[发明专利]一种综合能源系统的动态仿真系统及方法

说明书

本发明涉及能源系统技术领域，具体是一种综合能源系统的动态仿真系统，包括能源管理模块、数据传输模块和仿真模块。能源管理模块用于采集得到能源系统数据，对该能源系统数据进行数据处理，将该处理数据发送给数据传输模块；数据传输模块用于接收能源管理模块发送的处理数据；仿真模块依据处理数据的类型和数量调用仿真模型，将该处理数据输入仿真模块，计算得到仿真结果。本发明通过采集得到能源系统数据，对该能源系统数据进行数据处理，得到处理数据，依据处理数据的类型和数量调用仿真模型，将该处理数据输入仿真模块，计算得到仿真结果，依据仿真结果向能源管理系统发送调度指令，从而对能源系统的能源利用和设备管理进行有效调度。

技术领域

本发明涉及能源系统技术领域，具体是一种综合能源系统的动态仿真系统及方法。

背景技术

综合能源打破了传统电力、热力和燃气等能源系统各自独立运行的状态，实现电、热\冷、气等各类能量的生产、传输、转化、存储和分配等各环节的协同互动，在满足不同场景下用户各类负荷需求的前提下，对能量进行梯级、高效、清洁利用，效提升能源供应灵活度及能源综合利用率，提高可再生能源的消纳能力并有效降低碳排放，实现经济效益和社会效益双丰收。

综合能源系统中电、冷/热、气等各类能源形式相互耦合转换，与单一形式的能量系统相比，其物理设备构成和运行调节方式的复杂度显著提高，进而为综合能源系统的设计、运行、评价、优化等工作带来挑战。基于多能流的混合能源仿真技术能够对综合能源系统运行状态、控制响应过程等进行精细模拟，进而为综合能源系统规划设计、优化运行、状态诊断和能效提升等提供数据和技术支撑，是开展综合能源服务的关键基础支撑技术。由于电、冷/热、气等不同形式能量在建模、分析等方面差异大，现在技术中综合能源仿真主要有两种方式：

(1)使用电力、热力和燃气领域专业仿真技术对各自子系统进行分立建模，并通过接口进行通讯，同步仿真数据。仿真时，电力、热力和燃气三类子系统各自迭代计算，然后通过能量耦合元件进行信息传递，以完成整个能源系统的仿真计算。这种方式能够借助各自领域成熟技术进行仿真，但业务人员需要操作不同的软件，对业务人员的专业知识和相互协同建模要求高，建模过程复杂、灵活度不高，同时受不同软件限值，未考虑仿真过程中数学模型与实际物理设备的通讯，不能实现动态实时仿真。

(2)在现有电力系统仿真工具的基础建立固定效率热力和燃气设备模型，使用高斯-赛德尔交替迭代等方法对包含电力、天然气和热力网络、耦合元件方程的代数方程组进行求解，获得综合能源系统的稳态能量流。这种方式能够实现综合能源系统的快速建模仿真，但对于热力和燃气系统的设备模型往往采用固定效率线性模型，模型和仿真结果的精细化不够，主要反映了设备能量平衡的外特性，不考虑设备内部具体参数的变化，得到的计算结果主要为设备的能量(功率)值，如温度/压力等精细化数据无法得到。其次受限于动态模型的计算复杂度高，以及热力系统和燃气系统固定效率模型的特点，只能实现系统的稳态仿真，不能反映工况变化时的动态过程，难以满足故障诊断等精细化分析时的数据要求。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种综合能源系统的动态仿真系统及方法，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合能源系统的动态仿真系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种综合能源系统的动态仿真系统，包括能源管理模块、数据传输模块和仿真模块，其中：

能源管理模块，用于采集得到能源系统数据，对该能源系统数据进行数据处理，得到处理数据，将该处理数据发送给数据传输模块；

数据传输模块，用于接收能源管理模块发送的处理数据，将该处理数据发送给仿真模块；

仿真模块，用于接收数据传输模块发送的处理数据，依据处理数据的类型和数量调用仿真模型，将该处理数据输入仿真模块，计算得到仿真结果。