[發明專利]一種泛能網系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201010160746.0
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN102236343A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 甘中學;孟濱申;劉征劍;韋安;湯青;張凡
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 孫寶海

技術領域

本發明涉及能源技術，尤其涉及泛能網系統及其控制方法。

背景技術

基于環境保護、節能減排和可持續性發展的要求，傳統的能源利用方式面臨挑戰，在全球環境狀況急需改善，新能源開發不斷發展的今天，開發新的能源利用方式，使得更加智能、高效和環境友好，更好地滿足人類未來需要，變得越來越迫切。

到目前為止，我們的現代生活主要是基于對石油、煤炭、天然氣等為代表的一次化石能源的各種利用來創造的。以電力為代表的二次能源為現代的文明生活提供了基本平臺，以比特為代表的信息技術對社會生活進步發生了深刻影響。基于能源與信息耦合為基石的智能能源系統的泛能網理論與實踐是對當前能源系統的復雜變革，將會改變人類的能源觀，逐步解決能源危機，使人類與自然和諧共生。

隨著現代工業社會的發展，大自然賦予人類的自然資源被大量地消耗。全球石油儲量大約在2050年左右宣告枯竭；全球天然氣儲備估計在2050年左右枯竭；全球煤的儲量可以供應169年。能源問題，已經躍升為世界各國抓住當前國際戰略機遇期的一個根本性問題。

全世界大半個世紀依托化石能源發展的一個嚴重后果是全球氣候和環境日益惡化。當前，氣候變化已成為全球經濟發展面臨的強硬約束，環境問題已成為全球可持續發展最嚴重的挑戰。

發展低碳低能耗生態城，是當今城市科學研究面臨的嶄新課題，是新一輪城市規劃建設的重大機遇。一批先行實踐者已展開藍圖，描繪未來。

世界經濟是區域多元化發展，不同城市和地區間的經濟發展模式、環境資源、成熟度和發展速度等都有所不同，其所面臨的能源應用問題也不盡相同。

能源安全是國家經濟安全和社會安全的重要方面，它直接影響到國家安全、可持續發展及社會穩定。而低碳經濟的實質是能源效率和清潔能源結構問題，核心是能源技術創新和制度創新，目標是減緩氣候變化和促進人類的可持續發展。

低碳經濟就是在發展中排放最少的溫室氣體，同時獲得整個社會的最大的產出。未來，人類可以通過更多利用可再生能源等方式，減少溫室氣體排放，同時又不影響公民的社會福利和生活質量，不犧牲社會經濟的發展。因此，低碳經濟被人們認為是繼工業革命、信息革命后，第五波改變世界經濟的革命浪潮，而低碳、低耗能將成為未來生活主流模式。

華南理工大學華賁教授在80年代提出了能源領域的三環節模型，即能源利用(生產)、能源應用和能源回收。

華賁教授的三環節能量模型于工業領域，如石化、化工、生化等長周期穩定運行的工藝裝置能量綜合優化，這類裝置的主要特點是連續運行、運行穩定性強，因而不需要能源儲存，如熱、冷能儲存和電力儲存，作為一個重要環節進行體現，為解決余熱等能量利用問題而力求通過換熱網絡等直接能量回收形式進行能量再生利用。三環節能量模型突出能源應用和回收環節之間反饋聯系，達到能量再生循環復用的目的。三環節能量模型突出的是能量系統的靜態特性，即依據系統的能量平衡圖來實現能量系統綜合優化。

但是，三環節能量模型基于單一的一種能量，是單一的、非閉環的，僅對能量一次利用，產能用能匹配以穩態優化為主，能源網和信息網相對獨立，不能實現協同優化，而且能源、經濟和環境目標逐次優化，不是一體化協同優化。

發明內容

本發明要解決的一個技術問題是提供一種泛能網系統和控制方法，能夠提高能源的綜合利用效率。

本發明提供一種泛能網系統，包括一個或多個區域能源網絡單元，其中，所述區域能源網絡單元包括能源生產子系統、能源儲存子系統、能源應用子系統和能源再生子系統；

所述區域能源網絡單元還包括：

分別與所述能源生產子系統、能源儲存子系統、能源應用子系統和能源再生子系統相連的子系統能效控制器；

能效匹配站，通過能源網絡和信息網絡與所述能源生產子系統、能源儲存子系統、能源應用子系統和能源再生子系統相連；用于通過所述信息網絡獲得所述區域能源網絡單元的能源信息，根據所述能源信息通過所述子系統能效控制器調度所述區域能源網絡單元內的能量生產、傳輸、儲存和轉化。

根據本發明的泛能網系統的一個實施例，區域能源網絡單元還包括單元能源網關：能效匹配站通過單元能源網關向區域能源網絡單元輸入能源或從區域能源網絡單元輸出能源。