区域能源互联网集成系统以及优化其配置和运行的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种区域能源互联网集成系统以及优化其配置和运行的方法。本发明专利技术的集成系统包括集成能源模块、产能模块、能量转化模块以及能量使用模块，其中，所述的集成能源模块与所述的产能模块、所述能量转化模块、和所述的能量使用模块相连接；并且所述的集成系统还包括能量管理模块，所述能量管理模块用于控制和管理所述集成能源模块的运作。本发明专利技术还提供了所述集成系统的配置和运行优化方法，其中根据实时运行和设备数据，以成本最低为目标，计算比较不同方案的成本值确定最优选的配置和运行方案。本发明专利技术区域能源互联网集成系统实现多能优化互补，节约成本，提高了综合资源利用率，减少了碳排放。

【技术实现步骤摘要】
区域能源互联网集成系统以及优化其配置和运行的方法
本专利技术涉及能量领域，更具体地涉及一种区域能源互联网集成系统以及优化所述区域能源互联网集成系统的配置和运行的方法。
技术介绍
互联网的世界包罗万象，能源互联网的内容也将具有多样性，而这也将给能源互联网的建设带来更多的不同。但是不同的区域能源互联网项目也需要有相同的结构组成，就和互联网的协议一样，这样才能实现广泛意义上的互联，真正实现即插即用的能源网络，即对于区域能源互联网的建设方法也需要最基本的规范。同时，工程建设项目离不开前期的可行性研究，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益，这也是前期调研论证最重要的部分。因此，规范区域能源互联网的可研内容、总结需因地制宜的注意事项很有必要。常规新能源项目不分析负荷特性和能源特性的匹配度，无专门对信息网组网进行研究，不研究能源模块自由接入的问题，也不研究能源和信息的融合方案、“互联网+”方案、市场运行机制等。微电网项目只研究能源流和信息流的融合，并不研究“互联网+”方案，也不研究能源模块自由接入的问题。因此需要开发新的可研方法，对区域能源互联网建设项目投资必要性、技术的可行性、财务可行性、组织可行性、经济可行性、社会可行性、风险因素及对策等方面进行多元化、平台化、综合性的研究评价。为了适应各种不同需要，本领域迫切开发新的有助于经济节能、提高综合资源利用率的新型能源集成系统。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种经济节能、提高综合资源利用率的区域能源互联网集成系统，该集成系统不仅可在成本最低的目标下确定系统整体最优的配置，而且在所述区域能源互联网集成系统建成之后，可以按优化运行方案进行运行。在本专利技术的第一方面，提出了一种区域能源互联网集成系统，所述集成系统包括：(a)集成能源模块；(b)产能模块，所述的产能模块包括：冷热电三联供设备、分布式光伏设备和分布式风电设备；(c)能量转化模块，所述的能量转化模块包括冷热负荷调峰设备和储能设备；以及(d)能量使用模块，所述的能量使用模块包括用电设备、任选的用冷设备以及任选的用热设备；其中，所述的集成能源模块与所述的产能模块、所述能量转化模块、和所述的能量使用模块相连接；并且所述的集成系统还包括能量管理模块，所述能量管理模块用于控制和管理所述集成能源模块的运作。在另一优选例中，所述的冷热负荷调峰设备选自下组：冷水机组、热泵、或其组合。在另一优选例中，所述的产能模块还包括燃气锅炉。在另一优选例中，所述的区域为城市的一个子区域。在另一优选例中，所述的区域中的人口为2000-200000人；较佳地5000-100000人；以及更佳地10000-100000人。在另一优选例中，所述的区域中的面积为2-1000公顷；较佳地5-200公顷；以及更佳地10-100公顷。在另一优选例中，所述产能模块、所述的能量转化模块以及所述能量使用模块，与集成能源模块的连接可以是直接连接或间接连接。在另一优选例中，所述能量管理模块包括区域能源管理模块、建筑能源管理模块、或其组合。在另一优选例中，所述三联供设备包括：燃气发电内燃机机组、烟气热水型溴化锂机组和余热吸收式热机机组。在另一优选例中，所述区域能源互联网集成系统还设有综合管廊，所述综合管廊中集中统一布设电缆、冷水管道、热蒸汽管道、热水管道、天然气管道、通讯线缆、自来水管道、和生活污水管道。在另一优选例中，所述的通讯线缆用于将所述能量管理模块与以下模块进行通信连接：所述的产能模块、所述能量转化模块、和所述的能量使用模块。在另一优选例中，所述的电缆用于将所述的产能模块、所述能量转化模块、和所述的能量使用模块与所述的所述能量管理模块进行电连接。在另一优选例中，所述的集成系统还设有公共连接点，所述的公共连接点为电力系统中一个以上用户负荷连接处的连接设备，所述集成系统通过所述公共连接点与城市电网形成互补交换电力。在另一优选例中，所述的集成系统中，所述的能量管理模块按多能互补方式控制产能模块、所述能量转化模块、和所述的能量使用模块的运行。在另一优选例中，所述的多能互补方式指指以冷热电三联供机组为主要供能单元，并将供能范围内其他分布式电源纳入统一调度管理，通过公共连接点(PointofCommonCoupling，PCC，即电力系统中一个以上用户负荷连接处)与城市电网形成互补交换电力。在另一优选例中，所述的集成系统中，所述能量使用模块设有公共用电设备，并且所述的公共用电设备设有唯一设备标识码；并且，当位于所述的区域内的用户需要使用某一特定公共用电设备(如充电桩)时，通过与集成能源模块通信连接的移动设备或非移动设备，向集成能源模块发送需要使用该特定公共用电设备的需求指令；而所述的集成能源模块对所述需求指令进行审核处理，并在满足审核条件情况下，向所述用户定点开通所述该特定公共用电设备，从相应地进行电费结算(如从所述用户的关联账户扣款)。在本专利技术的第二方面，提供了一种确定区域能源互联网集成系统最佳运行方式的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供一区域，所述区域已配置有本专利技术第一方面所述的区域能源互联网集成系统；(b)在所述区域能源互联网集成系统的运行之前或之中，基于所述区域的用能需求，提供N个备选方案，所述N个备选方案是区域能源互联网集成系统的的备选运行方案，其中N为≥2的正整数；(c)基于运行相关参数，按照式(1)计算运行成本Y值，从而得出N个备选方案的各自的运行成本值Y1～YN；其中所述的运行相关参数为式中所定义的各参数；式中，Y为能源中心的成本，￥；pBE为实时购电价，￥/kWh；为t时刻从电网购电功率，kW；pSE为实时上网电价，￥/kWh；为t时刻向电网的售电功率，kW；pG为实时气价，￥/m3；为t时刻内燃发电机组的耗气速度，m3/h；为t时刻内燃气锅炉的耗气速度，m3/h；pc为冷储能设备的成本；ph为热储能设备的成本；pe为电储能设备的成本；(d)对于所述N个备选方案中，比较其各自的运行成本值Y，并从中确定对应于具有最小运行成本Ymin的方案，作为最佳备选运行方案；和(e)按所述最佳备选运行方案，对所述区域能源互联网集成系统进行运行。在另一优选例中，所述的N个备选方案包括：所述区域能源互联网集成系统的当前运行方案。在另一优选例中，在步骤(c)中，在以下设定条件下计算运行成本Y值：等效认为在时段T内负荷和出力都保持稳定。在另一优选例中，在步骤(d)中，所述的比较采用选自下组的方法：(d1)当N个备选方案包括所述区域能源互联网集成系统的当前运行方案时，将基于实时数据按照式(1)计算得出的所有N个区域能源互联网集成系统备选运行方案的运行成本值Y1～YN统一进行比较，选择运行成本Y1～YN中对应于具有最小运行成本Ymin的方案，作为区域能源互联网集成系统的最佳备选运行方案；(d2)当N个备选方案不包括所述区域能源互联网集成系统的当前运行方案时，将基于实时数据按照式(1)计算得出的所有N个区域能源互联网集成系统备选运行方案的运行成本值Y1～YN，选择运行成本Y1～YN中的最小运行成本Ymin，其中，对应于Ymin的方案为潜在备选运行方案；然后所述的Ymin将与当前运行方案下的运行成本值Y0进行比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域能源互联网集成系统，其特征在于，所述集成系统包括：(a)集成能源模块；(b)产能模块，所述的产能模块包括：冷热电三联供设备、分布式光伏设备和分布式风电设备；(c)能量转化模块，所述的能量转化模块包括冷热负荷调峰设备和储能设备；以及(d)能量使用模块，所述的能量使用模块包括用电设备、任选的用冷设备以及任选的用热设备；其中，所述的集成能源模块与所述的产能模块、所述能量转化模块、和所述的能量使用模块相连接；并且所述的集成系统还包括能量管理模块，所述能量管理模块用于控制和管理所述集成能源模块的运作。

【技术特征摘要】
1.一种区域能源互联网集成系统，其特征在于，所述集成系统包括：(a)集成能源模块；(b)产能模块，所述的产能模块包括：冷热电三联供设备、分布式光伏设备和分布式风电设备；(c)能量转化模块，所述的能量转化模块包括冷热负荷调峰设备和储能设备；以及(d)能量使用模块，所述的能量使用模块包括用电设备、任选的用冷设备以及任选的用热设备；其中，所述的集成能源模块与所述的产能模块、所述能量转化模块、和所述的能量使用模块相连接；并且所述的集成系统还包括能量管理模块，所述能量管理模块用于控制和管理所述集成能源模块的运作。2.如权利要求1所述的区域能源互联网集成系统，其特征在于，所述能量管理模块包括区域能源管理模块、建筑能源管理模块、或其组合。3.如权利要求1所述的区域能源互联网集成系统，其特征在于，所述三联供设备包括：燃气发电内燃机机组、烟气热水型溴化锂机组和余热吸收式热机机组。4.如权利要求1所述的区域能源互联网集成系统，其特征在于，所述区域能源互联网集成系统还设有综合管廊，所述综合管廊中集中统一布设电缆、冷水管道、热蒸汽管道、热水管道、天然气管道、通讯线缆、自来水管道、和生活污水管道。5.如权利要求1所述的区域能源互联网集成系统，其特征在于，所述的集成系统还设有公共连接点，所述的公共连接点为电力系统中一个以上用户负荷连接处的连接设备，所述集成系统通过所述公共连接点与城市电网形成互补交换电力。6.一种确定区域能源互联网集成系统最佳运行方式的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)提供一区域，所述区域已配置有如权利要求1所述的区域能源互联网集成系统；(b)在所述区域能源互联网集成系统的运行之前或之中，基于所述区域的用能需求，提供N个备选方案，所述N个备选方案是能源互联网集成系统的的备选运行方案，其中N为≥2的正整数；(c)基于运行相关参数，按照式(1)计算运行成本Y值，从而得出N个备选方案的各自的运行成本值Y1～YN；其中所述的运行相关参数为式中所定义的各参数；式中，Y为能源中心的成本，￥；pBE为实时购电价，￥/kWh；为t时刻从电网购电功率，kW；pSE为实时上网电价，￥/kWh；为t时刻向电网的售电功率，kW；pG为实时气价，￥/m3；为t时刻内燃发电机组的耗气速度，m3/h；为t时刻内燃气锅炉的耗气速度，m3/h；pc为冷储能设备的成本；ph为热储能设备的成本；pe为电储能设备的成本；(d)对于所述N个备选方案中，比较其各自的运行成本值Y，并从中确定对应于具有最小运行成本Ymin的方案，作为最佳备选运行方案；和(e)按所述最佳备选运行方案，对所述区域能源互联网集成系统进行运行。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中，所述的比较采用选自下组的方法：(d1)当N个备选方案包括所述区域能源互联网集成系统的当前运行方案时，将基于实时数据按照式(1)计算得出的所有N个区域能源互联网集成系统备选运行方案的运行成本值Y1～YN统一进行比较，选择运行成本Y1～YN中对应于具有最小运行成本Ymin的方案，作为区域能源互联网集成系统的最佳备选运行方案；(d2)当N个备选方案不包括所述区域能源互联网集成系统的当前运行方案时，将基于实时数据按照式(1)计算得出的所有N个区域能源互联网集成系统备选运行方案的运行成本值Y1～YN，选择运行成本Y1～YN中的最小运行成本Ymin，其中，对应于Ymin的方案为潜在备选运行方案；然后所述的Ymin将与当前运行方案下的运行成本值Y0进行比较，并确定对应于Ymin和Y0中最小运行成本的方案，作为最佳备选运行方案。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的备选方案满足冷负荷平衡方程、热负荷平衡方程、和电负荷平衡；其中，所述的冷负荷平衡方程、热负荷平衡方程、和电负荷平衡方程分别如式(2)、(4)和(5)所示：冷负荷平衡方程：

【专利技术属性】
技术研发人员：周健，刘舒，时珊珊，方陈，雷珽，王婧，谢胤喆，杨鹏，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，上海电力实业公司，
类型：发明
国别省市：上海,31