[發(fā)明專(zhuān)利]一種綜合能源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111131567.9
• 申請(qǐng)日: 2021-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114021305A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文雷;王立軍;王瀟;張磐;安英娟;師進(jìn)沖;趙洪波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司趙縣供電分公司;國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司石家莊供電分公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 齊蘭君;張杰

本發(fā)明涉及能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種綜合能源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，包括能源管理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和仿真模塊。能源管理模塊用于采集得到能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)該能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將該處理數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；數(shù)據(jù)傳輸模塊用于接收能源管理模塊發(fā)送的處理數(shù)據(jù)；仿真模塊依據(jù)處理數(shù)據(jù)的類(lèi)型和數(shù)量調(diào)用仿真模型，將該處理數(shù)據(jù)輸入仿真模塊，計(jì)算得到仿真結(jié)果。本發(fā)明通過(guò)采集得到能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)該能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到處理數(shù)據(jù)，依據(jù)處理數(shù)據(jù)的類(lèi)型和數(shù)量調(diào)用仿真模型，將該處理數(shù)據(jù)輸入仿真模塊，計(jì)算得到仿真結(jié)果，依據(jù)仿真結(jié)果向能源管理系統(tǒng)發(fā)送調(diào)度指令，從而對(duì)能源系統(tǒng)的能源利用和設(shè)備管理進(jìn)行有效調(diào)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種綜合能源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

綜合能源打破了傳統(tǒng)電力、熱力和燃?xì)獾饶茉聪到y(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電、熱\冷、氣等各類(lèi)能量的生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)和分配等各環(huán)節(jié)的協(xié)同互動(dòng)，在滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下用戶(hù)各類(lèi)負(fù)荷需求的前提下，對(duì)能量進(jìn)行梯級(jí)、高效、清潔利用，效提升能源供應(yīng)靈活度及能源綜合利用率，提高可再生能源的消納能力并有效降低碳排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。

綜合能源系統(tǒng)中電、冷/熱、氣等各類(lèi)能源形式相互耦合轉(zhuǎn)換，與單一形式的能量系統(tǒng)相比，其物理設(shè)備構(gòu)成和運(yùn)行調(diào)節(jié)方式的復(fù)雜度顯著提高，進(jìn)而為綜合能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評(píng)價(jià)、優(yōu)化等工作帶來(lái)挑戰(zhàn)?；诙嗄芰鞯幕旌夏茉捶抡婕夹g(shù)能夠?qū)C合能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、控制響應(yīng)過(guò)程等進(jìn)行精細(xì)模擬，進(jìn)而為綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行、狀態(tài)診斷和能效提升等提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐，是開(kāi)展綜合能源服務(wù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐技術(shù)。由于電、冷/熱、氣等不同形式能量在建模、分析等方面差異大，現(xiàn)在技術(shù)中綜合能源仿真主要有兩種方式：

(1)使用電力、熱力和燃?xì)忸I(lǐng)域?qū)I(yè)仿真技術(shù)對(duì)各自子系統(tǒng)進(jìn)行分立建模，并通過(guò)接口進(jìn)行通訊，同步仿真數(shù)據(jù)。仿真時(shí)，電力、熱力和燃?xì)馊?lèi)子系統(tǒng)各自迭代計(jì)算，然后通過(guò)能量耦合元件進(jìn)行信息傳遞，以完成整個(gè)能源系統(tǒng)的仿真計(jì)算。這種方式能夠借助各自領(lǐng)域成熟技術(shù)進(jìn)行仿真，但業(yè)務(wù)人員需要操作不同的軟件，對(duì)業(yè)務(wù)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和相互協(xié)同建模要求高，建模過(guò)程復(fù)雜、靈活度不高，同時(shí)受不同軟件限值，未考慮仿真過(guò)程中數(shù)學(xué)模型與實(shí)際物理設(shè)備的通訊，不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)仿真。

(2)在現(xiàn)有電力系統(tǒng)仿真工具的基礎(chǔ)建立固定效率熱力和燃?xì)庠O(shè)備模型，使用高斯-賽德?tīng)柦惶娴确椒▽?duì)包含電力、天然氣和熱力網(wǎng)絡(luò)、耦合元件方程的代數(shù)方程組進(jìn)行求解，獲得綜合能源系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)能量流。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的快速建模仿真，但對(duì)于熱力和燃?xì)庀到y(tǒng)的設(shè)備模型往往采用固定效率線(xiàn)性模型，模型和仿真結(jié)果的精細(xì)化不夠，主要反映了設(shè)備能量平衡的外特性，不考慮設(shè)備內(nèi)部具體參數(shù)的變化，得到的計(jì)算結(jié)果主要為設(shè)備的能量(功率)值，如溫度/壓力等精細(xì)化數(shù)據(jù)無(wú)法得到。其次受限于動(dòng)態(tài)模型的計(jì)算復(fù)雜度高，以及熱力系統(tǒng)和燃?xì)庀到y(tǒng)固定效率模型的特點(diǎn)，只能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)仿真，不能反映工況變化時(shí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，難以滿(mǎn)足故障診斷等精細(xì)化分析時(shí)的數(shù)據(jù)要求。

因此，針對(duì)以上現(xiàn)狀，迫切需要開(kāi)發(fā)一種綜合能源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)及方法，以克服當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種綜合能源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種綜合能源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，包括能源管理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和仿真模塊，其中：

能源管理模塊，用于采集得到能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)該能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到處理數(shù)據(jù)，將該處理數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；

數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于接收能源管理模塊發(fā)送的處理數(shù)據(jù)，將該處理數(shù)據(jù)發(fā)送給仿真模塊；

仿真模塊，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送的處理數(shù)據(jù)，依據(jù)處理數(shù)據(jù)的類(lèi)型和數(shù)量調(diào)用仿真模型，將該處理數(shù)據(jù)輸入仿真模塊，計(jì)算得到仿真結(jié)果。