[發(fā)明專利]綜合能源系統(tǒng)可靠性-效率擴散結構分析方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110499229.4
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113421169B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 章楠;孔凡淇;林小杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F30/20;G06F17/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明涉及一種綜合能源系統(tǒng)可靠性?效率擴散結構分析方法及系統(tǒng)。該方法包括如下步驟：步驟S1，系統(tǒng)節(jié)點可靠性和效率指標建模；步驟S2，核心節(jié)點選取與指標位勢計算；步驟S3，系統(tǒng)可靠性和能效指標擴散結構建模；步驟S4，擴散結構源阱位置診斷與關聯性分析。本發(fā)明能夠量化綜合能源系統(tǒng)可靠性?能效的擴散特性，闡明系統(tǒng)效率與可靠性的分布特征與關聯關系，為綜合能源系統(tǒng)的分析與結構改善提供指導。

技術領域

本發(fā)明屬于綜合能源系統(tǒng)分析與評估領域，尤其涉及一種綜合能源系統(tǒng)可靠性-效率擴散結構分析方法及系統(tǒng)。

背景技術

工業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)內部包含多種能量載體，如蒸汽、熱水、電力、壓縮空氣、冷水。園區(qū)內的可控型供能單元(如熱電聯產)和大型用能子系統(tǒng)(如生產車間)由于其自身供需特性而存在一定的交互關系，導致系統(tǒng)可靠性、能效與效率的流動和擴散。然而，現有報道中尚未見對綜合能源系統(tǒng)可靠性-效率擴散結構的分析與討論，使得綜合能源系統(tǒng)中可調配資源難以量化，制約了可靠性與效率在系統(tǒng)評估和調度方面的應用。

發(fā)明內容

為解決綜合能源系統(tǒng)中可調配資源無法精確量化的問題，本發(fā)明提供了一種綜合能源系統(tǒng)可靠性-效率擴散結構分析方法及系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：

步驟S1，系統(tǒng)節(jié)點可靠性和效率指標建模。首先，根據節(jié)點的能流狀態(tài)分布規(guī)律進行節(jié)點供能可靠性評估，建立綜合能源系統(tǒng)節(jié)點可靠性模型。

其中R_i為節(jié)點i的可靠性指標值，C為節(jié)點的狀態(tài)總數，y_s和p_s分別為節(jié)點的產能狀態(tài)量及該狀態(tài)量出現的概率，為節(jié)點目標產能量。

進一步地，采用能效η_i和效率φ_i作為表征系統(tǒng)能源效率的指標，則效率與可靠性在擴散結構上的協同關系滿足：

η_i＝P_i/C_i

其中P_i和C_i表示節(jié)點i的能源生產量與能源消費量，λ_i和表示節(jié)點i的輸出能源的能級系數和輸入能源的能級系數。

步驟S2，核心節(jié)點選取與指標位勢計算。工業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中可靠性、能效與效率的擴散結構的本質是基于能量供需關系的特征轉移，需要選取園區(qū)內的可控型供能單元和大型用能主體作為“擴散源”，進行相關指標的擴散結構的研究，其中大型用能主體要求用能量占整個綜合能源系統(tǒng)用能總量的15％以上。這些擴散源往往擁有廣泛的影響范圍、穩(wěn)定的供需關系，其在可靠性、能效、效率等參數的擴散結構和形態(tài)中其決定性作用。

工業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中所有節(jié)點共同構成擴散場，處于其中的各個節(jié)點之間由于其自身供需特性而存在一定的交互關系，但這種交互的廣度和深度會因為節(jié)點的特性而產生位勢差，這種位勢差導致了節(jié)點間的可靠性、能效與效率的流動和擴散。比擬物理學上的勢能定義，定義節(jié)點的相關指標的位勢。

其中為節(jié)點i在指標k上的位勢，為節(jié)點i在指標k上的存量(即可靠性、能效或效率的指標值)，和分別表示節(jié)點i在指標k上在系統(tǒng)中的相對位置和影響半徑，f為和的函數，一般可取

步驟S3，系統(tǒng)可靠性和能效指標擴散結構建模。節(jié)點之間的位勢差造成了高位勢節(jié)點對低位勢節(jié)點的擴散，但各個節(jié)點間是否需要進行效益的擴散應以自身利益最大化為目標，因此需要做出如下假設：

假設核心節(jié)點i和成員節(jié)點j在某指標k上可以進行擴散，則核心節(jié)點i的效用函數可表示為：