[发明专利]一种基于全能流模型的微电网能量优化与评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网系统的优化与评估方法，具体涉及一种基于全能流模型的微电网 能量优化与评估方法。

背景技术

近年来随着环境的日益恶化和不可再生能量的稀缺，以风能、太阳能为代表的可再生清 洁能量发电技术得到了迅猛发展。其中，将小型风力发电、光伏发电等灵活、分散地接入用 户侧配网，能提高局部供电可靠性、减少输电损耗、提高一次能量的利用率和减少废气排放。 以这种方式接入配网的风、光发电系统等被统称为分布式发电。微电网是指由分布式发电、 储能、负荷和保护控制装置一起集成的独立智能系统，它既可以并网运行，也可以离网运行。

微电网中的动态特性和能量管理问题，目前尚无系统化的优化管理与评估方法。在现有 管理方法，往往是把热力系统与电力系统分割开来，通过不同量化因子，对他们进行分别控 制和管理，从而忽略了他们之间相互关联和相互耦合的关系，不能系统化的描述各个环节能 量流通的特征，全面性的评估各环节经济效益。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于全能流模型的微电网能量优化与评 估方法，该方法提出了一种全能流模型的概念，并通过数字抽象表征的方式，描述微电网中 不同类型能量的产生、转换、传输、储存及利用过程，建立了系统化的指标体系，并以此为 基础提出了一种微电网能量优化方法，通过能流的数字表征，实现不同类型能源的统一量化， 可以对整体和部分环节能效利用进行综合分析评估，并针对能效较低的环节，进行优化改进， 从而实现多级精细化管理，提高全局能量优化利用水平。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于全能流模型的微电网能量优化与评估方法，其改进之处在于，所述 方法包括下述步骤：

(1)构建全能流模型：包括能量与能流分析、能量转换环节分析、能量分配环节分析、 能量存储环节分析、能量利用环节和能量管理环节分析；

(2)构建全能流网络模型；

(3)基于全能流网络模型的能量优化管理，包括能量静态优化管理和能量动态优化管理；

(4)建立全能流模型的指标体系；

(5)对全能流模型进行综合性评估。

进一步地，所述步骤(1)中，全能流模型包括能量类元素、装置类元素和信息类元素； 能量类元素是能源互联网通过装置类元素进行转换利用的主体，信息类元素是能量类元素、 装置类元素的抽象描述；

所述能量类元素包括自然界中不同类型的一次能源和二次能源；装置类元素包括不同类 型能量产生、转换、传输、储存、利用装置及控制装置；信息类元素包括不同类型能量的数 字模型和各个设备的数字模型。

进一步地，所述步骤(1)中，能量的品位是指单位能量所具有可用能的比例，是标识其 质量的重要指标；设定能量数量参数为Q，品味参数为A，不同能源类型单位转换参数为K， 则能量的另一表达形式如下：

E＝KAQ1)；

所述能量转换环节分析通过能量转换装置进行，能量转换装置是全能流模型中对能量形 式或特性进行转换的装置，包括不同能量类型的转换装置和不同能量特性的转换装置；不同 能量类型的转换装置包括发电机和电动机；不同能量特性的转换装置包括变压器和变流器； 能流按流程分为输入能量、回收能量和损失能量；

所述能量分配环节分析通过能量分配装置进行，能量分配装置是全能流模型中对能量进 行分配或转供的装置，能量分配装置包括能够自动调节馈线容量的变压器和自动调节的电力 电子变压器，根据网路用能需求，自动进行分配、调节和储存；

所述能量存储环节分析通过能量存储装置进行，能量储存装置是全能流模型中对能量进 行储存的装置，能量储存装置包括蓄电池和蓄热装置；在能量供给富裕时储存多余的能量， 在能量供给不足时释放储存的能量；

所述能量利用环节分析通过能量利用装置进行，能量利用装置是全能流模型中对能量进 行利用或消耗的装置，能量利用装置包括电灯和暖气；

所述能量管理环节分析通过能量管理装置进行，表征能量的信息流在各装置之间进行流 通和交互；能量管理装置是对能流信息进行分析处理和全局优化管理的系统平台，包括微电 网的能量管理系统；能流信息包括能量的品质信息、数量信息和能流的流速信息。