济性或安全性。目前分布式能源行业内缺乏量化、可在线计算的评估指标，用于获得设备配置与实际运行负荷的匹配情况。行业内通常由运行人员的经验不定期对设备配置与实际运行负荷的匹配程度进行评估，这对运行人员的技能要求非常高，且运行人员的经验相对于实际负荷的变化具有一定的滞后性，特别是对于包含有大量可再生能源与储能设备的综合能源系统，运行人员很难作出准确判断，这容易影响到设备规划建设的决策，严重时甚至影响供能安全。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种用于评估综合能源系统能源生产设备配置与实际负荷匹配程度的方法，对综合能源系统中的能源生产设备配置与实际负荷的匹配程度进行评估与实时监控。本专利技术提供的评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的方法，包括以下步骤：S1.获取综合能源系统生产设备配置数据和负荷数据；>S2.获取综合能源系统的最大负荷；S3.获取综合能源系统的最小有效供应上限；其中，所述最小有效供应上限为综合能源系统中任意一台动力设备、任意一台储能设备或任意一条联络线无法利用时，剩余综合能源系统设备能够供能的上限；S4.获取综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配指标，根据综合能源系统的最大负荷和最小有效供应上限，计算匹配指标：S41.分别计算电、热、冷设备配置与负荷需求的匹配指标：其中ξX为电生产设备配置与电负荷需求的匹配指标，为综合能源系统的电最大负荷，为综合能源系统的电最小有效供应上限；ξY为热生产设备配置与热负荷需求的匹配指标，为综合能源系统的热最大负荷，为综合能源系统的热最小有效供应上限；ξZ为冷生产设备配置与冷负荷需求的匹配指标，为综合能源系统的冷最大负荷，为综合能源系统的冷最小有效供应上限；S42.计算电、热、冷设备配置与负荷需求的综合匹配指标：ξ＝λXξX+λYξY+λZξZ其中，λX、λY、λZ分别代表综合能源系统中电、热、冷的比重，λX+λY+λZ＝1；S5.判断ξ是否大于设定值A，其中，A∈(0,1]；是，认定综合能源系统与负荷需求匹配度良好，结束；否，认定综合能源系统的设备配置与负荷需求不匹配，并进行报警提示。在本专利技术的一实施方式中，步骤S5中，认定综合能源系统的设备配置与负荷需求不匹配，并进行报警提示之后，进行步骤S6：S6.筛选出ξX、ξY和ξZ中不大于设定值A的匹配指标，判断该匹配指标对应的能源品类的最小有效供应上限是否大于其最大负荷；是，则提示用户设备配置的容量明显超出负荷需求，综合能源系统减少能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量；否，则提示用户设备配置的容量不满足负荷需求，综合能源系统增加能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量。在本专利技术的一实施方式中，步骤S6为：筛选出ξX、ξY和ξZ中不大于设定值A的匹配指标，判断该匹配指标对应的能源品类的最小有效供应上限是否大于其最大负荷；是，则提示用户设备配置的容量明显超出负荷需求，综合能源系统减少能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量，该容量为该匹配指标对应的能源品类的最小有效供应上限与其最大负荷的差值；否，则提示用户设备配置的容量不满足负荷需求，应当增加能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量该容量为该匹配指标对应的能源品类的最大负荷与其最小有效供应上限的差值。在本专利技术的一实施方式中，步骤S1包括：S11.获取综合能源系统的电负荷、热负荷和冷负荷数据；S12.获取非可再生能源动力设备的配置数据，包括供能设备的额定发电功率、额定蒸汽量和额定制热量；S13.获取储能设备的配置数据，储电设备的最大放电功率、储热设备的最大制蒸汽量和储冷设备的最大制冷量；S14.获得本地能源配网与外部能源网每条能源联络线的最大输入电功率、最大输入热量和最大输入冷量。在本专利技术的一实施方式中，步骤S2包括：根据综合能源系统负荷数据，获得综合能源系统单位时间内的最大负荷：其中，为综合能源系统的电最大负荷，为综合能源系统的热最大负荷；为综合能源系统的冷最大负荷；为综合能源系统第i个单位时间的电负荷数据；为综合能源系统第i个单位时间的热负荷数据；为综合能源系统第i个单位时间的冷负荷数据。在本专利技术的一实施方式中，步骤S3包括：S31.计算整个综合能源系统的最大有效供应上限：所述最大有效供应上限为在所有动力设备、储能设备、能源联络线均可利用的情况下，整个综合能源系统的最大有效供应上限；电最大有效供应上限热最大有效供应上限冷最大有效供应上限其中，ηX、ηY、ηZ分别是综合能源系统的平均电、热、冷有效利用系数，取值范围分别是ηX∈(0.98,1)、ηY∈(0.7，0.95)、ηZ∈(0.6,0.95)；为综合能源系统的第i个供电设备的额定发电功率；为综合能源系统的第j个供热设备的额定蒸汽量；为综合能源系统的第k个供冷设备的额定制冷量；为综合能源系统的第i个储电设备的最大放电功率；为综合能源系统的第j个储热设备的最大制蒸汽量；为综合能源系统的第k个储冷设备的最大制冷量；为本地能源配网与外部能源网第i条能源联络线的最大输入电功率；为本地能源配网与外部能源网第j条能源联络线的最大输入热量；为本地能源配网与外部能源网第k条能源联络线的最大输入冷量S32.计算整个综合能源系统的最小有效供应上限：电最小有效供应上限热最小有效供应上限冷最小有效供应上限作为优选技术方案，步骤S42中，λX、λY、λZ分别代表综合能源系统中电、热、冷的负荷占负荷总量的比重。本专利技术还提供一种评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的系统，包括：在线数据获取模块，获取综合能源系统生产设备配置数据和负荷数据；最大负荷获取模块，获取综合能源系统的最大负荷；最小供应上限获取模块，获取综合能源系统的最小有效供应上限；匹配指标获取模块，获取综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配指标，根据综合能源系统的最大负荷和最小有效供应上限，计算评估指标；其包括：电、热、冷设备配置与负荷需求的匹配指标计算模块，分别计算电、热、冷设备配置与负荷需求的匹配指标：其中ξX为电生产设备配置与电负荷需求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.获取综合能源系统生产设备配置数据和负荷数据；/nS2.获取综合能源系统的最大负荷；/nS3.获取综合能源系统的最小有效供应上限；其中，所述最小有效供应上限为综合能源系统中任意一台动力设备、任意一台储能设备或任意一条联络线无法利用时，剩余综合能源系统设备能够供能的上限；/nS4.获取综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配指标，根据综合能源系统的最大负荷和最小有效供应上限，计算匹配指标：/nS41.分别计算电、热、冷设备配置与负荷需求的匹配指标：/n

【技术特征摘要】
1.一种评估综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.获取综合能源系统生产设备配置数据和负荷数据；
S2.获取综合能源系统的最大负荷；
S3.获取综合能源系统的最小有效供应上限；其中，所述最小有效供应上限为综合能源系统中任意一台动力设备、任意一台储能设备或任意一条联络线无法利用时，剩余综合能源系统设备能够供能的上限；
S4.获取综合能源系统能源生产设备配置与负荷匹配指标，根据综合能源系统的最大负荷和最小有效供应上限，计算匹配指标：
S41.分别计算电、热、冷设备配置与负荷需求的匹配指标：









其中ξX为电生产设备配置与电负荷需求的匹配指标，为综合能源系统的电最大负荷，为综合能源系统的电最小有效供应上限；ξY为热生产设备配置与热负荷需求的匹配指标，为综合能源系统的热最大负荷，为综合能源系统的热最小有效供应上限；ξZ为冷生产设备配置与冷负荷需求的匹配指标，为综合能源系统的冷最大负荷，为综合能源系统的冷最小有效供应上限；
S42.计算电、热、冷设备配置与负荷需求的综合匹配指标：
ξ＝λXξX+λYξY+λZξZ
其中，λX、λY、λZ分别代表综合能源系统中电、热、冷的比重，λX+λY+λZ＝1；
S5.判断ξ是否大于设定值A，其中，A∈(0,1]；是，认定综合能源系统与负荷需求匹配度良好，结束；否，认定综合能源系统的设备配置与负荷需求不匹配，并进行报警提示。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，认定综合能源系统的设备配置与负荷需求不匹配，并进行报警提示之后，进行步骤S6：
S6.筛选出ξX、ξY和ξZ中不大于设定值A的匹配指标，判断该匹配指标对应的能源品类的最小有效供应上限是否大于其最大负荷；是，则提示用户设备配置的容量明显超出负荷需求，综合能源系统减少能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量；否，则提示用户设备配置的容量不满足负荷需求，综合能源系统增加能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S6为：筛选出ξX、ξY和ξZ中不大于设定值A的匹配指标，判断该匹配指标对应的能源品类的最小有效供应上限是否大于其最大负荷；是，则提示用户设备配置的容量明显超出负荷需求，综合能源系统减少能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量，该容量为该匹配指标对应的能源品类的最小有效供应上限与其最大负荷的差值；否，则提示用户设备配置的容量不满足负荷需求，应当增加能源生产设备、储能设备或外部联络线路容量该容量为该匹配指标对应的能源品类的最大负荷与其最小有效供应上限的差值。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11.获取综合能源系统的电负荷、热负荷和冷负荷数据；
S12.获取非可再生能源动力设备的配置数据，包括供能设备的额定发电功率、额定蒸汽量和额定制热量；
S13.获取储能设备的配置数据，储电设备的最大放电功率、储热设备的最大制蒸汽量和储冷设备的最大制冷量；
S14.获得本地能源配网与外部能源网每条能源联络线的最大输入电功率、最大输入热量和最大输入冷量。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：根据综合能源系统负荷数据，获得综合能源系统单位时间内的最大负荷：









其中，为综合能源系统的电最大负荷，为综合能源系统的热最大负荷；为综合能源系统的冷最大负荷；为综合能源系统第i个单位时间的电负荷数据；为综合能源系统第i个单位时间的热负荷数据；为综合能源系统第i个单位时间的冷负荷数据。


6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31.计算整个综合能源系统的最大有效供应上限：
所述最大有效供应上限为在所有动力设备、储能设备、能源联络线均可利用的情况下，整个综合能源系统的最大有效供应上限；
电最大有效供应上限
热最大有效供应上限
冷最大有效供应上限
其中，ηX、ηY、ηZ分别是综合能源系统的平均电、热、冷有效利用系数，取值范围分别是ηX∈(0.98,1)、ηY∈(0.7，0.95)、ηZ∈(0.6,0.95)；为综合能源系统的第i个供电设备的额定发电功率；为综合能源系统的第j个供热设备的额定蒸汽量；为综合能源系统的第k个供冷设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐少龙，余真鹏，刘胜伟，李伟昌，
申请(专利权)人：新奥数能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11