一种城市区域综合能源系统分层控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种城市区域综合能源系统分层控制方法，涉及能源运行控制技术领域，城市区域综合能源系统分层控制方法包括下述操作步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种城市区域综合能源系统分层控制方法


[0001]本专利技术涉及能源运行控制
，具体为一种城市区域综合能源系统分层控制方法
。

技术介绍

[0002]综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内煤炭
、
石油
、
天然气
、
电能
、
热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划
、
最佳化运行，协同管理
、
互动回响和互补互济，在满足系统内多元化用能需求的同时，要有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统
。
[0003]现有的城市区域下的综合能源系统在对能源进行购入
、
储存
、
分配使用时，对于环境污染方面的规划程度较为薄弱，且对未来时间段的能源价格变化推测准确度不高，容易影响能源购入成本
。
[0004]于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种城市区域综合能源系统分层控制方法
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种城市区域综合能源系统分层控制方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种城市区域综合能源系统分层控制方法，所述城市区域综合能源系统分层控制方法的能源信息采集系统包括上层能源收集系统和下层能源收集系统，所述城市区域综合能源系统分层控制方法包括下述操作步骤：
[0007]S1、
设备所需能源信息收集：
[0008]所述上层能源系统收集城市区域内各工业园区的各生产设备所用能源的类型并确定各生产设备是否具有可替代能源，关联并记录所述壳体带能源与对应的所述生产设备，所述上层能源系统还统计每个所述生产设备每日的能源消耗量
。
[0009]工业园区所用能源的类型包括燃气能
、
热能
、
水能
、
电能等能源
。
[0010]S2、
城市居民所需能源信息收集：
[0011]所述下层能源系统收集城市区域内居民区所用能源的类型，再统计并记录居民区各能源的每日平均消耗量，所述下层能源系统还记录居民区每日用能峰期
。
[0012]居民区生活所用能源的类型包括电能
、
水能
、
燃气能等能源
。
[0013]S3、
能源价格实时记录：
[0014]所述下层能源系统实时采集并记录各能源的价格变动，还实时收集并记录各能源供应商的相关信息，并预测未来时间段各能源的价格变动趋势，基于预测结果购入能源并储存，所述下层能源系统还记录各能源的储存量
。
[0015]所述能源供应商的相关信息包括品牌名声的升降
、
公信力的优劣
、
技术更新等信
息，所述预测还要结合未来环境因素
、
政策因素等信息
。
[0016]S4、
能源分配使用：
[0017]所述上层能源系统基于各能源的储存量
、
居民区各能源的每日平均消耗量
、
每个所述生产设备每日的能源消耗量以及各能源未来时间段的预测价格对能源进行分配，所述上层能源系统根据居民区各能源的每日平均消耗量对居民区提供所需能源，剩余的能源再供给工业园区
。
[0018]所述居民区所需能源为必须性能源，需要优先分配
。
[0019]S5、
能源使用限定：
[0020]基于低质能源类型建立实时更新限量表，并根据限量表以及环境最大容纳量限定所述生产设备对所述低质能源的使用量，所述环境最大可容纳量从工业园区数据库获取
。
[0021]所述生产设备使用低质能源时会产生污染环境的废弃物影响环境
。
[0022]进一步的，在所述步骤
S1
中，若所述生产设备所用能源为多种类型能源，则基于该使用多种类型能源的生产设备，将所述使用多种类型能源的生产设备使用的能源加以关联
。
[0023]进一步的，在所述步骤
S4
中，剩余的储存能源供给工业园区时，基于能源种类和价格，选用未来预测的价格低
、
环保的能源对所述生产设备加以供给，且选用的能源为所述生产设备所能使用的能源
。
[0024]进一步的，所述城市区域综合能源系统分层控制方法对所述生产设备根据可替代能源的信息进行调整，确定所述生产设备是否具有可代替能源的方式为主客观评价方式，所述主客观评价方式利用所述上层能源系统收集的信息以及下层能源系统收集的信息构架主客观评价矩阵
Y
η
＝
[y
αβ
]i
×
j
，其中：
[0025][0026]式中，
α
表示生产设备数量，
β
表示可替代能源评价指标数量，
y
αβ
表示第
α
个生产设备中第
β
个可替代能源评价的评分值，其中，
i
表示共有
i
个生产设备，
j
表示共有
j
个可替代能源评价指标，
α
＝1，
...
，
i
，
β
＝1，
...
，
j
；
[0027]利用主客观评价矩阵
Y
η
构建限制边界矩阵
Z
η
＝
[z
αβ
]i
×
j
，其中：
[0028][0029]式中，
z
αβ
表示第
α
个所述生产设备中第
β
个限制边界的可替代能源评价的评分值；
[0030]对限制边界矩阵
Z
η
进行标准化处理，得到归一矩阵
T
＝
[t
αβ
]i
×
j
，其中标准化处理的步骤为：对限制边界矩阵
Z
η
中的每个元素进行归一化处理，包括：
[0031][0032][0033]式中，
C
ε
代表正向指标，
D
ε
代表负向指标，
t
αβ
表示第
α
个所述生产设备中第
β
个限制边界的可替代能源评价的评分值
z
αβ
的归一化值，
z
αβ
为限制边界矩阵
Z
η
的元素，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种城市区域综合能源系统分层控制方法，其特征在于：所述城市区域综合能源系统分层控制方法的能源信息采集系统包括上层能源收集系统和下层能源收集系统，所述城市区域综合能源系统分层控制方法包括下述操作步骤：
S1、
设备所需能源信息收集：所述上层能源系统收集城市区域内各工业园区的各生产设备所用能源的类型，并确定各生产设备是否具有可替代能源，关联并记录所述可替代能源与对应的生产设备，所述上层能源系统还统计每个生产设备每日的能源消耗量；
S2、
城市居民所需能源信息收集：所述下层能源系统收集城市区域内居民区所用能源的类型，再统计并记录居民区各能源的每日平均消耗量，所述下层能源系统还记录居民区每日用能峰期；
S3、
能源价格实时记录：所述下层能源系统实时采集并记录各能源的价格变动，还实时收集并记录各能源供应商的相关信息，并预测未来各能源的价格变动趋势，基于预测结果购入能源并储存，所述下层能源系统还记录各能源的储存量；
S4、
能源分配使用：所述上层能源系统基于各能源的储存量
、
居民区各能源的每日平均消耗量
、
每个生产设备每日的能源消耗量以及各能源未来时间段的预测价格对能源进行分配，所述上层能源系统根据居民区各能源的每日平均消耗量对居民区提供所需能源，剩余的能源再供给工业园区；
S5、
能源使用限定：基于低质能源的类型建立实时更新限量表，并根据所述限量表以及环境最大容纳量限定所述生产设备对所述低质能源的使用量，所述环境最大容纳量从工业园区数据库获取
。2.
根据权利要求1所述的一种城市区域综合能源系统分层控制方法，其特征在于：在所述步骤
S1
中，若所述生产设备所用能源为多种类型能源，则基于该使用多种类型能源的生产设备，将所述使用多种类型能源的生产设备使用的能源加以关联
。3.
根据权利要求1所述的一种城市区域综合能源系统分层控制方法，其特征在于：在所述步骤
S4
中，剩余的储存能源供给工业园区时，基于能源种类和价格，选用未来时段的预测价格低
、
环保的能源对所述生产设备加以供给，且选用的能源为所述生产设备所能使用的能源
。4.
根据权利要求1所述的一种城市区域综合能源系统分层控制方法，其特征在于：所述城市区域综合能源系统分层控制方法对所述生产设备根据可替代能源的信息进行调整，确定所述生产设备是否具有可代替能源的方式为主客观评价方式，所述主客观评价方式利用所述上层能源系统收集的信息以及下层能源系统收集的信息构架主客观评价矩阵
Y
η
＝
[y
αβ
]
i
×
j
，其中：式中，
α
表示生产设备数量，
β
表示可替代能源评价指标数量，
y
αβ
表示第
α
个生产设备中
第
β
个可替代能源评价的评分值，
i
表示共有
i
个生产设备，
j
表示共有
j
个可替代能源评价指标，
α
＝
1,
…
,i
，
β
＝
1,
…
,j
；利用主客观评价矩阵
Y
η
构建限制边界矩阵
Z
η
＝
[z
αβ
]
i
×
j
，其中：式中，
z
αβ
表示第
α
个所述生产设备中第
β
个限制边界的可替代能源评价的评分值；对限制边界矩阵
Z
η
进行标准化处理，得到归一矩阵
T
＝
[t
αβ
]
i
×
j
，其中标准化处理的步骤为：对限制边界矩阵
Z
η
中的每个元素进行归一化处理，包括：中的每个元素进行归一化处理，包括：式中，
C
ε
代表正向指标，
D
ε
代表负向指标，
α
αβ
表示第
α
个所述生产设备中第
β
个限制边界的可替代能源评价的评分值
z
αβ
的归一化值，
z
αβ
为限制边界矩阵
Z
η
的元素
,max(z
αβ
)
表示
z
αβ
对应的可替代能源评价指标的最大值；对归一矩阵
T
进行主客观组合加权处理，得到加权矩阵
W
ζ
＝
[w
αβ
]
i
×
j
，
w
αβ
的计算公式为：
w
αβ
＝
t
αβ
×
r
β0；其中，
r
β0表示综合权重，
w
αβ
表示第
α
个生产设备中第
β
个归一化的限制边界的可替代能源评价的评分值的加权处理值；利用加权矩阵
W
ζ
计算每个所述生产设备的有效指数，首先计算每个所述生产设备的偏向度
F
α
，然后根据偏向度计算其有效指数，偏向度
L
α
的计算方式为：的计算方式为：式中，
Sum
e
表示加权矩阵
W
δ
中的元素之和，
Sum
ee
α
(
α
＝
1,2,
…
,i)
表示加权矩阵
W
ζ
每个元素对应的可替代能源评价指标下限之和，
Sum
e
α
(
α
＝
1,2,
…
,i)
表示加权矩阵
W
ζ
每个元素对应的可替代能源评价指标上限之和，表示可替代能源评价指标下限对应偏向度，表示可替代能源评价指标上限对应偏向度，
e
表示前
e
个加权矩阵
W
ζ
中的元素，
e
＝
1,2,
…
,i
；偏向度计算完毕之后，利用偏向函数对理想和反理想所述生产设备的折衷进行计算；偏向度计算完毕之后，利用偏向函数对理想和反理想所述生产设备的折衷进行计算；式中，表示与反理想解相关的偏向函数，而表示与理想解相关的偏向函数；之后采用折衷函数计算最终的所述生产设备数量有效指数
Rst
α
，具体表达如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞，朱东歌，骆钊，夏绪卫，张爽，闫振华，刘佳，沙江波，康文妮，王峰，高博，张庆平，李晓龙，田肖，黎博文，刘德文，李钊，王钢，喻品钦，代昕睿，雷元庆，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：