一种多站融合综合供能系统的制作方法

1.本发明涉及能源供给领域，尤其是涉及一种多站融合综合供能系统。


背景技术：

2.多站融合与综合能源系统有机结合，通过深入融通能源、信息、数据几方面内容，可以极大的提升综合能源服务系统的节能效益；同时，利用综合能源服务系统的数据通道、综合能源物联网终端和综合能源调度平台，实现海量边缘计算节点的集约化建设和电力场站及通信资源的精益化利用，可有效推动5g商用以及智能制造、智能家居等数字产品和服务市场的开发；同时，通过分布式新能源发电站、电动汽车充换电站和储能站的建设，可降低弃风弃光率，促进新能源消纳，实现绿色低碳发展。
3.多站融合的综合能源系统需要最优的调度多种能源，在满足园区生产生活需求的前提下，最大程度的发挥综合能源系统中各个组成元素自身的性能，使综合能源系统的能源利用效率最优。为此，本项目针对该问题，拟开展面型多站融合的综合能源系统能效评估方法研究。
4.关于将多站融合与综合能源服务系统有机的结合起来已经成为业内的共识，即有利于多站融合工作的开展，也有利于提升综合能源系统自身的效率。


技术实现要素：

5.本发明是为了面向多站融合的综合能源能效评估方法，利于多站融合工作的开展，也有利于提升综合能源系统自身的效率，提供一种多站融合综合供能系统。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多站融合综合供能系统，包括：方案制定模块，用于通过用户基本需求和约束条件，制定供能计划和方案；信息采集模块，采集能源设备运行过程中的各项数据；运行风险评估模块，基于信息采集模块获取的设备运行过程中采集的各项数据信息，结合数据库历史数据，对供能过程进行风险预估；数据存储模块，将采集的各项数据存储并备份进入历史数据库作数据样本；数据输出模块，将上述制定的供能计划和方案、设备运行数据和风险预估输出；设备控制模块，基于数据输出模块提供的数据控制供能设备的运行。
7.系统工作过程包括：步骤sa1：获取信息采集模块采集到的实时数据；步骤sa2：分析并判断当前环境数据和设备工作数据对当前设备工作状态的影响；步骤sa3：将上述分析结果导入数据存储模块，并与其中的历史数据样本进行比对；步骤sa4：运行风险评估模块将比对结果输入数据输出模块，并基于输出结果发送控制信号到设备控制模块；
步骤sa5：设备控制模块进行供能设备调节。
8.通过运行风险评估模块和设备输出模块的综合评估和控制，对综合能源站用电、冷、热等多能源综合供能设备进行监控与数据分析，保证供能过程的最优解，做到降低供能成本，提高供能效率。
9.作为优选，方案制定模块运行过程包括：步骤sb1：分析多站融合综合能源系统的元素组成及用户差异性需求；步骤sb2：建立多站融合综合能源系统的能效指标体系原则；步骤sb3：建立多站融合综合能源系统能效评估统一模型；步骤sb4：算例验证所提的综合能效评估方法；步骤sb5：制定供能计划和方案。
10.依据综合能源边缘调度算法，实现合理有序用电、终端能源使用效率提高和优化用电行为，达到节能增效的目的，具有准确可靠、可操作性佳、可扩展性强等优点。
11.作为优选，用户基本需求包括：运输需求、工业生产需求、供冷需求、供热需求和供电需求，利用电网及分布式光伏为系统的能量输入来源，结合综合储能储电技术，通过设备控制模块，提供以电能和新能源为基础的综合用能规划方法。
12.作为优选，约束条件包括：制冷时间、制热时间、温度维持时间、负荷稳定运行时长和当前系统用电状态，通过约束条件的限制提高供能效率和供能方式的准确性，实现合理有序用电、终端能源使用效率提高和优化用电行为。
13.作为优选，信息采集模块采集的各项数据包括：供能设备内外环境温度、当前设备工作状态、各个供能方式的能量消耗占比和各个供能方式的能量存储占比，实时反馈各类存储方式下的储能占比，减少能源浪费，优化供能结构，实现合理有序用电，起到削峰填谷的作用。
14.作为优选，运行风险评估模块包括：关键设备评估单元，对关键供能设备进行实时数据检测和评估，用于评估边界条件是否符合规则，边界约束条件为理论情况下计算供热、供冷量是否达到客户约束需求，设备运行总供能状态和功率是否达到合理负荷率的要求，及时反馈设备负荷情况和工作状态，减少因设备故障引起的风险；综合用能效率评估单元，利用多站合一分布式能源站内低端的小容量边缘计算终端完成用能效率评估，检测各种供能方式的能效占比和效率并实时发送控制信号，提高供能效率；收益率评估单元，用于评价整体运行经济性，通过和数据存储单元中的各项历史数据进行比对以及实时反馈到运行风险评估模块的当前用户用电总量，对各个用户需求进行整体评估，减少供能浪费。
15.作为优选，综合用能效率评估单元包括：电能效率评估模块、供冷效率评估模块和供热效率评估模块。
16.通过考虑综合能源系统中不同能源形式的变化特性、能源间的耦合特性、各类转化设备的效率等因素，引入能源评估折算系数，形成动态可变的加权因素，结合多站融合中配用的不同层级来建立综合能效评估统一模型，针对不同的供能目标用户，增减加权组成元素，做到供能系统的泛用性，可持续性。
17.因此，本发明具有以下有益效果：面向多站融合的综合能源能效评估方法和应用，利于多站融合工作的开展和提升综合能源系统自身的效率；实时反馈各类存储方式下的储能占比，减少能源浪费，优化供能结构，实现合理有序用电，起到削峰填谷的作用；引入能源评估折算系数，形成动态可变的加权因素，结合多站融合中配用的不同层级来建立综合能效评估统一模型，针对不同的供能目标用户，增减加权组成元素，做到供能系统的泛用性，可持续性。
附图说明
18.图1是本发明的逻辑原理图；图2是本发明的逻辑结构图。
具体实施方式
19.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
20.如图1所示，本发明实施例多站融合综合供能系统包括：方案制定模块、信息采集模块、运行风险评估模块、设备控制模块、数据输出模块、数据存储模块，各模块之间存在信息交互。
21.方案制定模块：用于通过用户基本需求和约束条件，制定供能计划和方案，对电能供给进行设备限制，通过设备控制模块对供能系统设备进行控制，用户基本需求包括：运输需求、工业生产需求、供冷需求、供热需求和供电需求；其中，约束条件包括：制冷时间、制热时间、温度维持时间、负荷稳定运行时长和当前系统用电状态，通过约束条件的限制提高供能效率和供能方式的准确性，实现合理有序用电、终端能源使用效率提高和优化用电行为，结合信息采集模块对设备信息、设备供能环境信息，制定分配供能方式、供能时序、供能设备工作功率等综合方案规划，判断设备工作状态和供能输出结构，及时对融合能源供给配比做出最优解，同时将设备拟定方案发送给数据输出模块和信息采集模块。
22.信息采集模块：对运行设备状态和供能周围环境进行信息采集，包括环境温度、环境湿度、设备功率、设备运行温度等参数，进行每20秒一次的数据反馈，将获得的数据发送到数据输出模块和运行风险评估模块进行信息交互。
23.运行风险评估模块：基于信息采集模块获取的设备运行过程中采集的各项数据信息，结合数据库历史数据进行信息比对，对供能过程进行风险预估，包括：关键设备评估单元，对关键供能设备进行实时数据检测和评估，用于评估边界条件是否符合规则，边界约束条件为理论情况下计算供热、供冷量是否达到客户约束需求，设备运行总供能状态和功率是否达到合理负荷率的要求，及时反馈设备负荷情况和工作状态，减少因设备故障引起的风险；综合用能效率评估单元，利用多站合一分布式能源站内低端的小容量边缘计算终端完成用能效率评估，检测各种供能方式的能效占比和效率并实时发送控制信号，提高供能效率；收益率评估单元，用于评价整体运行经济性，通过和数据存储单元中的各项历史
数据进行比对以及实时反馈到运行风险评估模块的当前用户用电总量，对各个用户需求进行整体评估，减少供能浪费。
24.综合上述三个单元的数据进行整体风险评估，将客户用电量通过热泵和空调用电量进行成本计算，将计算后的成本数据与数据存储模块中的历史数据样本进行比对，做出风险评估判断，并将判断结果发送至数据输出模块和数据存储模块，同时重新拟定设备工作状态，并将控制方案发送至方案制定模块，同时对设备控制信号发送控制信号。
25.数据存储模块：将采集的各项数据存储并备份进入历史数据库作数据样本，每1分钟对存储器中的数据进行历史更新，对输入的实时信息进行比对判断。
26.数据输出模块，将方案制定模块拟定的供能方案、信息采集模块采集的设备、环境数据、运行风险评估模块的评估结果、数据存储模块中的比对结果统计发送至各个模块，保证各个模块的功能运行之间的实时信息交互。
27.设备控制模块：接收来自运行风险评估模块发送的控制信号，对实际供能设备进行智能化控制，利用电网及分布式光伏为系统的能量输入来源，结合熔盐储热与液流电池储电技术，通过智慧控制系统，提供以电能和新能源为基础的综合用能解决方案。
28.如图2所示，本发明提供的另一个技术方案是：一种多站融合综合供能系统，基于的多站融合型分布式能源站的多能源供能系统，本发明方法依托多站合一分布式能源站内低端的小容量边缘计算终端的计算方法，步骤为：步骤sb1：分析多站融合综合能源系统的元素组成及用户差异性需求，通过调研分析，了解并明确多站融合综合能源系统典型要素构成和具体应用需求，并总结各构成要素和应用需求的特点；针对多站融合综合能源系统的特点，了解国内外能效评估计算的方法；考虑多站融合用能互补特性、需求差异性与互动特性，以投入产出效益、系统耦合度、耦合效率及生态环境影响等为切入点，充分考虑嘉兴地区产业特点，探索适用于多站融合综合能源系统的差异性需求指标；步骤sb2：建立多站融合综合能源系统的能效指标体系原则，采用文献检索法、专家分析法、调研分析法和相关性理论相结合，针对多站融合综合能源系统的典型组网架构和能源转化方式，调研多能系统现有的能效评估方法；步骤sb3：建立多站融合综合能源系统能效评估统一模型，采用模糊数学理论和自适应理论，充分考虑综合能源系统中不同能源形式的变化特性、能源间的耦合特性、各类转化设备的效率等因素，引入客观的能源评估折算系数，形成动态可变的加权体系，将多能系统中的子系统进行统一建模；步骤sb4：算例验证所提的综合能效评估方法，开发基于综合能源管控系统的能效分析组件应用，以嘉兴禾城多站融合试点示范工程中的综合能源系统为例，采用所研究的综合能源系统综合能效的计算方法，验证所构建的综合能源系统能效评估统一模型的有效性；步骤sb5：制定供能计划和方案。
29.如图2所示，在得到制定后的功能计划和方案后，进行能源最优化供给：蒸汽发生系统本工程蒸汽发生系统的设计蒸汽量4t/h,出口蒸汽0.4mpa蒸汽。蒸汽发生系统包括熔盐蒸发器、汽包、熔盐预热器、启动电加热器、启动循环泵等主要设备，系统采用自然循
环。该部分设备均布置在同一钢构支撑架上，熔盐蒸汽发生系统汽水侧排污率按2%考虑，平均热效率按98%考虑。
30.储热系统储热系统是将用电较少时间段的电转移至用电较多时间段供电、供热、供冷的关键设备，通过串联和并联的方式连接在一起的多个子储热装置，可以充分有效地吸收并存储来自第一进料设备的第一物质所携带的能量，并且来自第二进料设备的第二物质能够充分有效地吸收储热设备所存储的能量；可以通过调节第一物质的量调整子储热装置所存储的能量，通过调节第二物质的量调整所吸收的子储热装置存储的能量。另外，本储热系统适应不同数量的进入储热设备中的物质的温度和压力的波动，对于间断进入的物质能够分时储热和放热或者集中使用。对于特定地理区域内的各种物质，能够根据储热量和用量的需求设置相应数量的子储热装置与第一进料设备、第一出料设备、第二进料设备和第二出料设备的组合，实现经济高效用能，以热能作为媒介，将谷电时间段的电能存储在储能介质中，在峰电时间段将储能介质中的热能释放，通过上述蒸汽系统驱动发电，将电能转化为供热、供冷、供电的能量传输到相应使用领域。
31.风电系统和光伏系统风电系统和光伏系统相互结合使用，作系统内设备电源，以较小的成本提供供能系统的控制电源，降低整体系统内部设备的能量消耗，间接提高储能效率和供能效率，缓解峰电过程的用电紧张，并将多余的电能以热量的形式存储在储热系统中，同时，风电和光伏系统发电所产生的机械能通过设备内部的连接装置为蒸汽发生装置的发电过程提供额外动力。
32.结合上述蒸汽发生系统、储热系统、风电系统和光伏系统，信息采集系统将所述各个能量发生、存储系统中设备的内外环境温度、当前设备工作状态、供能方式的能量消耗占比和各个供能方式的能量存储占比进行实时采集，提高能量分配的合理性，减少发电、 储能设备的内部耗能，将信息反馈至设备控制模块、数据存储模块和运行风险评估模块并做出进一步的操作指令，采用分析与理论计算相结合的方式，考虑多种能源形式耦合的综合能源系统规划、可靠性与运行风险、多时间尺度协同运行等因素，建立面向多站融合综合能源系统在不同层级的能效指标体系并控制设备的长时间运行。
33.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。