[發明專利]基于能源互聯網分層架構的區域綜合能源系統評價方法

在審

• 申請號: 202011387203.2
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112529381A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 劉宏;李志偉;姚天亮;劉鵬德;瞿繼平;李召兄;劉喬;胡昀;程青;楊超;夏天
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團甘肅省電力設計院有限公司;清華四川能源互聯網研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發明特別涉及基于能源互聯網分層體系架構的區域綜合能源系統評價方法，提出的區域綜合能源系統評價方法覆蓋了能源互聯網物理層、信息層、價值層各個層級，綜合考慮了經濟性、效率性、安全性、環保性等多個方面，相比現有評價指標更加全面、系統，每個指標都有具體的量化計算方法，并采用加權求和的方法降維得到綜合評價結果，易于工程實施。本發明提出的評價指標體系可以用于區域綜合能源系統的運行、設計方面的定量化分析，指導投資建設商、設計規劃單位以及系統運行商的相關研究和工作，提升區域綜合能源系統的建設運行水平。

技術領域

本發明屬于綜合能源規劃與運行分析技術領域，特別涉及基于能源互聯網 分層架構的區域綜合能源系統評價方法。

背景技術

能源互聯網已成為能源領域未來發展的必然趨勢，是國際研究的熱點主題， 也是我國能源發展的重大需求。能源互聯網旨在解決清潔能源替代傳統化石能 源過程中的環境問題、能流壁壘和能源改革問題，為綜合能源系統及能源市場 服務開拓良好的發展基礎。區域綜合能源系統是能源互聯網的重要物理載體， 是探究不同能源內部運行機理，發揮能源互補特性，推廣能源先進技術的前沿 陣地。通過區域綜合能源系統建設，可以從終端側實現多種能源的物理連接， 并通過邊緣計算實現底層物理系統的互聯互通和多能互補，提高能源使用效率， 降低區域能源系統運行成本，為用戶提供實惠和便捷，同時，也形成了面對上 級廣域系統的智慧型終端，可以與上級系統進行交互，并為上級系統提供調節靈活性，提高了終端設備接入系統的友好性。采用區域綜合能源系統作為解決 能源危機和環境問題這一途徑，已經得到了全世界的普遍認可。

現階段，關于綜合能源效益評價的研究還相對較少。在已有研究中，第一 種是對CCHP系統、燃氣輪機系統等進行了效益評價，并分別選取系統投資費 等、一次能源消耗量等、NOx等作為評估綜合能源系統的評價指標，其構建的 能源綜合效益評價指標體系涵蓋了經濟、社會、環境效益三個方面，但二級指 標設置較少。第二種是分別從能源、裝置、配網、用戶環節建立了區域綜合能 源效益評價指標體系，并將反映經濟、社會、環境效益等指標融入各環節，考 慮了區域綜合能源系統內部能源耦合關系，且較全面反映綜合能源的經濟、環 境、社會效益，但該指標體系選取指標的顆粒度較粗，效益指標涵蓋面不足。 第三種將評價指標分為外部指標和內部指標，外部指標主要從環境、社會、經 濟外部性指標和能耗效率指標4個方面劃分，內部指標主要根據財務指標的標 準選擇。但該文獻的指標體系選取了較多與電力相關的指標，對燃氣、熱/冷等 其他能源相關效益指標考慮不足。

相較于國內考慮的各環節、各類型效益指標，國外對綜合能源系統的效益 評價大多沿用傳統評價指標，即以綜合能源系統技術經濟指標、氣體減排指標 和化石能源消耗量等指標衡量綜合能源系統投資價值和環保效益，簡潔明了且 操作性強。也有以電熱耦合利用的CHP為研究對象，采用技術經濟評價方法， 構建了相對完整的投資效益評價指標體系，提出了各評價指標的計算公式、表 征含義和應用局限性。

從現有成果看，國內外已對綜合能源系統效益評價指標體系展開研究，但 缺乏能夠反映能源互聯網體系架構各層級建設運行水平的系統性指標，此外， 能夠應用于實際工程評價的綜合能源效益評價指標體系及其評價標準也還未完 全建立。

發明內容

本發明在研究綜合能源系統能量轉換機理、網絡互通需求以及能源系統能 量效率、能質效率的基礎上，分別設計了面向能量層的能源轉換路徑評價指標、 面向信息層的網絡互通能力評價指標以及面向價值層的統一能效評價指標，形 成了區域綜合能源系統的評價指標體系，并通過實例進行驗證。本發明提出的 評價指標體系可以用于區域綜合能源系統的運行、設計方面的定量化分析，指 導投資建設商、設計規劃單位以及系統運行商的相關研究和工作。

基于能源互聯網分層體系架構的區域綜合能源系統評價方法，獲取第i個 二級指標對總評價結果的影響權值E_i、第i個二級指標中第j個三級指標對總 評價結果的影響權值E_i,j、第i個二級指標中第j個三級指標經過歸一化處理后 的歸一化數值F_i,j；