[发明专利]一种综合能源系统运行控制方法

说明书

本发明公开了一种综合能源系统运行控制方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，建立基于微观机理的综合能源系统全生命周期多时空尺度五维自适应数字孪生模型；步骤2，建立综合能源系统多层协同优化目标体系；步骤3，基于综合能源系统多层协同优化目标体系，建立基于自适应数字孪生模型预测的冷热电气综合能源系统全生命周期的多时空尺度分布式协同控制方法；步骤4，建立综合能源系统多颗粒度指标综合评价方法。其中，步骤1中，综合能源系统包括冷热电气网、能源转换设备、能源存储设备、建筑负荷。

技术领域

本发明涉及多能互补综合能源系统技术领域，具体涉及一种综合能源系统运行控制方法。

背景技术

能源匮乏、大气污染和全球变暖是全世界越来越重视的问题，多能互补综合能源系统成为未来社会发展的趋势。冷热电气综合能源系统多重关系耦合、多尺度惯性共存，增加了其运行控制的复杂性和难度。冷热电气综合能源系统尚缺乏精确且高效的运行控制方法。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种综合能源系统运行控制方法。

本发明提供了一种综合能源系统运行控制方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，建立基于微观机理的综合能源系统全生命周期多时空尺度五维自适应数字孪生模型；步骤2，建立综合能源系统多层协同优化目标体系；步骤3，基于综合能源系统多层协同优化目标体系，建立基于自适应数字孪生模型预测的冷热电气综合能源系统全生命周期的多时空尺度分布式协同控制方法；步骤4，建立综合能源系统多指标综合评价方法，包括多颗粒度指标体系，评价多时空尺度分布式协同控制的效果。其中，步骤1中，综合能源系统包括冷热电气网、能源转换设备、能源存储设备、建筑负荷。步骤4中，多颗粒度指标体系至少包括设备级和子系统级的物理指标、安全指标、整体系统可靠性、弹性、经济、环境以及社会指标。

在本发明提供的综合能源系统运行控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，基于微观机理的综合能源系统全生命周期多时空尺度五维的自适应数字孪生模型包括冷热电气网、能源转换设备、能源存储设备的各子系统模型，具体包括以下步骤：步骤1-1，建立设备、网络和建筑负荷的任意一种或多种的机理模型，以能源转换和存储设备为中心，建立综合能源系统的各子系统机理模型；步骤1-2，基于各子系统机理模型和历史数据驱动，建立各子系统数字孪生模型；步骤1-3，各子系统运行时，利用实时测量数据，实现各子系统数字孪生模型在线自适应协同和融合，构建子系统全生命周期自适应数字孪生模型；步骤1-4，耦合各子系统全生命周期自适应数字孪生模型，实现各子系统之间能质多时空尺度匹配、能量梯级利用，构建综合能源系统全生命周期自适应多时空尺度五维数字孪生模型。

在本发明提供的综合能源系统运行控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，设备、网络和建筑负荷的任意一种或多种的机理模型为基于实验研究，从电力、热力、流动、传热或化学反应过程的微观机理出处，结合相关理论，采用模块化建模方法，建立能源转换设备、能源存储设备和冷热电气网络的一维、二维或三维多时空尺度耦合瞬态机理模型。多时空尺度耦合瞬态机理模型至少包括物性库、控制方程、热延迟模型、设备或材料性能退化模型，关键部件采用二维或三维瞬态数值模型。

在本发明提供的综合能源系统运行控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，自适应数字孪生模型的五维尺度包括空间三维、时间维度以及层次维度。层次维度为从微观到宏观的结构层次，至少分为设备部件、设备或网络、子系统、整体系统的结构层次。

在本发明提供的综合能源系统运行控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，建立综合能源系统多层协同优化目标体系的方法为：将自适应数字孪生模拟与实验研究相结合，基于电力、热力、流动、传热和化学反应理论，构建综合能源系统多层协同优化目标体系。优化目标至少包括以熵产最小为冷热气网和储冷储热的优化目标、以瞬时COP最大为热泵储能耦合子系统动态优化目标。