【技术实现步骤摘要】
区域级综合能源系统能效分析方法及系统
本专利技术涉及一种区域级综合能源系统能效分析方法及系统，属于综合能源系统控制
技术介绍
能源是国民经济发展的重要物质基础，在国民经济中处于极其重要的战略地位，人们的生产、生活都离不开能源。综合能源系统以能源高效清洁利用为目标，以大规模可再生能源消纳为背景，通过对电、热、气、冷等不同供能环节的科学协调与调度，实现不同品位能源的梯级利用；通过多能互补，促进了可再生能源的规模化接入和高效利用，提高了供能系统的灵活性、安全性和经济性。在综合能源领域，为促进可再生能源利用，综合能源体系统提出综合能源评估指标。但是，目前多为单一能源能效评估，且综合能源评估体系不够全面。因此，要保证系统的高效运行，既需要协同考虑可再生能源的有效接入，运行能损最低等系统问题，也需要考虑能源转换单元的使用效率特性、终端设备污染物排放等设备问题。区域综合能源系统能效分析问题是一个多属性决策问题，但在区域综合能源系统在实际运行时，受内、外部运行边界(环境、气候、工况、用户需求多样性等)影响，是一个高维、时变、非线性系统，将设计值或模型计算值作为评价基准，不可避免地会出现与实际运行状态有较大的偏差，因此，在工程应用中受到一定的限制。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种区域级综合能源系统能效分析方法及系统，能够实现多能优势互补与协同优化，提升能源系统在生产、输配、利用和循环等环节的综合效益，可有效推动能源清洁化发展、支持能源高效利用及节能减排建设。本专利技术...
【技术保护点】
1.一种区域级综合能源系统能效分析方法，其特征是，包括以下步骤：/nS1，计算综合能源系统不同能源的能质系数，所述能质系数为不同能源对外所能做的最大功和其总能量的比值；/nS2，基于所述能质系数计算综合能源系统能效评估指标体系的评估指标；/nS3，计算所述评估指标的权重和组合权重；/nS4，根据所述权重和组合权重对各项指标进行优化，得到最终评估指标权重，并对所述评估指标进行排序。/n
【技术特征摘要】
1.一种区域级综合能源系统能效分析方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，计算综合能源系统不同能源的能质系数，所述能质系数为不同能源对外所能做的最大功和其总能量的比值；
S2，基于所述能质系数计算综合能源系统能效评估指标体系的评估指标；
S3，计算所述评估指标的权重和组合权重；
S4，根据所述权重和组合权重对各项指标进行优化，得到最终评估指标权重，并对所述评估指标进行排序。
2.根据权利要求1所述的区域级综合能源系统能效分析方法，其特征是，在步骤S1中，各种不同能源的能质系数λ的计算公式如下：
式中，Q为各种不同能源的总能量；W为能源所拥有的的数量。
3.根据权利要求2所述的区域级综合能源系统能效分析方法，其特征是，所述计算综合能源系统不同能源的能质系数，具体为：
燃料的能质系数λ燃表示为：
T燃为燃料燃烧产生的烟气温度，T0为低温热源温度；
天然气的能质系数λgas表示为：
煤的能质系数λcoal表示为：
市政热水的能质系数λ热水表示为：
市政蒸汽的能质系数表示为：
式中，T汽是蒸汽压力所对应的饱和温度；
从冷冻水的供水温度上升到冷冻水的回水温度的过程中，冷冻水的能质系数λ冷冻水表示为：
式中，Tg和Th分别为冷冻水的供、回水温度，T0为低温热源温度。
4.根据权利要求1所述的区域级综合能源系统能效分析方法，其特征是，在步骤S2中，综合能源系统能效评估指标体系的评估指标包括一级指标和二级指标，所述一级指标包括供能子系统、能源转换子系统、中低压电网、经济效益和社会效益；所述二级指标包括供电子系统能效、供冷子系统能效、供热子系统能效、供气子系统能效、动力系统能效、电转热/冷能源转换设备能效、气转电/热能源转换设备能效、热转冷能源转换设备能效、低压负荷三相负荷不平衡度合格率、低压台区谐波含量合格率、低压台区综合线损率、低压台区电压合格率、低压台区主干线平均截面、低压台区平均供电半径、供电可靠率、经济性、单位供能成本、财务净现值、气候变化和污染物排放。
5.根据权利要求4所述的区域级综合能源系统能效分析方法，其特征是，所述计算综合能源系统能效评估指标体系的评估指标，具体为：
供电子系统中电能供应量We为：
式中：ηt表示变压器效率；ηline表示园区内电力线路的效率；γe、γc表示电、冷负荷的折算系数；We为电能供应量；Echp表示三联供产生的电能；Re表示园区内可再生能源产生的电能；Pe表示外部输入的电能；De和Dc分别表示储电、储冷装置释放的能量；
供电子系统的能效ηe为：
式中：ηs,e和ηd,e表示储电装置储、放电效率；Se表示储电装置释放的能量；
供热子系统和供冷子系统的热、冷供应量Wh、Wc分别为：
Wh＝[Hg-h+He-h+Hchp+Rh+(1-γh)Dh](1-0.01lhah)
Wc＝[Ce-c+Ch-c+Rc+(1-γc)Dc](1-0.01lcac)
式中：Wh表示供热量；Wc表示供冷量；Hg-h和He-h分别表示由天然气和电能通过电锅炉、燃气锅炉产生的热能；Hchp表示三联供产生的热能；Ce-c和Ch-c分别表示由电能和热能通过相应能源转换设备转换而成的冷能；Rh、Rc分别表示可再生能源产生的热能、冷能；lh、lc分别表示热、冷管网的长度；ah、ac分别表示热、冷管网每100米的耗散率；γh表示热负荷的折算系数，通过6.1计算得出；Dh表示储热装置释放的能量；
供热子系统和供冷子系统的能量系统能效ηh、ηc分别为
式中：ηs,h、ηd,h分别表示储热装置储、放热的效率；ηs,c、ηd,c示储冷装置储、放冷的效率；Sh、Sc表示储热、储冷装置释放的能量；
供气子系统天然气的供应量Wg为：
Wg＝Pg+Ge-g
式中：Wg表示天然气供应量；Pg表示外部输入天然气量；Ge-g表示由电能转换成的天然气；
动力系统水泵的扬程Y为：
式中：Y0表示理论扬程，即流速为0时的扬程；f表示阻摩系数；Qhp表示泵的流量；
泵的入口和出口扬程分别为Yin和Yout：
Yloss＝Yin-Yout
式中：Yloss表示扬程损耗；Ehp表示泵补偿扬程损耗所需的电能；ηhp表示泵的效率；w表示液体的重度；
动力系统传输效率ηm为：
式中：Vm表示能量m经泵传输的量；λm表示能量m的折算系数；
电转热/冷能源转换设备的效率ηe-h、ηe-c为：
式中：COPe-h表示电制热的制热系数；COPe-c表示电制冷的制冷系数；
气转电/热能源转换设备的热电联产机组效率ηchp为：
式中：ECHP、Hchp表示热电联产机组产生的电能和热能；λSteam表示蒸汽的折算系数；Gchp表示热电联产机组消耗的天然气；
气转电/热能源转换设备的燃气锅炉设备效率ηg-h为：
式中：Copg-h表示天然气的制热系数，即单位天然气能通过燃气锅炉产生的热能；
热转冷能源转换设备的效率ηh-c为：
式中：Coph-c表示吸收式制冷机的制冷系数；
中低压电网能效指标计算公式为：
低压负荷三相负荷不平衡度合格率＝低压三相负荷不平衡率低于15％的台区数量÷低压台区总数量×100％；
低压台区诸波含量合格率＝谐波含量满足标准要求的台区数量÷低压台区总数量×100％；
低压台区综合线损率＝(低压台区总供电量-低压台区户表总用电量)÷低压台区总供电量×100％；
低压供电电压会格率＝满足电压合格率的电压监测点数量÷低压电E监测点总数量×100％；
低压台区主干线平均截面＝低压台区主干线标称截面的算术平均值；
低压台区平均供电半径＝低压台区供电半径的算术平均值；
供电可靠率采用下式计算：
式中：λse表示供电系统理论失效率；μse表示供电系统理论修复率；MTTR表示供电系统理论平均修复时间；MTTF表示供电系统理论失效前平均运行时间；f表示供电系统理论平均失效频率；
经济效益指标为：
式中：ECI表示综合能源系统的经济评价指标；ICi、MCi、SCi表示综合能源系统中第i类能源单元的初始投资成本、运行维护成本、报废成本；ICEAC,i、SCEAC,i表示第i类能源单元的初始投资成本、报废成本的等年值；IR表示折现率；Li表示第i类能源单元的生命周期；εi表示第i类能源单元的年平均负荷率；wi表示第i类能源单元的年能源产量，kWh；FCi,j表示第i类能源单元单位能源产量的消耗第j类燃料量或电耗量；σj表示第j类燃料购入成本；RCi表示第i类能源单元的检修维护成本；
单位供能成本采用下式计算：
式中：LCOE表示单位供能成本...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴奎华，冯亮，杨波，李昊，杨扬，刘钊，李昭，杨慎全，綦陆杰，王延朔，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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