利用泛能流序参量控制泛能网的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用泛能流序参量控制泛能网的方法，该方法包括：分析泛能网系统中的生产、储存、应用和再生四环节的泛能流关系，根据自然序参量规则从泛能流关系确定每一层级的关键序参量，其中关键序参量用于快速评价和优化整体系统性能；根据层级序参量规则确定泛能网系统性能的优化次序；根据优化次序依次优化每一层级的关键序参量；以及根据最优环节配比规则确定四环节最佳配比，其中四环节最佳配比用于降低系统的冗余泛能流。利用本发明专利技术，实现了对泛能网系统性能的综合优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泛能网性能优化
，尤其涉及一种。
技术介绍
本申请人在中国专利申请201010173519. 1和201010173433. 9中提出了泛能网的方案，以实现各种能源和物质的智能化和信息化，以及多能源(多种类型的能源和/或来自多个地理位置的能源)的耦合利用、管理和交易服务，其全文内容以引用方式结合在本文中。泛能网是一个信息、能量和物质通过协同耦合而融为一体的智能能源网络体系。 泛能网基于系统能效技术，通过能源生产、储存、应用与再生循环四环节能量和信息的耦合，形成能量输入和输出跨时域的实时协同，横向实现多品类能源的相互转换，各能量流的供需匹配和梯级利用；纵向实现能源全生命周期的优化配置，从根本上实现能效最大化和排放最小化，最终输出一种自组织的高度有序的高效智能能源。泛能流是能量流、物质流和信息流相互协同耦合而形成的逻辑智能流。其中能量流包括电、燃气、热等不同的二次能源形式，物质流包括水流、物流等，信息流则包括通讯、 控制、数据采集与传输等。泛能流通过对能效增益器、能效控制器及能量全生命周期的四环节(即能源生产、能源储存、能源应用和能源再生)的连接而形成一个闭环的泛能网系统。如图1所示，图1是现有技术中泛能网的拓扑结构示意图。泛能网拓扑结构由 “机-机、人-机、人-人”和“互感、互动、互智”的网络关系构成。在机-机层，日常运转由泛能网在线优化、泛能网系统数据交换与泛能网平衡优化控制，触发器使机-机互动，逻辑优化达到机-机互智。在人-机层，综合优化策略注入后，现场监控人员针对超出日常业务控制范围的状况进行基础调整，满足业务异常变动需求。人-机互感通过传感器和人的感觉传递信息，人通过发指令使机器动作，而机器动作也会影响人的需求，人通过分析优化达到人-机互智。在人-人层，针对灾难、事故、政策等进行决策会议，决定资源调度策略，并与相应预案协调，结合泛能网管理系统，形成综合优化策略，下发到人-机层。人-人互感通过各种载体传递信息，通过各种语言进行交流互动，智能的专家系统可以达到人-人互智的目的。泛能网通过互感(机-机)、互动(人-机)、互智(人-人)三层决策优化体系构成决策网络，从而形成“智”与“能”的融合，通过对泛能流从输入到输出的跨时空协同及泛能网内多尺度智能互动，实现对环境势能的高品位吸收和对资源能量的高效利用，产生系统能量在全生命周期的非线性增效，从而输出高品质高效率的智能能源。多层决策优化体系所涉及的变量如下控制变量n，变量状态m，时刻T。控制变量 η和变量状态m使得每一层在每一时刻T的状态数呈指数级增加，加上多层状态空间的组合关系，会使状态空间呈指数级增加，引发维数灾难。维数灾难是指变量数(维数)增多时， 学习的复杂度呈指数增长，造成数据要求的时间和数据量接近不可算。如果当系统处于无序状态时宏观变量P为0，当系统处于有序状态时宏观变量P不为0，则宏观变量P的性质可以用于指示有序结构的产生和转变，则称宏观变量P为系统的一个序参量(Order Parameter) 0泛能流序参量是能够使泛能网系统的无序泛能流向有序泛能流转化的驱动力，具体可表现为控制逻辑流量和流向的控制策略。现有技术中，对泛能网系统性能的优化一般采用整合优化和协同优化两种方式。 其中，对于整合优化，当前能源系统以不可再生能源为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源，将多种技术，因地制宜的小型、微型热电冷(植)全能量多元系统进行组合，在电力、热力、燃气、制冷、环境、交通等多系统中进行整合优化。对于协同优化，目前能源企业已从生产型转向服务型，能源系统通过智能计算机与互联网通讯系统的自动化管理、运行、 调度实现，类似于物联网；在因特网和智能计算机的优化运行调度下，进一步与智能家用电器实现协同优化，实现最小范围的优化调度；并利用低谷燃气资源和低谷电力资源为用户的交通工具蓄电、储氢，实现燃气、电力、供暖、制冷和生活热水的供需平衡，使各系统都达到最优效益状态，以降低各能源系统代价；最后，将废气送入植物大棚，实行能量和资源的综合利用，实现零排放的环境和资源目标。通过分析上述整合优化和协同优化可知，目前对泛能网系统性能的优化仍然具有如下局限性局部能源的优化，只考虑到单一能源，比如单独电网的优化，没有考虑多种能源网络化的集成优化，因而导致当问题的复杂度增大时，缺少相应的解决方案。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种，以实现对泛能网系统性能的综合优化。(二)技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种利用泛能流序参量泛能网的方法，该方法包括分析泛能网系统中的生产、储存、应用和再生四环节的泛能流关系，根据自然序参量规则从泛能流关系确定每一层级的关键序参量，其中关键序参量用于快速评价和优化整体系统性能；根据层级序参量规则确定泛能网系统性能的优化次序；根据优化次序依次优化每一层级的关键序参量；以及根据最优环节配比规则确定四环节最佳配比，其中四环节最佳配比用于降低系统的冗余泛能流。优选地，该方法在分析泛能网系统中的生产、储存、应用和再生四环节的泛能流关系之前，还包括配置泛能网系统用于表明泛能流关系的生产、储存、应用和再生四环节。该配置泛能网系统用于表明泛能流关系的生产、储存、应用和再生四环节，包括将化石能、生物质能源以及太阳能和风能转化为可达到特定功能的电能、气能、热能或冷能，配置此环节为能源生产环节；配置对电能、热能、冷能或机械能进行储存的过程为能源储存环节；配置使用电能、热能、冷能或机械能的过程为能源应用环节；配置收集能源系统应用环节、生产环节或储存环节的余能，并重新提供给本系统利用的过程为能源再生环节。优选地，分析泛能网系统中的生产、储存、应用和再生四环节的泛能流关系，根据自然序参量规则从泛能流关系确定每一层级的关键序参量的步骤，具体包括比较泛能网系统中的生产、储存、应用和再生四环节中能量单元所消耗能量的大小，将消耗能量较小的能量单元确定为每一层级的关键序参量。优选地，所述根据层级序参量规则确定泛能网系统性能的优化次序的步骤，包括 泛能网系统由多层四环节构成，其中底层的四环节向上传递需求，上层的四环节向下传递能力，根据层级序参量规则，从能量消耗的角度底层的四环节能量消耗的降低较上层的四环节能量消耗的降低对于整个泛能网系统具有显著的影响，因此确定泛能网系统底层的四环节在泛能网系统性能优化时具有最高的优先级，上层的四环节在泛能网系统性能优化时具有最低的优先级，由底层的四环节至上层的四环节在泛能网系统性能优化时优先级逐渐降低。优选地，所述根据最优环节配比规则确定四环节最佳配比，包括由于四环节的依存关系，必然存在一种最佳配比，使得四环节在全生命周期的运行中保持最佳性能，该四环节最佳配比的确定以应用环节的需求量作为驱动，然后选择生产环节、储存环节和再生环节的不同参数，计算出最小的四环节总能耗值和最大的环节满意度，则得出四环节最佳配比。优选地，所述四环节在全生命周期的运行中保持的最佳性能，包括能耗最小和环节满意度最高，其中环节满意度是使得每一环节在约束条件下正常运行的满意程度。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具体考虑了多种能源网络化的集成优化，当问题的复杂度增大时，针对有效降低搜索空间问题，给出相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：甘中学，宋臣，冯程程，扈杰，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：