[发明专利]利用泛能流序参量控制泛能网的方法

说明书

技术领域

本发明涉及泛能网性能优化技术领域，尤其涉及一种利用泛能流序参量控制泛能网的方法。

背景技术

本申请人在中国专利申请201010173519.1和201010173433.9中提出了泛能网的方案，以实现各种能源和物质的智能化和信息化，以及多能源(多种类型的能源和/或来自多个地理位置的能源)的耦合利用、管理和交易服务，其全文内容以引用方式结合在本文中。

泛能网是一个信息、能量和物质通过协同耦合而融为一体的智能能源网络体系。泛能网基于系统能效技术，通过能源生产、储存、应用与再生循环四环节能量和信息的耦合，形成能量输入和输出跨时域的实时协同，横向实现多品类能源的相互转换，各能量流的供需匹配和梯级利用；纵向实现能源全生命周期的优化配置，从根本上实现能效最大化和排放最小化，最终输出一种自组织的高度有序的高效智能能源。

泛能流是能量流、物质流和信息流相互协同耦合而形成的逻辑智能流。其中能量流包括电、燃气、热等不同的二次能源形式，物质流包括水流、物流等，信息流则包括通讯、控制、数据采集与传输等。泛能流通过对能效增益器、能效控制器及能量全生命周期的四环节(即能源生产、能源储存、能源应用和能源再生)的连接而形成一个闭环的泛能网系统。

如图1所示，图1是现有技术中泛能网的拓扑结构示意图。泛能网拓扑结构由“机-机、人-机、人-人”和“互感、互动、互智”的网络关系构成。在机-机层，日常运转由泛能网在线优化、泛能网系统数据交换与泛能网平衡优化控制，触发器使机-机互动，逻辑优化达到机-机互智。在人-机层，综合优化策略注入后，现场监控人员针对超出日常业务控制范围的状况进行基础调整，满足业务异常变动需求。人-机互感通过传感器和人的感觉传递信息，人通过发指令使机器动作，而机器动作也会影响人的需求，人通过分析优化达到人-机互智。在人-人层，针对灾难、事故、政策等进行决策会议，决定资源调度策略，并与相应预案协调，结合泛能网管理系统，形成综合优化策略，下发到人-机层。人-人互感通过各种载体传递信息，通过各种语言进行交流互动，智能的专家系统可以达到人-人互智的目的。

泛能网通过互感(机-机)、互动(人-机)、互智(人-人)三层决策优化体系构成决策网络，从而形成“智”与“能”的融合，通过对泛能流从输入到输出的跨时空协同及泛能网内多尺度智能互动，实现对环境势能的高品位吸收和对资源能量的高效利用，产生系统能量在全生命周期的非线性增效，从而输出高品质高效率的智能能源。

多层决策优化体系所涉及的变量如下：控制变量n，变量状态m，时刻T。控制变量n和变量状态m使得每一层在每一时刻T的状态数呈指数级增加，加上多层状态空间的组合关系，会使状态空间呈指数级增加，引发维数灾难。维数灾难是指变量数(维数)增多时，学习的复杂度呈指数增长，造成数据要求的时间和数据量接近不可算。

如果当系统处于无序状态时宏观变量P为0，当系统处于有序状态时宏观变量P不为0，则宏观变量P的性质可以用于指示有序结构的产生和转变，则称宏观变量P为系统的一个序参量(Order Parameter)。泛能流序参量是能够使泛能网系统的无序泛能流向有序泛能流转化的驱动力，具体可表现为控制逻辑流量和流向的控制策略。

现有技术中，对泛能网系统性能的优化一般采用整合优化和协同优化两种方式。其中，对于整合优化，当前能源系统以不可再生能源为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源，将多种技术，因地制宜的小型、微型热电冷(植)全能量多元系统进行组合，在电力、热力、燃气、制冷、环境、交通等多系统中进行整合优化。对于协同优化，目前能源企业已从生产型转向服务型，能源系统通过智能计算机与互联网通讯系统的自动化管理、运行、调度实现，类似于物联网；在因特网和智能计算机的优化运行调度下，进一步与智能家用电器实现协同优化，实现最小范围的优化调度；并利用低谷燃气资源和低谷电力资源为用户的交通工具蓄电、储氢，实现燃气、电力、供暖、制冷和生活热水的供需平衡，使各系统都达到最优效益状态，以降低各能源系统代价；最后，将废气送入植物大棚，实行能量和资源的综合利用，实现零排放的环境和资源目标。

通过分析上述整合优化和协同优化可知，目前对泛能网系统性能的优化仍然具有如下局限性：局部能源的优化，只考虑到单一能源，比如单独电网的优化，没有考虑多种能源网络化的集成优化，因而导致当问题的复杂度增大时，缺少相应的解决方案。

发明内容

(一)要解决的技术问题