[发明专利]一种生物质原料多联供综合管理系统及管理方法

说明书

本发明提供了一种生物质原料多联供综合管理系统及管理方法，包括数据采集模块、数字孪生仿真模块、计算模块、目标设立模块、气化优化模块、多联供决策模块和指令传达模块；首先针对生物质原料多联供过程构建数字孪生仿真模型，设立生物质原料多联供过程各个阶段的计算模型，得到生物质能源与冷、热、电能之间的转化关系，然后基于生物质原料的热解气化过程和多联供过程设立双目标，分别构建气化目标优化神经网络模型和改进的烟花算法对双目标进行寻优，得到联供设备的最佳调控值，完成对生物质原料多联供的综合管理。本发明高效、合理地实现了生物质能的冷、热、电、气多联供综合管理。

技术领域

本发明涉及生物质原料多联供领域，尤其涉及一种生物质原料多联供综合管理系统及管理方法。

背景技术

如今，高能源利用率的冷热电气多联供系统与可再生能源生物质的集成优势日趋明显，具有很大的研究价值。冷热电气联供系统是以能源梯级利用为原理，实现冷、热、电同时供应的能源利用系统，它相比于传统的分产供能系统具有经济效益好、效率高、环境友好等优点，被认为是满足和解决能源需求、能源供应安全和环境问题等问题的一种有效替代方案。

在可再生能源中，生物质能是很好地选择之一。一方面，生物质能作为第二大可再生能源，占可再生能源的50％，具有极大的发展潜力；另一方面，生物质能是一种环境友好型能源，将生物质能应用于发电可以提高发电效率。将生物质能作为冷热电气联供系统的能源供应可以进一步提高系统的性能，这将是一种更容易，更有益的利用生物质能源的方式，特别是在解决能源消耗和环境污染的问题上。因此，生物质气化冷热电气联供系统被提出并应用于现有的办公建筑、医院、宾馆等，现有技术建立了许多优化模型来对生物质气化冷热电气联供系统的结构、运行策略进行综合管理，而在优化过程中，系统原料供应的种类、设备参数、运行策略都对最佳结果有着重要的影响，而现有技术缺乏针对多联供的综合管理方案。

现有技术中，公开了一种生物质气化冷热电联供系统的多目标优化方法，首先将电制冷比与生物质气化装置、发电装置、蓄热装置、生物质补燃锅炉的容量作为优化变量；构建结合蓄热装置和电制冷设备的生物质气化冷热电联供系统的优化模型；通过DeST仿真软件模拟得到某一建筑的全年冷、热、电负荷数据；利用设置好参数的遗传算法对所述生物质气化冷热电联供系统在不同生物质种类、不同运行策略下进行多目标优化，得到所述生物质气化冷热电联供系统在达到最优经济、能源、环境和综合性能时的各优化变量。上述方法能够节约系统运行成本，减少能源消耗和二氧化碳气体的排放，从而提高生物质气化冷热电联供系统的性能。

但上述技术至少存在如下问题：没有综合考虑生物质原料的热解气化和多联供过程，在进行优化时，有效产能的最大化与有害产能最小化没有合理安排，导致优化精度不够，碳排放减控效率和能源利用率较低。

发明内容

本发明实施例通过提供一种生物质原料多联供综合管理系统及管理方法，解决了没有综合考虑生物质原料的热解气化和多联供过程，在进行优化时，有效产能的最大化与有害产能最小化没有合理安排，导致优化精度不够，碳排放减控效率和能源利用率较低。本发明高效、合理地实现了生物质能的冷、热、电、气多联供综合管理。

本发明具体包括以下技术方案：

一种生物质原料多联供综合管理系统，包括以下部分：

数据采集模块、数字孪生仿真模块、计算模块、目标设立模块、气化优化模块、多联供决策模块和指令传达模块；

所述数据采集模块，用于采集各联供设备将运行过程产生的运行数据，并对运行数据进行汇集、整理和预处理，数据采集模块通过数据传输的方式与数字孪生仿真模块相连；

所述数字孪生仿真模块，用于针对生物质原料多联供过程构建数字孪生仿真模型，将运行数据在虚拟空间中完成映射，从而反映各联供装备的全生命周期过程，数字孪生仿真模块通过数据传输的方式与计算模块相连；

所述计算模块，用于构建生物质原料多联供过程各个阶段的计算模型，得到生物质能源与冷、热、电能之间的转化关系，计算模块通过数据传输的方式与目标设立模块相连；