一种系统能效控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种系统能效控制方法及控制系统。该系统包括多个能效控制器和能效匹配站，能效控制器用于监测和采集能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量信息；根据来自能效匹配站的控制信息对能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量转化、流动、储存进行控制；能效匹配站，用于接收来自能效控制器的能量信息，基于能量模型对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量循环过程进行全局优化控制，向能效控制器发送对应的控制信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源技术，尤其涉及系统能效控制方法及控制系统。
技术介绍
随着现代工业社会的发展，大自然赋予人类的自然资源被大量地消耗。全球石油储量大约在2050年左右宣告枯竭；全球天然气储备估计在2050年左右枯竭；全球煤的储量可以供应169年。能源问题，已经跃升为世界各国抓住当前国际战略机遇期的一个根本性问题。全世界大半个世纪依托化石能源发展的一个严重后果是全球气候和环境日益恶化。当前，气候变化已成为全球经济发展面临的强硬约束，环境问题已成为全球可持续发展最严重的挑战。发展低碳低能耗生态城，是当今城市科学研究面临的崭新课题，是新一轮城市规划建设的重大机遇。一批先行实践者已展开蓝图，描绘未来。世界经济是区域多元化发展，不同城市和地区间的经济发展模式、环境资源、成熟度和发展速度等都有所不同，其所面临的能源应用问题也不尽相同。能源安全是国家经济安全和社会安全的重要方面，它直接影响到国家安全、可持续发展及社会稳定。而低碳经济的实质是能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和制度创新，目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。低碳经济就是在发展中排放最少的温室气体，同时获得整个社会的最大的产出。 未来，人类可以通过更多利用可再生能源等方式，减少温室气体排放，同时又不影响公民的社会福利和生活质量，不牺牲社会经济的发展。因此，低碳经济被人们认为是继工业革命、 信息革命后，第五波改变世界经济的革命浪潮，而低碳、低耗能将成为未来生活主流模式。华南理工大学华贲教授在80年代提出了能源领域的三环节模型，即能源利用(生产)、能源应用和能源回收。华贲教授的三环节能量模型于工业领域，如石化、化工、生化等长周期稳定运行的工艺装置能量综合优化，这类装置的主要特点是连续运行、运行稳定性强，因而不需要能源储存，如热、冷能储存和电力储存，作为一个重要环节进行体现，为解决余热等能量利用问题而力求通过换热网络等直接能量回收形式进行能量再生利用。三环节能量模型突出能源应用和再生环节之间反馈联系，达到能量再生循环复用的目的。三环节能量模型突出的是能量系统的静态特性，即依据系统的能量平衡图来实现能量系统综合优化。但是，三环节能量模型基于单一的一种能量，是单一的、非闭环的，仅对能量一次利用，产能用能匹配以稳态优化为主，能源网和信息网相对独立，不能实现协同优化，而且能源、经济和环境目标逐次优化，不是一体化协同优化。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种系统能效控制系统和方法，能够提高能源利用效率。本专利技术提供一种系统能效控制系统，包括多个能效控制器和能效匹配站，所述能效控制器通过泛能网和所述能效匹配站连接；其中所述能效控制器，用于监测和采集能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量信息，发送到所述能效匹配站；接收来自所述能效匹配站的控制信息， 根据所述控制信息对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量转化、应用、储存、再生进行控制；所述能效匹配站，用于接收来自所述能效控制器的能量信息，基于能量模型对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量循环过程进行全局优化控制，向所述能效控制器发送对应的控制信息。根据本专利技术的一个实施例，所述能效控制器根据所述控制信息对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节或能源储存环节的能量转换过程引入智能化能量，使得所述能量转换过程获得相对于输入能量的非线性放大的输出能量。进一步，在所述能量转换过程中，通过所述智能化能量使系统处于临界状态，利用较小的输入能量使系统状态发生改变，从而释放较大的输出能量。通过系统非线性属性建立自催化机制，通过较小的输入能量触发连锁效应，从而释放巨大的能量。根据本专利技术的一个实施例，能效控制器包括智能控制器，用于对智能终端设备及装置实时监测及控制，向上传送监测信息，接收控制信息，对智能终端进行局部能效优化；智能优化器，用于对多个所述智能控制器进行横向融合，通过非线性控制，协调能源使用、优化能源组合，实现对区域能源系统的能效优化；智能进化器，用于对多个所述智能优化器进行横向融合，具有自适应、自组织、自学习、自协调、自修复、自寻优和判断决策能力，实现对城域能源系统的能效优化。根据本专利技术的一个实施例，能效控制器包括多种能量传感器、过程控制器和运动控制器；所述能效匹配站包括一台或者多台计算机设备，所述计算机设备具有外部总线/ 传感器接口，用于与所述能量传感器、过程控制器或运动控制器进行通信；所述计算机设备通过以太网接口连接上层控制网络；其中，通过所述能量传感器监测能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量信息，发送到所述能效匹配站；所述过程控制器和运动控制器接收来自所述能效匹配站的控制信息，根据所述控制信息对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量转化、应用、储存和再生进行控制。本专利技术还提供一种系统能效控制方法，包括能效匹配站通过泛能网接收来自多个能效控制单元的能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量信息；所述能效匹配站根据所述能量信息基于能量模型对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量循环过程进行全局优化控制，发送对应的控制 fn息；所述能效控制单元根据所述控制信息对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量循环过程进行控制。根据本专利技术的方法的一个实施例，能效控制单元根据所述控制信息对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量循环过程进行控制的步骤包括所述能效控制单元根据所述控制信息对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节或能源储存环节的能量转换过程引入智能化能量，使得所述能量转换过程获得相对于输入能量的非线性放大的输出能量。根据本专利技术的方法的一个实施例，能效控制单元包括智能控制单元，用于对智能终端设备及装置实时监测及控制，向上传送监测信息， 接收控制信息，对智能终端进行局部能效优化；智能优化单元，用于对多个所述智能控制单元进行横向融合，通过非线性控制，协调能源使用、优化能源组合，实现对区域能源系统的能效优化；智能进化单元，用于对多个所述智能优化单元进行横向融合，具有自适应、自组织、自学习、自协调、自修复、自寻优和判断决策能力，实现对城域能源系统的能效优化。本专利技术提供的系统能效系统和方法，能效匹配站通过泛能网接收来自多个能效控制单元的能量信息，基于能量模型对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量循环过程进行闭环、全局优化控制，从而提高能源利用效率。附图说明图1示出本专利技术的系统能效控制系统的一个实施例的结构图；图2示出本专利技术的系统能效控制系统的一个实施例中能效控制器的分级图示；图3示出本专利技术的系统能效控制方法的一个实施例的流程图；图4示出泛能网逻辑框架图；图5示出一种能源生态城储冷热系统基本流程图；图6示出能效四环节系统的结构图示；图7示出图6所示的能效四环节系统的闭环控制框图；图8示出本专利技术的能效控制器在生产-应用环节的能效匹配调节的作用机制的图示；图9示出能效增益装置的一个实施例的控制点分布示意图；图10示出能效增益装置的一个实施例的控制流程图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种系统能效控制系统，其特征在于，包括：多个能效控制器和能效匹配站，所述能效控制器通过泛能网和所述能效匹配站连接；其中所述能效控制器，用于监测和采集能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量信息，发送到所述能效匹配站；接收来自所述能效匹配站的控制信息，根据所述控制信息对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量转化、应用、储存、再生进行控制；所述能效匹配站，用于接收来自所述能效控制器的能量信息，基于能量模型对所述能源生产环节、能源应用环节、能源再生环节和能源储存环节的能量循环过程进行全局优化控制，向所述能效控制器发送对应的控制信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：甘中学，仵浩，汤青，李金来，方振雷，刘涛，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：13