[發明專利]基于層次模型的綜合能源系統仿真計算方法、裝置、綜合能源系統和計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202111175148.5
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113887051A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 宋炎侃;于智同
• 申請（專利權）人: 清鸞科技(成都)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/10;G06Q50/06
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 馮潔

本發明的實施例提供了一種基于層次模型的綜合能源系統仿真計算方法、裝置、綜合能源系統和計算機可讀存儲介質，涉及能源系統技術領域。基于層次模型的綜合能源系統仿真計算方法包括：構建層次解耦模型；利用層次解耦模型，先求解低層次的能源子系統，再求解高層次的能源子系統；系統層次計算收斂。該方法基于層次解耦模型，順序求解各個能源子系統，單次計算的矩陣規模減小，避免將整個系統聯立求解，仿真效率和穩定性更好。

技術領域

本發明涉及能源系統技術領域，具體而言，涉及一種基于層次模型的綜合能源系統仿真計算方法、裝置、綜合能源系統和計算機可讀存儲介質。

背景技術

在該綜合能源系統中，包含鍋爐、離心泵、水罐、閥門、換熱器等設備，負荷包括采暖負荷和熱水負荷，同時系統與外部電網連接，負責向離心泵提供電能。熱源包括兩個燃氣鍋爐，水力管網采用常見的“質調節”模式，管網中水的流量主要由泵的轉速和閥門開度決定，蓄熱水罐在源荷不平衡或價差較大時具備調峰作用。

目前綜合能源能量流的仿真計算主要有兩類：統一求解法和順序求解法。統一求解法的主要不足有：由于不同能源系統物理特性、參數量級差異大，在算法求解方面要求較高，整體仿真效率不高，仿真計算魯棒性不高；并且各能源系統之間實際上僅存在弱耦合，大多數統一能量流計算主要考慮不同系統的能量功率平衡，而忽視了熱力系統中的動量平衡，難以反映系統真實特點；目前大多數統一求解方法針對特定場景，缺乏整體架構設計，方法的可擴展性與通用性較差。順序求解法則采用解耦的思想，直到耦合狀態給定值的變化小于給定閾值后達到整體收斂。

發明內容

本發明的目的包括提供一種基于層次模型的綜合能源系統仿真計算方法、裝置、綜合能源系統和計算機可讀存儲介質，其能夠在系統解耦后先判定各個能源子系統的求解順序，按照層次化結構順序判定求解順序，避免將整個系統聯立求解，仿真效率和穩定性更好。

本發明的實施例可以這樣實現：

第一方面，本發明提供一種基于層次模型的綜合能源系統仿真計算方法，基于層次模型的綜合能源系統仿真計算方法包括：

構建層次解耦模型；

利用層次解耦模型，先求解低層次的能源子系統，再求解高層次的能源子系統；

系統層次計算收斂。

在可選的實施方式中，構建層次解耦模型的步驟包括：

對綜合能源系統進行建模，能量耦合元件將綜合能源系統拆分成不同的子系統，子系統間相互連接構成一個具有層次結構的模型。

在可選的實施方式中，利用層次解耦模型，先求解低層次的能源子系統，再求解高層次的能源子系統的步驟包括：

利用拓撲排序算法，判定各能源子系統的求解順序。

在可選的實施方式中，利用層次解耦模型，先求解低層次的能源子系統，再求解高層次的能源子系統的步驟包括：

進行水熱力子系統計算；

進行直流電力子系統計算；

進行交流電力子系統計算。

在可選的實施方式中，進行水熱力子系統計算的步驟包括：

初始化水力系統的水力參數；

將水力參數代入熱力方程實現線性化，并進行熱力求解，直至水熱力收斂。

在可選的實施方式中，將水力參數代入熱力方程實現線性化，直至水熱力收斂的步驟包括：

對于不可壓縮流體，進行熱力求解后，則判定水熱力收斂；

對于可壓縮流體，聯合氣體狀體方程和水力方程進行求解，熱力計算得到的溫度與水熱力子系統計算中預設的溫度一致，則判定水熱力收斂。