[發(fā)明專利]基于能源路由器的用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃方法

在審

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• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107784382A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 賈晨;周靜;張超;劉公博;鄧祖強;鄭小江;孫辰軍;魏明磊;史善哲;楊志強;趙昭
• 申請（專利權(quán)）人: 北京南瑞電研華源電力技術(shù)有限公司;國網(wǎng)河北省電力公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 賈磊

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于能源路由器的用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著大規(guī)模開發(fā)利用化石能源帶來的能源危機、環(huán)境危機凸顯，建立在化石能源基礎上的電力工業(yè)面臨重大挑戰(zhàn)。國內(nèi)外已經(jīng)認識到，解決能源可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)路線包含兩方面：一是發(fā)展可再生能源，二是節(jié)能。由于以下四個方面的驅(qū)動力：(1)適應高滲透率可再生能源發(fā)展，推動能源生產(chǎn)方式的革命、構(gòu)建未來可持續(xù)能源供應體系；(2)適應政府節(jié)能減排管制規(guī)定，推動能源消費革命；(3)適應國家電改需求，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與思維，激活售電市場、實現(xiàn)開放服務；(4)適應分布式電源、電動汽車的發(fā)展，推動智慧能源產(chǎn)業(yè)升級，能源互聯(lián)網(wǎng)獲得廣泛關(guān)注，它以電力網(wǎng)為基礎，利用可再生能源技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，融合電力網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、熱網(wǎng)等多能源網(wǎng)及電氣化交通網(wǎng)，形成多種能源高效利用和多元主體參與的能源互聯(lián)共享網(wǎng)絡，消納高滲透率可再生清潔能源，并激活新的商業(yè)模式。

用戶側(cè)的能源互聯(lián)網(wǎng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成方式，其以電能、熱能為能源消費端，以能源路由器為能量優(yōu)化調(diào)度控制中心，實現(xiàn)一次能源側(cè)多種能源的有效、合理、環(huán)保利用，滿足用戶側(cè)的多樣性需求，支撐配電網(wǎng)、市政供熱網(wǎng)絡的安全、穩(wěn)定運行。舉例而言，新疆地區(qū)電力充足，因此鼓勵居民用電，甚至還會給予獎勵；但江蘇、浙江等東部地區(qū)用電則相對緊張，偶爾還會拉閘限電。但其實浙江等地的工廠也自建發(fā)電系統(tǒng)，只是并非滿負荷運轉(zhuǎn)，僅用來滿足本企業(yè)之需，并沒有發(fā)揮應有的效能。這些自發(fā)電工廠自身既是能源消費端又是能源供給端，可以作為能源路由器與其他能源路由器相連建立能源互聯(lián)網(wǎng)，這些工廠發(fā)出的多余電量完全可以像股票一樣自由交易給辦公樓、居民樓、超市這樣的能源消費端，而其他這樣就可以實現(xiàn)能源的優(yōu)化配置，發(fā)揮現(xiàn)有發(fā)電設備的效能，同時也可以大大減少特高壓建設等電力遠距離傳輸所帶來的高額成本。

目前，對于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究主要有以下2個技術(shù)：

(1)山東大學控制科學與工程學院的趙峰公布了一種冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的三級協(xié)同整體優(yōu)化方法，第一級優(yōu)化運用離散粒子群算法，以年一次能源利用率最高為目標，求解最優(yōu)設備選型問題；第二級優(yōu)化采用粒子群算法，以年CO2排放量最少為目標，求解最優(yōu)設備容量問題；第三級優(yōu)化采用粒子群算法，以年運行成本最低為目標，求解最優(yōu)運行參數(shù)問題。但該方法只考慮了以天然氣作為一次能源的內(nèi)燃機三聯(lián)供機組，沒有考慮到可再生能源的融入，無法實現(xiàn)產(chǎn)能側(cè)的可再生能源利用和多能互補，供能的清潔性、靈活性和可靠性都較差。

(2)廣東工業(yè)大學自動化學院的熊焰公布了考慮不同費率結(jié)構(gòu)和風能、太陽能、天然氣、儲能互補發(fā)電的冷、熱、電聯(lián)供優(yōu)化協(xié)調(diào)模型。其考慮了冷能、熱能和電能的聯(lián)合供應以及電能和天然氣具有不同的費率結(jié)構(gòu)及其季節(jié)性差異。針對夏季和冬季費率結(jié)構(gòu)的不同，采用不同的協(xié)調(diào)策略：夏季采取減少峰值購電量來減少購電成本，而冬季則以保持聯(lián)絡線的功率穩(wěn)定為約束。所構(gòu)建的多種能源形式互補發(fā)電優(yōu)化模型，采用冬、夏季典型負荷模型以及發(fā)電機三階效率模型，精確地模擬發(fā)電熱效應；以購電和天然氣的總成本作為目標函數(shù)，約束條件包含冷熱電負荷平衡、聯(lián)絡線功率及各設備出力特性等。但是該方法僅針對單個能源路由器內(nèi)系統(tǒng)運行的優(yōu)化協(xié)調(diào)，沒有考慮多個能源路由器之間的能源如何交換。同時，該模型無法解決可再生能源消納和功率波動的問題。

綜合現(xiàn)有發(fā)明，國內(nèi)針對用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃的發(fā)明很少，大部分僅對單個分布式能源系統(tǒng)進行規(guī)劃或調(diào)度研究，同時，多種能源載體(熱電冷)之間的能量轉(zhuǎn)換和能源存儲環(huán)節(jié)薄弱，限制了可再生能源的接入和消納以及供能可靠性和經(jīng)濟性的進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本申請的一個目的在于提出一種基于能源路由器的用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃方法，可以確定電-熱聯(lián)合系統(tǒng)中各設備的最優(yōu)容量配置、最優(yōu)能量調(diào)度，以及確定各能源路由器間的熱網(wǎng)連接方式和電網(wǎng)連接方式，融合以可再生能源作為輸入的風機、光伏等產(chǎn)能單元，從而實現(xiàn)產(chǎn)能側(cè)的可再生能源利用和多能互補，能夠提高供能的清潔性、靈活性和可靠性，以及系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。