【技术实现步骤摘要】
面向综合能源系统环境经济调度的监测控制系统及方法
[0001]本专利技术涉及综合能源系统
，尤其涉及一种面向综合能源系统环境经济调度的监测控制系统及方法。
技术介绍
[0002]目前全球面临着的节约能源与保护环境的压力越来越大，如何在保证能源持续供应的基础上减少环境污染是全世界不得不考虑的问题。综合能源系统是各类分布式可再生能源消纳的主要途径之一，对于促进各类可再生能源的消纳和建立新型绿色低碳的电力系统具有重要意义。综合能源系统是将多种能源与信息技术深度融合，利用先进的信息物理技术和创新的管理模式，利用各种能源耦合设备，实现多种能源子系统间的协调规划管理、优化运行，可以有效地提升能源利用率并促进能源的可持续发展。近年来随着综合能源系统替代传统能源系统的需求越来越强烈，对关于综合能源系统的各种关键技术与理论的研究正受到全世界电力系统方向的研究人员的广泛关注。
[0003]经济调度问题一直是电力与能源系统研究的热点问题。经济调度即在满足安全和能源质量的前提下，通过合理利用能源与设备达到总成本最低的一种调度方法，可以...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向综合能源系统环境经济调度的监测控制系统，其特征在于：包括：分布式的多个智能终端、边缘服务器监测系统和综合能源系统；所述智能终端实时监控综合能源系统的运行状态，采集综合能源系统中各设备的运行数据并上传至边缘服务器监测系统，与邻居智能终端建立数据传输链路来传输综合能源系统中受当前智能终端控制的本地设备的输出功率与增量成本值，运行环境经济优化调度算法求解本地设备最优增量成本与最优设备输出功率，并下发控制指令至综合能源系统进行调节；所述环境经济优化调度算法包括有限时间一致性平均功率求解算法和有限时间一致性最优增量成本求解算法；所述边缘服务器监测系统，接收分布式智能终端采集到的综合能源系统实时运行状态数据，显示在相应的界面中并实时更新，同时实现历史数据报表生成、运行经济性分析和能源拓扑监测功能；所述综合能源系统，为智能终端提供本地设备的输出功率与增量成本数据并发送综合能源系统实时运行状态数据至边缘服务器监测系统，同时作为分布式的多个智能终端的被控对象，接收其下发的控制指令并进行调节。2.根据权利要求1所述的面向综合能源系统环境经济调度的监测控制系统，其特征在于：所述分布式智能终端包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、GPS定位模块、多终端协同模块和通信模块。3.根据权利要求2所述的面向综合能源系统环境经济调度的监测控制系统，其特征在于：所述数据采集模块，与综合能源系统各设备通信，实时采集综合能源系统各机组的输出功率数据与综合能源系统通信拓扑数据；所述数据处理模块，将采集到的各机组输出功率数据处理为增量成本变量参与环境经济优化调度算法迭代；所述数据存储模块，存储各机组的输出功率与增量成本数据、从邻居智能终端接收到的数据以及综合能源系统运行的历史数据，并在智能液晶显示模块与边缘服务器监测系统实时显示时对各机组的输出功率与增量成本数据以及综合能源系统运行的历史数据进行调用；所述GPS定位模块，通过使用北斗/GPS的实时定位功能，确定各个智能终端的位置，并在边缘服务器监测系统中实时显示；所述多终端协同模块，将本地智能终端的增量成本变量以及本地智能终端信息发送至邻居智能终端，并通过该模块接收邻居智能终端的信息，运行环境经济优化调度算法求解本地设备最优增量成本与最优设备输出功率；所述通信模块，通过Lora通信技术在各智能终端间建立点对点远距离数据传输链路，建立智能终端间的Lora组网分布式通信。4.根据权利要求3所述的面向综合能源系统环境经济调度的监测控制系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括液晶显示模块，通过调用存储模块中存储的数据，实时显示各智能终端监测控制的综合能源系统中各设备的运行状态、环境经济优化调度算法的控制结果与各设备运行历史曲线。5.根据权利要求1所述的面向综合能源系统环境经济调度的监测控制系统，其特征在
于：所述边缘服务器监测系统包括：通信拓扑界面，通过接收智能终端上传的综合能源系统通信拓扑数据，实时显示各设备与终端间的通信拓扑图，并监测各设备及终端的掉线/重连、切出/接入情况；运行状态监测界面，通过调取各智能终端采集的实时数据，在界面中显示综合能源系统各设备的在线情况、输出功率、增量成本参数并实时更新；控制查询界面，实时查询各智能终端下发的控制指令，以及综合能源系统各设备收到控制指令后调整功率的运行曲线；历史数据查询界面，通过调取智能终端存储的历史数据，查询在记录范围内的任意一天的历史数据报表与曲线。6.一种面向综合能源系统环境经济调度的监测控制方法，基于权利要求1所述监测控制系统实现，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：智能终端集本地智能终端控制的发电、产热以及热电联产机组的输出功率数据以及各设备的在线情况；步骤2：智能终端首先将采集到的数据标准化、规范化；再搭建综合能源系统环境经济优化调度问题的求解模型，根据模型以及各机组的成本函数系数与输出功率，求解各机组的输出功率对应的电增量成本μ
P
与热增量成本μ
H
；具体包括以下步骤：步骤3：智能终端与邻居智能终端进行通信，获取各智能邻居终端的在线状态，构建Lora分布式通信网络，生成整个综合能源系统的电力通信拓扑矩阵和热力通信拓扑矩阵步骤4：智能终端存储步骤1采集到的各机组输出功率、在线情况以及步骤3生成的综合能源系统的两个通信拓扑矩阵，作为液晶显示模块与边缘服务器监测系统显示界面的数据来源，同时将数据记录采集时间存储为历史数据；步骤5：智能终端向邻居终端发送当前智能终端的增量成本数据与输出功率数据，并接收由邻居智能终端发送过来的增量成本数据与输出功率数据；步骤6：智能终端利用步骤5中的邻居智能终端与当前智能终端的输出功率数据，执行有限时间一致性平均功率求解算法，使各智能终端的输出功率数据趋于一致；并根据计算结果更新当前智能终端输出功率数据，根据当前智能终端更新的输出功率数据估算综合能源系统的全局输出功率和全局功率偏差；具体包括以下步骤：步骤7：智能终端通过多终端协同模块，利用步骤5中的邻居智能终端与本地智能终端的增量成本与步骤6中的全局功率偏差数据，执行有限时间一致性最优增量成本求解算法，求解并更新本地增量成本数据，并计算各机组的输出功率；步骤8：智能终端通过多终端协同模块，判断更新后的本地增量成本与邻居终端增量成本之间的误差是否超过设定的阈值ε，若是则重复执行步骤5至步骤8，否则执行步骤9；步骤9：根据步骤7中各智能终端计算得到的各机组最优输出功率，通过多终端协同模块的ARM处理器，下发对应的控制指令至综合能源系统对应的设备调整其输出功率；步骤10：智能终端通过存储模块，存储步骤6与步骤7中两种有限时间一致性算法迭代产生的中间数据，以及步骤9中的各机组最优输出功率，作为边缘服务器控制查询界面的数据来源；步骤11：智能终端的液晶显示模块以及边缘服务器监测系统按照接收到的数据实时显示综合能源系统的运行状态、通信拓扑以及两种有限时间一致性算法的收敛过程。7.根据权利要求6所述的面向综合能源系统环境经济调度的监测控制方法，其特征在
于：所述步骤2的具体方法为：步骤2.1：确定综合能源系统中各机组运行成本与气体排放成本；各机组运行成本如下公式所示：C
cost
＝C
P
+C
C
+C
H
+μ0P
MMM
式中，C
cost
,C
P
,C
C
,C
H
分别表示综合能源系统总运行成本、发电机组总运行成本、热电联产机组总运行成本以及产热机组总运行成本；μ0为配电网电价；P
M
为综合能源系统与配电网交换的电功率；N
P
,N
C
,N
...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨珺，杜健海，会国涛，苏涵光，孙秋野，张化光，刘鑫蕊，韩海晨，杨东升，刘振伟，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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