一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，包括步骤：合理建设能源产园，并建设对应的能源元件；将能源路由器元件设置在能源产园中的各个能源元件上；通过能源路由器元件建立互联网混合集成供能平台，并通过负荷预测元件进行协同分析，对产园进行定位；将协同分析出的数据进行量化评价，再进行评价优化。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术可提高经济效益；过程中通过分析计算考虑了能源网络整体的利益和经济效益，使得能源互联网在能源、经济、环境能源互联网多能协同规划与运行控制方面的整体效益达到最优，便于推广使用，本发明专利技术具有协同优化的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统
本专利技术属于能源供给
，具体为一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统。
技术介绍
能源是人类生产、生活活动的重要物质基础，人类迈入工业社会后，对能源的需求不断提高，然而，传统化石能源日益消减的储量和全球环境激增的能源需求形成了剧烈矛盾，这使得能源革命迫在眉睫，此时，互联网的飞速发展推进工业信息化的进程，而能源互联网就是在这个背景下所诞生。目前，园区级能源局域网在规划或运行时，往往只考虑了自身利益，这就难免导致了能源元件配置和运行的不合理，导致了能源互联网在能源、经济、环境能源互联网多能协同规划与运行控制方面的整体效益并非最优，甚至可能影响到系统的安全性，因此提出一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统。这种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，包括：多个能源产园、能源元件、负荷预测元件和能源路由器元件；能源产园内设有能源元件，多个能源产园之间通过能源元件进行能源连接和调度；能源路由器元件通过多能耦合元件聚合和多能协调优化多个分散的能源路由器，形成互联网混合集成供能平台，互联网混合集成供能平台上还设有负荷预测元件；能源路由器元件作为一个特殊的能源路由器参与到能源网络和市场的运作中,通过信息通信和智能计算技术实现规模化的能源、环境和经济效益，为管理系统，用于协同增效；能源产园因其不同的功能特性呈现出不同的产业结构，其内部的能源消费特征会各不相同，具体为对能源需求的品种、数量、时间、方式等方面都不尽相同，从而表现为负荷特性的差异；能源产园选址通过园区级能源局域网从能源、经济和环境三方面进行规划，能源方面考虑各种能源的利用率，经济方面包含了投资费用、能源销售利益及运维费用，环境方面主要是碳排放成本及环境维护，并目标统一为费用的量纲；多能耦合元件是连接多种能源系统的枢纽，一个能源耦合元件可以独立产生或者消耗不同能量，通过该元件实现不同能源系统间的解耦；多个能源路由器元件组成虚拟能源路由器网络，虚拟能源路由器网络通过电外连网络外路由算法载体连接电网，虚拟能源路由器网络通过气外连网络外路由算法载体连接天然气网；能源路由器网络通过信息网络连接多个能源路由器，能源路由器元件由电热气共融网络内路由算法载体连接搭设。作为优选，能源元件基于能源产园进行建设；能源元件包括供能模块、能量转换模块、储能模块和输能模块；能源产园包括工业产园、农业产园、商业产园、旅游文化产园和公共服务产园，构成互联网混合集成供能。作为优选，供能模块提供的能量包括风能、太阳能、燃气能和燃料电池能，能量转换模块包括热泵、换热器和制冷器，储能模块用于储电、储热、储冷和储气，输能模块包括调度站和输能线路。作为优选，能源元件还包括固废处理园区特有的垃圾焚烧发电厂、垃圾填埋场、渗沥液处理厂、沼气发电厂和沼气压缩提纯站。作为优选，负荷预测元件用于通过建筑能耗模拟软件对能源产园进行能耗模拟和基于能源、环境和负荷三方面对产园进行定位分析。这种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统的工作方法，具体包括以下步骤：S1、合理建设能源产园，并建设对应的能源元件；S2、将能源路由器元件设置在能源产园中的各个能源元件上；S3、通过能源路由器元件建立互联网混合集成供能平台，并通过负荷预测元件进行协同分析，对产园进行定位；建立关联模型来反映虚拟能源路由器中所有能源元件的能源状态；S4、将步骤S3协同分析出的数据进行量化评价，再进行评价优化；量化评价包括简化指标体系、构造投影指标函数、样本指标归一化处理、构造主管权重约束集、求解最佳投影方向和指标权重和计算各评价目标的多能源综合协调系数；S4.1、简化指标体系；根据量化评价目标的指标值，利用皮尔逊相关系数对指标体系进行简化：上式中，r为皮尔逊相关系数，n为观测样本总数，xi和yi分别为两个待检验指标的指标值，为xi的平均值，为yi的平均值；S4.2、构造投影指标函数；设投影值为z(i),z(i)表示第i个样本的第j个指标值x(i,j)在投影方向a(j)＝{(a(1),a(2)，...，a(j)}上的一维投影值：上式中，x(i,j)为第i个样本的第j个指标值，a(j)为第j个指标值的投影方向，n、p分别为样本的个数和指标的数目；将投影指标函数Q(a)表达成：Q(a)＝SzDz上式中，Sz为投影值z(i)的标准差，Dz为投影值z(i)的局部密度：上式中，Sz为投影值z(i)的标准差，Dz为投影值z(i)的局部密度，z(i)为投影值，n为样本的个数，r(i,j)为样本之间的距离，r(i,j)＝|z(i)-z(j)|；E(z)为序列{z(i)/i＝1，2..n}的平均值，R为投影值局部密度的窗口半径，取R＝p；u()为一单位阶跃函数,当u()中的自变量≥0时，u()值为1,当u()中的自变量<0时，u()值为0；S4.3、样本指标归一化处理；设简化后的指标体系中各指标值的样本集为{x(i,j)|i＝1,2,..,n,j＝,2,.,p}，其中x(i,j)为第i个样本的第j个指标值，n、p分别为样本的个数和指标的数目，利用步骤S4.2中的投影指标函数对指标值进行归一化处理；S4.4、构造主管权重约束集选取n位电力专家，根据每位专家自身经验对每一层指标按重要性两两进行比较,得到各层的模糊判断矩阵；计算底层指标权重,从而确定指标的上限值Wmax和下限值Wmin；S4.5、求解最佳投影方向和指标权重；利用Matlab编程求解如下非线性优化问题，得到指标权重集ωj：ωj＝{ω1,ω2…,ωj}，j＝1,2,…,p上式中，ωj为指标权重集，p为指标的数目，Q(a)为投影指标函数，Sz为投影值z(i)的标准差，Dz为投影值z(i)的局部密度，a(j)为第j个指标值的投影方向，为主管权重约束集；S4.6、根据步骤S4.5计算得到的指标权重集ωj来计算各评价目标的多能源综合协调系数Li：上式中，Li为多能源综合协调系数，p为指标的数目，ωj为指标权重集，x(i,j)为第i个样本的第j个指标值，n为样本的个数；将计算得到的各评价目标的多能源综合协调系数Li和原有多能源综合协调系数进行比较。作为优选，步骤S4中评价优化进行三次以上后，取最优数据再进行步骤S4.1至步骤S4.6的量化评价。作为优选，步骤S3中，关联模型为虚拟能源路由器中多个能源路由器的电、热、气三种能源元件选址定容之间的关联方程，具体为：上式中，Ei，t、Hi，t、Vi，t为能源路由器ER1中第i个能源元件在t时刻电、热、气能源状态；能量关联方程：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，其特征在于，包括：多个能源产园、能源元件、负荷预测元件和能源路由器元件；能源产园内设有能源元件，多个能源产园之间通过能源元件连接；能源路由器元件通过多能耦合元件聚合多个能源路由器(5)，形成互联网混合集成供能平台，互联网混合集成供能平台上还设有负荷预测元件；/n多个能源路由器元件组成虚拟能源路由器网络(6)，虚拟能源路由器网络(6)通过电外连网络外路由算法载体(1)连接电网(3)，虚拟能源路由器网络(6)通过气外连网络外路由算法载体(2)连接天然气网(4)；能源路由器网络(6)通过信息网络(8)连接多个能源路由器(5)，能源路由器元件由电热气共融网络内路由算法载体(7)连接搭设。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，其特征在于，包括：多个能源产园、能源元件、负荷预测元件和能源路由器元件；能源产园内设有能源元件，多个能源产园之间通过能源元件连接；能源路由器元件通过多能耦合元件聚合多个能源路由器(5)，形成互联网混合集成供能平台，互联网混合集成供能平台上还设有负荷预测元件；
多个能源路由器元件组成虚拟能源路由器网络(6)，虚拟能源路由器网络(6)通过电外连网络外路由算法载体(1)连接电网(3)，虚拟能源路由器网络(6)通过气外连网络外路由算法载体(2)连接天然气网(4)；能源路由器网络(6)通过信息网络(8)连接多个能源路由器(5)，能源路由器元件由电热气共融网络内路由算法载体(7)连接搭设。


2.根据权利要求1所述基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，其特征在于：能源元件包括供能模块、能量转换模块、储能模块和输能模块；能源产园包括工业产园、农业产园、商业产园、旅游文化产园和公共服务产园。


3.根据权利要求2所述基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，其特征在于：供能模块提供的能量包括风能、太阳能、燃气能和燃料电池能，能量转换模块包括热泵、换热器和制冷器，储能模块用于储电、储热、储冷和储气，输能模块包括调度站和输能线路。


4.根据权利要求2所述基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，其特征在于：能源元件还包括垃圾焚烧发电厂、垃圾填埋场、渗沥液处理厂、沼气发电厂和沼气压缩提纯站。


5.根据权利要求1所述基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统，其特征在于：负荷预测元件用于对能源产园进行能耗模拟和定位分析。


6.一种如权利要求1所述基于互联网混合集成供能研发的协同增效规划与量化评价系统的工作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、合理建设能源产园，并建设对应的能源元件；
S2、将能源路由器元件设置在能源产园中的各个能源元件上；
S3、通过能源路由器元件建立互联网混合集成供能平台，并通过负荷预测元件进行协同分析，对产园进行定位；建立关联模型来反映虚拟能源路由器中所有能源元件的能源状态；
S4、将步骤S3协同分析出的数据进行量化评价，再进行评价优化；量化评价包括简化指标体系、构造投影指标函数、样本指标归一化处理、构造主管权重约束集、求解最佳投影方向和指标权重和计算各评价目标的多能源综合协调系数；
S4.1、简化指标体系；根据量化评价目标的指标值，利用皮尔逊相关系数对指标体系进行简化：



上式中，r为皮尔逊相关系数，n为观测样本总数，xi和yi分别为两个待检验指标的指标值，为xi的平均值，为yi的平均值；
S4.2、构造投影指标函数；设投影值为z(i),z(i)表示第i个样本的第j个指标值x(i,j)在投影方向a(j)＝{(a(1),a(2)，...，a(j)}上的一维投影值：



上式中，x(i,j)为第i个样本的第j个指标值，a(j)为第j个指标值的投影方向，n、p分别为样本的个数和指标的数目；将投影指标函...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵力航，杨强，陈贤卿，杨磊，常伟光，王新，秦刚华，杨敏，董伟，陈新琪，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33