多能耦合综合能源系统的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及综合能源技术领域，提供一种多能耦合综合能源系统的控制方法及装置，方法包括：确定多能耦合综合能源系统中的各种不同的能源转换设备及其调度特性、负荷响应特性；将每种能源转换设备根据其调度特性、负荷响应特性进行建模，以得到多个能源转换设备模型；根据能源转换设备的调度特性、负荷响应特性和能源转换设备模型，分析各种能源转换设备的惯量延时特性；基于各种能源转换设备的惯量延时特性，对每种能源转换设备进行控制。由此，基于各个设备的惯量延时特性对多种耦合的能源进行控制，可以减少惯量延时的影响，从而可以实现各种能源之间的快速转换与互补替代。各种能源之间的快速转换与互补替代。各种能源之间的快速转换与互补替代。

【技术实现步骤摘要】
多能耦合综合能源系统的控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及综合能源
，具体涉及一种多能耦合综合能源系统的控制方法和一种多能耦合综合能源系统的控制装置。

技术介绍

[0002]随着双碳目标的推进，基于电力、燃气、热力系统以及其能量的转换需求越来越大。构建包括电气、燃气和热力系统于一体的综合能源系统成为发展的必然。通过供热网络，电力网络以及供气网络等能源子网间的能量流动及互补，可以有效实现多能流的合理分配以及提升能量的利用效率。
[0003]然而，多能耦合的综合能源系统中的不同能源转换设备具有不同的惯量延时特性，从而未能实现能源间的快速转换与互补替代。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决未能实现能源间的快速转换与互补替代的问题，提出了如下技术方案。
[0005]本专利技术第一方面实施例提出了一种多能耦合综合能源系统的控制方法，包括以下步骤：确定所述多能耦合综合能源系统中的各种不同的能源转换设备及其调度特性、负荷响应特性；将每种所述能源转换设备根据其调度特性、负荷响应特性进行建模，以得到多个能源转换设备模型；根据能源转换设备的所述调度特性、所述负荷响应特性和所述能源转换设备模型，分析各种所述能源转换设备的惯量延时特性；基于各种所述能源转换设备的惯量延时特性，对每种所述能源转换设备进行控制。
[0006]另外，根据本专利技术上述实施例的多能耦合综合能源系统的控制方法还可以具有如下附加的技术特征。
[0007]根据本专利技术的一个实施例，各种不同的能源转换设备包括气—电能源转换设备、光—电能源转换设备、风—电能源转换设备、电—热能源转换设备、气—热能源转换设备和化—电能源转换设备。
[0008]根据本专利技术的一个实施例，所述气—电能源转换设备包括微燃机，所述光—电能源转换设备包括分布式光伏，所述风—电能源转换设备包括分布式风机，所述电—热能源转换设备包括空气源热泵，所述气—热能源转换设备包括燃气锅炉，所述化—电能源转换设备包括储能蓄电池，多个能源转换设备模型包括所述微燃机的气—电能源转换模型、所述分布式光伏的光—电能源转换模型、所述分布式风机的风—电能源转换模型、所述空气源热泵的电—热能源转换模型、所述燃气锅炉的气—热能源转换模型和所述储能蓄电池的化—电能源转换模型。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，各个能源转换设备的惯量延时特性包括所述微燃机具有秒级惯量延时特性、所述分布式光伏具有毫秒级惯量延时特性、所述分布式风机具有秒级惯量延时特性、所述空气源热泵具有分钟级惯量延时特性、所述燃气锅炉具有分钟级惯
量延时特性、以及所述储能蓄电池具有毫秒级的惯量延时特性。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，基于各种所述能源转换设备的惯量延时特性，对每种所述能源转换设备进行控制，包括：采用互补的控制方式对所述微燃机和所述储能蓄电池进行结合控制；采用最大功率点跟踪法对所述分布式光伏进行控制；对所述分布式风机的机侧变流器和网侧变流器进行控制；采用史密斯预估器对所述空气源热泵进行控制；采用模糊自适应PID控制方式对所述燃气锅炉进行控制。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，采用互补的控制方式对所述微燃机和所述储能蓄电池进行结合控制，具体包括：利用所述储能蓄电池控制所述微燃机的直流母线电压，并利用所述微燃机控制所述储能蓄电池的荷电状态。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，采用最大功率点跟踪法对所述分布式光伏进行控制，具体包括：采集所述分布式光伏的输出电压值、输出电流值，并将所述输出电压值、所述输出电流值进行最大功率点跟踪控制后得到电压参考值；基于所述电压参考值进行电压、电流双环PI控制，以产生分布式光伏DC/DC变换器的PWM 控制信号，以使所述分布式光伏以最大功率运行。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，对所述分布式风机的机侧变流器和网侧变流器进行控制，具体包括：采用速度外环、电流内环的双闭环控制方式对所述分布式风机的机侧变流器进行控制，其中，速度外环的速度参考值通过最大功率点跟踪算法得到；采用电网电压定向的矢量控制方式对所述分布式风机的网侧变流器进行控制。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，采用史密斯预估器对所述空气源热泵进行控制，具体包括：预先估计所述空气源热泵的控制系统在扰动作用下的动态响应，并由史密斯预估器进行补偿。
[0015]本专利技术第二方面实施例提出了一种多能耦合综合能源系统的控制装置，包括：第一确定模块，用于确定所述多能耦合综合能源系统中的各种不同的能源转换设备及其调度特性、负荷响应特性；第二确定模块，用于将每种所述能源转换设备根据其调度特性、负荷响应特性进行建模，以得到多个能源转换设备模型；分析模块，用于根据能源转换设备的所述调度特性、所述负荷响应特性和所述能源转换设备模型，分析各种所述能源转换设备的惯量延时特性；控制模块，用于基于各种所述能源转换设备的惯量延时特性，对每种所述能源转换设备进行控制。
[0016]本专利技术实施例的技术方案，基于各个设备的惯量延时特性对多种耦合的能源进行控制，可以减少惯量延时的影响，从而可以实现各种能源之间的快速转换与互补替代。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的多能耦合综合能源系统的控制方法的流程图。
[0018]图2为本专利技术一个示例的对气—电转换设备微燃机与储能蓄电池进行互补控制的原理框图。
[0019]图3为本专利技术一个示例的对光—电转换设备光伏DC/DC进行控制的原理框图。
[0020]图4为本专利技术一个示例的对风—电转换设备风电系统进行控制的原理框图。
[0021]图5为本专利技术一个示例的对电—热转换设备空气源热泵进行史密斯预估器控制的原理框图。
[0022]图6为本专利技术一个示例的对气—热转换设备燃气锅炉进行模糊自适应PID控制的原理框图。
[0023]图7为本专利技术实施例的多能耦合综合能源系统的控制装置的方框示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]相关技术中，多能耦合综合能源系统控制方法未分析各能源特性以及多种能源转换设备的惯量延时特性，从而未能实现能源间的快速转换与互补替代控制。
[0026]为此，本专利技术实施例提出了一种多能耦合综合能源系统的控制方法，可以通过分析各能源特性以及多种能源转换设备的惯量延时特性，实现能源间的快速转换与互补替代控制。
[0027]图1为本专利技术实施例的多能耦合综合能源系统的控制方法的流程图。
[0028]如图1所示，该多能耦合综合能源系统的控制方法包括以下步骤S1至S4。
[0029]S1，确定多能耦合综合能源系统中的各种不同的能源转换设备及其调度特性、负荷响应特性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能耦合综合能源系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定所述多能耦合综合能源系统中的各种不同的能源转换设备及其调度特性、负荷响应特性；将每种所述能源转换设备根据其调度特性、负荷响应特性进行建模，以得到多个能源转换设备模型；根据能源转换设备的所述调度特性、所述负荷响应特性和所述能源转换设备模型，分析各种所述能源转换设备的惯量延时特性；基于各种所述能源转换设备的惯量延时特性，对每种所述能源转换设备进行控制。2.根据权利要求1所述的多能耦合综合能源系统的控制方法，其特征在于，各种不同的能源转换设备包括气—电能源转换设备、光—电能源转换设备、风—电能源转换设备、电—热能源转换设备、气—热能源转换设备和化—电能源转换设备。3.根据权利要求2所述的多能耦合综合能源系统的控制方法，其特征在于，所述气—电能源转换设备包括微燃机，所述光—电能源转换设备包括分布式光伏，所述风—电能源转换设备包括分布式风机，所述电—热能源转换设备包括空气源热泵，所述气—热能源转换设备包括燃气锅炉，所述化—电能源转换设备包括储能蓄电池，多个能源转换设备模型包括所述微燃机的气—电能源转换模型、所述分布式光伏的光—电能源转换模型、所述分布式风机的风—电能源转换模型、所述空气源热泵的电—热能源转换模型、所述燃气锅炉的气—热能源转换模型和所述储能蓄电池的化—电能源转换模型。4.根据权利要求3所述的多能耦合综合能源系统的控制方法，其特征在于，各个能源转换设备的惯量延时特性包括所述微燃机具有秒级惯量延时特性、所述分布式光伏具有毫秒级惯量延时特性、所述分布式风机具有秒级惯量延时特性、所述空气源热泵具有分钟级惯量延时特性、所述燃气锅炉具有分钟级惯量延时特性、以及所述储能蓄电池具有毫秒级的惯量延时特性。5.根据权利要求4所述的多能耦合综合能源系统的控制方法，其特征在于，基于各种所述能源转换设备的惯量延时特性，对每种所述能源转换设备进行控制，包括：采用互补的控制方式对所述微燃机和所述储能蓄电池进行结合控制；采用最大功率点跟踪法对所述分布式光伏进行控制；对所述分布式风机的机侧变...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆怀谷，张伟，李家斌，姚雨晨，王昕辰，马凯，张岑，李帆，孙跃华，蒋品丰，周博，花颂杰，蒋斌，陈渊鹏，梁颖超，任瑶，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：