[發(fā)明專利]一種綜合利用自然能源的能源利用系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010144956.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN111382905A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新橋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南城市學(xué)院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 北京國(guó)坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發(fā)明屬于能源利用技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種綜合利用自然能源的能源利用系統(tǒng)及方法，所述綜合利用自然能源的能源利用方法包括：檢測(cè)能源的質(zhì)量、密度及可利用率，將自然能源轉(zhuǎn)化為可利用能源并存儲(chǔ)；對(duì)能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)能源利用進(jìn)行規(guī)劃；對(duì)能源調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)規(guī)劃后的能源進(jìn)行調(diào)度利用；最后進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及顯示。本發(fā)明根據(jù)優(yōu)化用能預(yù)測(cè)模型可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)目標(biāo)區(qū)域的用能消耗情況，進(jìn)而有效降低供能過(guò)剩或供能不足的情況；通過(guò)能源調(diào)度模塊能夠利用區(qū)塊鏈信息執(zhí)行能源調(diào)度分析，方便能源在各個(gè)區(qū)域間實(shí)現(xiàn)去中心化的調(diào)度，在解決部分區(qū)域能源緊張問(wèn)題的同時(shí)也能夠避免其他區(qū)域的能源浪費(fèi)，提高了能源的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種綜合利用自然能源的能源利用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前：自然能源是自然界所存在或具有的能源，是自然資源的一部分。主要有太陽(yáng)能(包括光能和熱能)、水能、波能、潮汐能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。自然能源幾乎都是再生能源(某些學(xué)者將自然能源及煤、石油、天然氣等天然存在的能源，統(tǒng)稱為天然能源)。自然能源的有效利用古已有之。近代因科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而部分被電能取代。近年又因燃燒煤和石油等化石能源產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，加之需要發(fā)展邊遠(yuǎn)地區(qū)，使自然能源的利用又受到重視。然而，現(xiàn)有綜合利用自然能源的能源利用系統(tǒng)規(guī)劃不科學(xué)，導(dǎo)致制定供能方案提供能源時(shí)會(huì)出現(xiàn)供能過(guò)剩或供能不足的情況；同時(shí)，不能對(duì)能源進(jìn)行合理的調(diào)度。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：現(xiàn)有綜合利用自然能源的能源利用系統(tǒng)規(guī)劃不科學(xué)，導(dǎo)致制定供能方案提供能源時(shí)會(huì)出現(xiàn)供能過(guò)剩或供能不足的情況；同時(shí)，不能對(duì)能源進(jìn)行合理的調(diào)度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種綜合利用自然能源的能源利用系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種綜合利用自然能源的能源利用方法，所述綜合利用自然能源的能源利用方法包括以下步驟：

步驟一，通過(guò)能源檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)能源的質(zhì)量、密度及可利用率；通過(guò)能源轉(zhuǎn)化設(shè)備將自然能源轉(zhuǎn)化為可利用能源，并通過(guò)能源存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化的能源。

步驟二，通過(guò)能耗計(jì)算程序?qū)δ茉聪臄?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；通過(guò)主控機(jī)控制能源規(guī)劃程序?qū)Σ襟E一轉(zhuǎn)化得到的可利用能源進(jìn)行規(guī)劃：

第一步，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)獲取目標(biāo)區(qū)域中存在的多個(gè)企業(yè)；

第二步，獲取所述多個(gè)企業(yè)的歷史用能項(xiàng)目信息和與所述歷史用能項(xiàng)目信息一一對(duì)應(yīng)的歷史用能信息；

第三步，從所述多個(gè)企業(yè)的歷史用能項(xiàng)目信息中選擇一部分歷史用能項(xiàng)目信息和與之一一對(duì)應(yīng)的歷史用能信息進(jìn)行訓(xùn)練得到所述用能預(yù)測(cè)模型；

第四步，從所述多個(gè)企業(yè)的歷史用能項(xiàng)目信息中選擇剩余部分的歷史用能項(xiàng)目信息和與之一一對(duì)應(yīng)的歷史用能信息對(duì)所述第一用能預(yù)測(cè)模型進(jìn)行評(píng)估修正得到所述優(yōu)化用能預(yù)測(cè)模型；

第五步，根據(jù)所述多個(gè)企業(yè)的新用能項(xiàng)目信息和所述優(yōu)化用能預(yù)測(cè)模型得到用能消耗信息；根據(jù)所述用能消耗信息進(jìn)行能源規(guī)劃。

步驟三，通過(guò)優(yōu)化程序?qū)δ茉凑{(diào)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化：

第一步，以能源消耗的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為決策變量，構(gòu)建能源調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化模型；所述構(gòu)建能源調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化模型的運(yùn)行層目標(biāo)函數(shù)為各場(chǎng)景能源調(diào)度成本；

第二步，利用拉格朗日乘子將約束條件加入目標(biāo)函數(shù)中，使原有含等式和不等式約束的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題，利用庫(kù)恩-塔克條件最終實(shí)現(xiàn)無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的求解；

第三步，基于影子價(jià)格篩選受限運(yùn)行場(chǎng)景，并對(duì)能源調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化模型進(jìn)行解耦處理。

步驟四，通過(guò)能源調(diào)度程序?qū)δ茉蠢眠M(jìn)行調(diào)度：

第一步，配置能源控制設(shè)備，并通過(guò)能源控制設(shè)備確定當(dāng)前區(qū)域的剩余能源量和預(yù)期能耗；