[發明專利]一種綜合能源系統多層遞階控制系統與方法

有效

• 申請號: 202110763561.7
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113467397B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 張承慧;魏志成;董興;孫波
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06Q50/06;G06F30/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了一種綜合能源系統多層遞階控制系統與方法，包括：組織層，所述組織層由綜合能源系統調度中心為主構成；協調層，所述由優化調度策略分配器和子任務協調器為主構成；執行層，所述執行層由直接控制器構成；所述綜合能源系統調度中心基于接收到的信息，制定適用于優化目標的總優化調度任務，構建適用于優化目標的系統模型和優化約束條件；所述分配器基于組織層給定的系統模型、優化目標和約束條件，將總任務分解為多個子任務；所述子任務協調器針對特定子任務，根據執行層反饋的當前態勢信息和組織層分析決策形成的總優化調度任務，調整當前的運行控制策略。

技術領域

本公開屬于綜合能源系統技術領域，尤其涉及一種綜合能源系統多層遞階控制系統與方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

綜合能源系統是統一調控冷熱電氣等多種能源、實現多能互補使用的供能系統，包括能量產生、能量轉化、能量儲存、能量消耗等環節，是一個多層次的復雜大系統。保證綜合能源系統穩定高效運行是提高能源利用率、解決當今能源短缺和環境危機等問題的有效途徑。

但是由于綜合能源系統內部結構復雜，包括燃氣輪機、蒸汽輪機、可再生能源發電機在內的原動機組，吸收式制冷機、冷熱交換器、各種熱泵、鍋爐在內的供冷、供熱機組，大多數設備的輸出與其輸入不成正比例關系，是典型的非線性系統。而且綜合能源系統的運行處于不確定的環境中，各種能量流在動態過程中緊密耦合，各個動態過程又相互聯系，如發電環節不可避免的會產生低品位余熱，制熱環節不可避免的消耗電能，吸收式制冷環節也需要熱力與電力的支撐，直接對復雜的綜合能源系統進行精確控制有一定的難度。

目前，綜合能源系統有一些實際應用，并且可以按照給定的優化調度方案運行，但因綜合能源系統多能耦合、多層次、非線性的特點，多數現場應用的優化調度方案是以經濟成本最低為目標的單目標優化方案。大多數的多目標、多變量的優化調度方案在理論分析層面有顯著的效益，但因其求解計算量大、求解時間長，當應用于多能耦合、多層次、非線性的綜合能源系統實際現場工程中，存在著優化運行和實時控制結合困難的問題，針對多能耦合、多層次、非線性的綜合能源系統的多目標、多變量的優化調度方案的現場實際應用技術問題仍亟待解決。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本公開提供了一種綜合能源系統多層遞階控制系統，將處于不確定環境中的多層次、非線性大系統的管理問題分多步解決，降低其復雜程度，進而減少優化控制的計算量。

為實現上述目的，本公開的一個或多個實施例提供了如下技術方案：

第一方面，公開了一種綜合能源系統多層遞階控制系統，包括：

組織層，所述組織層由綜合能源系統調度中心為主構成；

協調層，所述由優化調度策略分配器和子任務協調器為主構成；

執行層，所述執行層由直接控制器構成；

所述綜合能源系統調度中心基于接收到的信息，制定適用于優化目標的總優化調度任務，構建適用于優化目標的系統模型和優化約束條件；

所述分配器基于組織層給定的系統模型、優化目標和約束條件，將總任務分解為多個子任務；

所述子任務協調器針對特定子任務，根據執行層反饋的當前態勢信息和組織層分析決策形成的總優化調度任務，調整當前的運行控制策略；

所述執行層負責接收協調層下發的控制策略，與綜合能源系統各分過程之間快速完成大數據交互。

進一步的技術方案，所述綜合能源系統調度中心接收到的信息包括綜合能源系統的源-荷歷史數據、實時數據、預測數據，輸入的優化目標、設備容量參數。