一种综合能源系统调度管理平台技术方案

本发明专利技术公开了一种综合能源系统调度管理平台。所公开的平台包括：需求配置模块、数据采集模块、运行计算模块和调度管理模块，其中需求配置模块用于用户根据需求选择能源供给侧系统配置模式、能源设备和优化目标；数据采集模块用于在一定总时长内逐时段采集系统运行数据；调度管理模块一方面用于接收数据采集模块采集的运行数据，并发送给模型计算模块；同时用于接收运行计算模块的结果数据，并将结果数据输出给相应的上层能源网和能源设备调整运行工况；运行计算模块用于以约束条件为前提，计算满足需求配置模块所选优化目标的结果。本发明专利技术可实现综合能源系统中能源的梯级利用，并提高能源利用率，适合为商业区、居民区、工业园区、乡村等区域供能。

An integrated energy system scheduling management platform

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统调度管理平台
本专利技术公开一种基于综合能源系统优化调度模型的管理平台开发方法，涉及能源综合利用

技术介绍
综合能源系统是指将一定区域内的煤炭、石油、天然气、电能、热能、风能、太阳能、生物质等多种能源进行整合以实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行，协同管理和互补互济，并有效地提升能源利用率，促进能源可持续发展的新型一体化能源系统。综合能源系统打破了供电、供气、供热、供冷等各种能源供应系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式，通过对各类能源的生产、传输、分配、转化、储存和消费等环节进行有机协调与优化，可实现多能互济与能源的高效利用。不同于传统的能源系统，综合能源系统的系统形式复杂多样，系统中各类能源相互耦合，不同能源物理特性差异较大，用户需求灵活多样，系统建模、优化计算与能源管理复杂，存在一定难度。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术的目的是提供一种综合能源系统调度管理平台。本专利技术所提供的一种综合能源系统调度管理平台包括：需求配置模块、数据采集模块、运行计算模块和调度管理模块，其中，所述需求配置模块，用于用户根据需求选择能源供给侧系统配置模式之一和能源设备库中的一种或多种能源设备，用户侧负荷种类中的一种或多种负荷，以及调度管理优化目标之一；并将所选信息发送给数据采集模块、模型计算模块和调度管理模块；所述系统配置模式包括孤岛模式、并网不上网模式及并网上网模式，所述网为上层能源网，上层能源网包括电网、气网和热网中的一种或两种以上；所述用户侧负荷种类包括电负荷、气负荷、热负荷和冷负荷；所述能源设备库包括能源转化设备、储能设备和可再生能源发电设备；所述调度管理优化目标包括一定总时长内的系统运行费用最小目标和一定总时长内的能源利用率最小目标；所述数据采集模块，用于在一定总时长内逐时段采集需求配置模块所选系统配置模式下的上层能源网运行数据、能源设备运行数据和用户负荷运行数据；所述调度管理模块，一方面用于接收数据采集模块采集的运行数据，并发送给模型计算模块；同时用于接收运行计算模块的结果数据，并将结果数据输出给相应的上层能源网和能源设备，调整运行数据；所述运行计算模块，用于以约束条件为前提，计算满足需求配置模块所选优化目标的结果；所述结果根据需求配置模块所选信息包括购电量、购气量、购热量、能源转化设备的输入功率、能源转化设备的输出功率，储能设备的充能功率、储能设备的放功率、可再生能源发电设备发电量中的一种或多种；所述约束条件根据需求配置模块所选信息包括:系统的电量输入与输出的平衡约束、燃气输入与输出的平衡约束、热量输入与输出的平衡约束、冷量输入与输出的平衡约束、能源转化设备的出力约束、能源转化设备的爬坡速率约束、能源转化设备的能源转化关系约束、储能设备的充放功率约束、储能设备的储能占比约束、储能设备的储能占比与充放功率的关系约束、能源网交互功率约束和风力发电设备的出力约束中的一种或两种。进一步，本专利技术所述一定总时长内系统年费用最小目标计算采用式(1)：MinFtotal＝FOM+Fem-Fj(2)其中，FOM为一定总时长内的系统维护费用，Fem为一定总时长内系统的污染气体排放成本费用，Fj为一定总时长内系统的买卖能源收益；所述一定总时长内能源利用率最小目标计算采用式(2)：Lk,t为用户逐时负荷，为向上层能源网出售能源的逐时功率，为向上层能源网购买能源的逐时功率，Rk,t为可再生能源逐时输出功率，下标t表示一定总时长T内第t个运行数据采集时段，下标k表示第k类能源，包括电、气、热、冷。有些方案中，本专利技术平台中的调度管理模块还用于：对于部分运行数据经过归一化处理后传输给运行计算模块。有些方案中，本专利技术的调度管理模块还用于，当采集到内燃机的缸套水热量Qw、烟气流量Geg、吸收式制冷机排烟温度t0、吸收式制冷机烟气入口温度ti、时，采用式(3)-(5)将内燃机的缸套水热量Qw、烟气流量Geg、吸收式制冷机排烟温度t0、吸收式制冷机烟气入口温度ti、归一化为吸收式制冷机耗热量将归一化后的结果传输给运行计算模块：其中，keg为内燃机烟气排放系数，取值范围18～20，ρ为烟气的密度，为输入燃气体积流量，kw为缸套水余热系数，为内燃机的燃气输入功率，为吸收式制冷机耗热量，ueg、uw为逻辑变量，当吸收式制冷机为烟气机则ueg取1，uw取0，当吸收式制冷机为热水机则ueg取0，uw取1，当吸收式制冷机为烟气热水机则同时取1，kec为吸收式制冷机利用的缸套水热量占缸套水总热量的比例，cp为烟气的比热。所述内燃机的参数的具体数值及单位取决于内燃机的出厂设置及运行工况。进一步，本专利技术的平台还包括设备管理模块，所述设备管理模块用于各能源设备的性能参数；并根据需求配置模块所选信息将相应参数数据输送给运行计算模块；进一步，本专利技术的平台还包括结果显示模块，所述结果显示模块用于显示或可视化运行计算模型的计算结果。本专利技术的有益效果：(1)由于综合能源系统可为各类能耗区域供电、供热及供冷，本专利技术可实现综合能源系统中能源的梯级利用，并提高能源利用率，适合为商业区、居民区、工业园区、乡村等区域供能。(2)尤其是对于选择有内燃机的系统，本专利技术采取分别计算烟气与缸套水热量的方法，取得热量计算更为符合实际的效果。具体实施方式除非另有说明，本文中所述“系统”均指综合能源利用系统。本专利技术所述孤岛模式为系统不接入上层能源网，仅靠自身产生的能量供能，系统自身产生的能量指依靠可再生能源和系统内的可再生能源发电设备产生的电能，包括风力发电设备和光伏发电设备等。所述并网不上网模式为系统接入电网，可从电网购电，但不向电网售电。所述并网上网模式为系统接入电网，可从电网购电，也可向电网售电。所述并网上网模式和并网不上网模式选项下还应考虑是否选择接入气网和热网。本专利技术所述能源转化类设备是指将某一种能源形式(包括电能、热能、可再生能源、太阳能、风能等)转化为另一种能源形式的设备；例如电锅炉将电能转化为热能。所述储能设备是指可存储及释放某一种形式能源的设备；例如储电设备可储存电能及释放电能。所述可再生能源发电设备是指能够利用可再生能源进行发电的设备；例如风力发电设备将风能转化为电能。适用于本专利技术的具体能源设备类型均有现有设备，且各能源设备的性能参数由设备自身、出厂设置及运行工况决定，除非另有说明，各能源设备性能参数及其运行参数或运行数据的采集方式均为本领域常规手段。在需求配置模块中，用户根据系统运行工况、使用环境及自身需要等需求在需求配置模块选择所需的系统配置模式、能源设备和用户的负荷种类。例如：当系统无法并入电网时选用孤岛模式(通常用于地理位置偏远、无电网延伸的边疆、海岛地区)，当系统可并入电网但不能向电网售电时选择并网不上网模式，当系统可并入电网也可向电网售电时选用并网上网模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合能源系统调度管理平台，其特征在于，所述平台包括：需求配置模块、数据采集模块、运行计算模块和调度管理模块，其中，/n所述需求配置模块，用于用户根据需求选择能源供给侧系统配置模式之一和能源设备库中的一种或多种能源设备，用户侧负荷种类中的一种或多种负荷，以及调度管理优化目标之一；并将所选信息发送给数据采集模块、模型计算模块和调度管理模块；/n所述系统配置模式包括孤岛模式、并网不上网模式及并网上网模式，所述网为上层能源网，上层能源网包括电网、气网和热网中的一种或两种以上；/n所述用户侧负荷种类包括电负荷、气负荷、热负荷和冷负荷；/n所述能源设备库包括能源转化设备、储能设备和可再生能源发电设备；/n所述调度管理优化目标包括一定总时长内的系统运行费用最小目标和一定总时长内的能源利用率最小目标；/n所述数据采集模块，用于在一定总时长内逐时段采集需求配置模块所选系统配置模式下的上层能源网运行数据、能源设备运行数据和用户负荷运行数据；/n所述调度管理模块，一方面用于接收数据采集模块采集的运行数据，并发送给模型计算模块；同时用于接收运行计算模块的结果数据，并将结果数据输出给相应的上层能源网和能源设备，调整运行数据；/n所述运行计算模块，用于以约束条件为前提，计算满足需求配置模块所选优化目标的结果；/n所述结果根据需求配置模块所选信息包括购电量、购气量、购热量、能源转化设备的输入功率、能源转化设备的输出功率，储能设备的充能功率、储能设备的放功率、可再生能源发电设备发电量中的一种或多种；/n所述约束条件根据需求配置模块所选信息包括：系统的电量输入与输出的平衡约束、燃气输入与输出的平衡约束、热量输入与输出的平衡约束、冷量输入与输出的平衡约束、能源转化设备的出力约束、能源转化设备的爬坡速率约束、能源转化设备的能源转化关系约束、储能设备的充放功率约束、储能设备的储能占比约束、储能设备的储能占比与充放功率的关系约束、能源网交互功率约束和风力发电设备的出力约束中的一种或两种。/n...

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统调度管理平台，其特征在于，所述平台包括：需求配置模块、数据采集模块、运行计算模块和调度管理模块，其中，
所述需求配置模块，用于用户根据需求选择能源供给侧系统配置模式之一和能源设备库中的一种或多种能源设备，用户侧负荷种类中的一种或多种负荷，以及调度管理优化目标之一；并将所选信息发送给数据采集模块、模型计算模块和调度管理模块；
所述系统配置模式包括孤岛模式、并网不上网模式及并网上网模式，所述网为上层能源网，上层能源网包括电网、气网和热网中的一种或两种以上；
所述用户侧负荷种类包括电负荷、气负荷、热负荷和冷负荷；
所述能源设备库包括能源转化设备、储能设备和可再生能源发电设备；
所述调度管理优化目标包括一定总时长内的系统运行费用最小目标和一定总时长内的能源利用率最小目标；
所述数据采集模块，用于在一定总时长内逐时段采集需求配置模块所选系统配置模式下的上层能源网运行数据、能源设备运行数据和用户负荷运行数据；
所述调度管理模块，一方面用于接收数据采集模块采集的运行数据，并发送给模型计算模块；同时用于接收运行计算模块的结果数据，并将结果数据输出给相应的上层能源网和能源设备，调整运行数据；
所述运行计算模块，用于以约束条件为前提，计算满足需求配置模块所选优化目标的结果；
所述结果根据需求配置模块所选信息包括购电量、购气量、购热量、能源转化设备的输入功率、能源转化设备的输出功率，储能设备的充能功率、储能设备的放功率、可再生能源发电设备发电量中的一种或多种；
所述约束条件根据需求配置模块所选信息包括：系统的电量输入与输出的平衡约束、燃气输入与输出的平衡约束、热量输入与输出的平衡约束、冷量输入与输出的平衡约束、能源转化设备的出力约束、能源转化设备的爬坡速率约束、能源转化设备的能源转化关系约束、储能设备的充放功率约束、储能设备的储能占比约束、储能设备的储能占比与充放功率的关系约束、能源网交互功率约束和风力发电设备的出力约束中的一种或两种。


2.如权利要求1所述的综合能源系统调度管理平台，其特征在于，
所述一定总时长内系统年费用最小目标计算采用式(1)：
Min...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭怀午，李安桂，卜令晨，牛东圣，许晨琛，李扬，王鑫，韩欧，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61