[发明专利]一种综合能源系统多环控制系统与方法

说明书

本公开提出了一种综合能源系统多环控制系统与方法，包括：内环单元、中环单元及外环单元；内环单元为电能跟踪控制环，所述中环单元为冷能、热能跟踪控制环，所述外环单元为燃气跟踪控制环；内环单元、中环单元及外环单元被配置为：基于不同能源形式之间的优化时间尺度差异和耦合关系，调控各种能源之间的互补与转化，实现相互耦合的冷、热、电、气在动态过程中的协调优化与调度。本发明考虑冷、热、电、气联和供能时，电能变化快、传输快，冷热变化慢、传输慢，燃气传输量和消耗量基于其他形式能量的使用量，将电和冷热以及燃气分环控制，考虑不同能源形式之间的优化时间尺度差异和耦合关系，协调优化同一时刻不同能源的使用量。

技术领域

本公开属于综合能源系统技术领域，尤其涉及一种综合能源系统多环控制系统与方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

综合能源系统是多种能源协调运行的能源供给系统，可以把冷、热、电、气等不同形式的能源统一调控，实现多能互补使用。保证综合能源系统稳定、高质、高效的能量输出，是提高能源利用率、解决当今能源短缺和环境危机等问题的有效途径。

但是由于综合能源系统内部能量流动复杂，不同形式的能源在复杂变化的动态过程中相互耦合，而且不同形式的能源静态特性、动态特性不同，优化时间尺度差异大，同时可再生能源供能本身存在不确定性，负荷需求侧实时变化也对综合能源系统稳定、高质、高效的能量输出提出了挑战。

多能流综合能源系统在优化运行方面相较于传统单一供能系统有较大差别，其能量优化与调度涉及更多的利益主体，这就要求在分析与决策的过程中，充分考虑多种能源形式间的耦合与差异、可再生能源的不确定性以及需求侧响应等因素。

检索发现，目前对于在多能流综合能源系统运行过程中变化复杂、耦合紧密的多种能源，传统控制体系下的优化调度策略没有深层次地考虑多种不同形式能源的优化调度时间尺度，很难同时将冷、热、电、气等多种不同形式、优化时间尺度差异大的能源做到最优控制。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种综合能源系统多环控制系统，针对多种不同形式、优化时间尺度差异大的能源做到最优控制。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了一种综合能源系统多环控制系统，包括：

内环单元、中环单元及外环单元；

所述内环单元为电能跟踪控制环，所述中环单元为冷能、热能跟踪控制环，所述外环单元为燃气跟踪控制环；

所述内环单元、中环单元及外环单元被配置为：基于不同能源形式之间的优化时间尺度差异和耦合关系，调控各种能源之间的互补与转化，实现相互耦合的冷、热、电、气在动态过程中的协调优化与调度；

其中，每一环均设置有反馈校正，将综合能源系统的能量输出反馈到各环对应的控制器，并将当前能量输出作为下一时刻能量优化调度的参考对象，减少负荷需求侧与能源生产侧的不平衡。

进一步的技术方案，所述内环单元包括电能跟踪控制器及电能枢纽，所述电能跟踪控制器根据反馈的电能枢纽的输出及冷能枢纽、热能枢纽输出发控制指令至电能枢纽的输入端。

进一步的技术方案，所述电能枢纽还分别与综合能源系统内发电系统、电网系统及储能系统相连，电能枢纽根据需要供给负荷侧的电能，确定使用综合能源系统内部自身发电量、需要电网系统输出或者向电网系统输出的电能及储能电池存储或者释放的电能。

进一步的技术方案，所述中环单元为冷能、热能跟踪控制环，在内环单元的基础上还包括冷能跟踪控制器、热能跟踪控制器及各自对应的冷能枢纽、热能枢纽，所述冷能跟踪控制器、热能跟踪控制器分别根据电能的输出及燃气枢纽的输出控制冷能枢纽、热能枢纽的输出。