本实用新型涉及一种燃气分布式能源优化系统，属于能源系统优化技术领域。
背景技术：
现有的联产机组中心站加制冷制热机组子站组合的运行模式，其能源子站只是相当于中继站，对中心站传送过来的热量进行加压，并不具备单独供能的功能；另外，一般均通过运行人员单独的对中心站及各个子站进行运行，然而由于运行人员运行经验不一，使得不同人员的运行效益差别较大，而且系统效益随负荷变化波动也较大，能源系统整体的经济性较差；此外，现有的中心站仅仅在热网母管上设置一个总的流量计来监测汽轮机的性能，但是当能源系统中安装的多个汽轮机的类型不一致时，就无法监测获得每个汽轮机的性能，因而无法进行更针对性的能源系统运行优化。因此仍需进行改进。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于，提供一种燃气分布式能源优化系统，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是能源子站只是相当于中继站，对中心站传送过来的热量进行加压，并不具备单独供能的功能的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种燃气分布式能源优化系统，包括：能源中心站、能源子站、iDOS装置、信息中心服务器和DCS控制器，所述的信息中心服务器分别与能源站子站和iDOS装置连接，DCS控制器分别与能源站中心站和iDOS装置连接；所述的能源子站包括：电制冷器、溴化锂吸收式制冷器、电加热器和板换式换热器，所述的电制冷器、溴化锂吸收式制冷器、电加热器均与信息中心服务器连接，板换式换热器分别与电制冷器、溴化锂吸收式制冷器、电加热器及热网的母管连接。
优选的，所述的iDOS装置包括显示器、处理器和iDOS机柜，所述的处理器分别与显示器、iDOS机柜、信息中心服务器连接，iDOS机柜分别与DCS控制器和信息中心服务器连接，从而可以实现快速的建模和求解，使得机组在最佳效率点工作，使得整个能源系统的经济性最好。
本实用新型所述的燃气分布式能源优化系统，所述的能源中心站包括：燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、加热器和热水锅炉，所述的热水锅炉和加热器均与热网的母管连接，所述的燃气轮机与余热锅炉连接，余热锅炉分别与汽轮机和加热器连接，汽轮机与加热器连接；所述的燃气轮机、余热锅炉、汽轮机和加热器均与DCS控制器连接，从而可以全面满足子站的负荷需求。
优选的，每个汽轮机的抽气管道上均设置有流量表，所述的流量表均与DCS控制器连接。
优选的，可以通过利用效益最大化模型对燃气分布式能源系统进行优化，所述的效益最大化模型为：
其中，IC表示所有的电制冷机组；Ix表示所有的溴化锂吸收式制冷机组集合，Iw表示所有的换热板换集合，Ig表示所有的燃气轮机-余热锅炉机组集合，Is表示所有的汽轮机机组集合，Ib表示所有的热水锅炉机组集合，Ih表示所有的电加热器集合；PC、PW、Pe、Ped、Pg分别表示冷价、热价、上网电价、下网电价、燃气价格；re表示厂用电率；Rc、Rw分别表示用户冷、热负荷需求；
表示i号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的余热锅炉输出高压蒸汽＝汽轮机主蒸汽+减温减压蒸汽；
表示1、2号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的余热锅炉输出低压蒸汽进汽轮机补汽水量约束，3号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的汽轮机为背压机组，无补汽即1号和2号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的汽轮机为抽凝机组；其差值表示低压蒸汽直接进入换热器换热输出；其中，表示1号余热锅炉，表示2号余热锅炉，表示1号汽轮机，表示2号汽轮机，表示3号汽轮机。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、通过对所述的子站进行优化布设，使得其相当于一个能源站，既可以供冷又可以供热，从而可以对能源中心站和子站的每个机组的性能进行建模学习，使得对能源系统的整体运行优化成为可能；
2、通过在每个汽轮机的抽气管道上设置流量表，获得各个汽轮机的流量参数，进而获得各种不同型号的汽轮机的特性，有利于根据用户的需求对汽轮机进行针对性的调节(对各个汽轮机的抽汽阀门的开度进行调节)，从而提高整个能源站的经济性；
3、通过利用效益最大化模型通过综合统筹天然气价、调峰方式、厂用电成本、电网低谷电成本等因素，根据冷水负荷和热水负荷的要求，结合燃气轮机组、汽轮机的工作特性，优化制冷、供热系统的运行方式，从而可以获得相应的机组最优运行参数组，通过调整机组使其在最优运行参数条件下运行，从而实现了机组在最佳效率点工作，而且使能源站按照最佳经济效益方式运行，使得整个能源系统的经济性最好。
附图说明
图1是本实用新型的能源系统整体结构示意框图；
图2是本实用新型的能源中心站的结构示意图；
图3是本实用新型的能源子站的供冷系统图；
图4是本实用新型的能源子站的供热系统图。
附图标记：1-能源中心站，2-能源子站，3-iDOS装置，4-信息中心服务器，5-DCS控制器，6-显示器，7-处理器，8-iDOS机柜，9-燃气轮机，10-余热锅炉，11-汽轮机，12-加热器，13-热水锅炉，14-流量表，15-电制冷机组，16-溴化锂吸收式制冷机组，17-电加热器，18-板换式换热器。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例：
一种燃气分布式能源优化系统，如图1所示，包括：能源中心站1、能源子站2、iDOS装置3、信息中心服务器4和DCS控制器5，所述的信息中心服务器4分别与能源站子站2和iDOS装置3连接，DCS控制器5分别与能源站中心站1和iDOS装置3连接。
所述的iDOS装置3可包括显示器6、处理器7和iDOS机柜8，所述的处理器7分别与显示器6、iDOS机柜8、信息中心服务器4连接，iDOS机柜8分别与DCS控制器5和信息中心服务器4连接。
如图2所示，所述的能源中心站1可以包括：燃气轮机9、余热锅炉10、汽轮机11、加热器12和热水锅炉13，所述的热水锅炉13和加热器12均与热网的母管连接，所述的燃气轮机9与余热锅炉10连接，余热锅炉10分别与汽轮机11和加热器12连接，汽轮机11与加热器12连接；所述的燃气轮机9、余热锅炉10、汽轮机11和加热器12均与DCS控制器5连接。
为了获得每个汽轮机的流量数据，可以在每个汽轮机11的抽气管道上均设置流量表14，所述的流量表14均与DCS控制器5连接。
为了实现对能源子站进行统一优化运行控制，如图3、图4所示，所述的能源子站2可以包括：电制冷器15、溴化锂吸收式制冷器16、电加热器17和板换式换热器18，所述的电制冷器15、溴化锂吸收式制冷器16、电加热器17均与信息中心服务器4连接，板换式换热器18分别与电制冷器15、溴化锂吸收式制冷器16、电加热器17及热网的母管连接。
实验例：某公司能源站项目，采用本实用新型的技术进行能源系统运行优化。具体的，采用能源中心站1加能源子站2的建设形式，能源中心站1建设规模为214MW级燃气—蒸汽联合循环热电联产机组(即燃气轮机-余热锅炉联合循环热电联产机组)及2台116MW热水锅炉，其中燃气—蒸汽联合循环机组为“一拖一”模式，包括3套6F.01型燃气轮发电机组、3台双压余热锅炉、2台抽汽凝汽式汽轮发电机组和1台背压式汽轮发电机组总发电容量214MW(在每台抽汽凝汽式汽轮发电机组和背压式汽轮发电机组的抽气管道上均设置流量表，获得各个汽轮机的流量参数)，负责行政副中心的电力供应及各子站供给总热源。能源子站2建设有溴化锂吸收式制冷机组16、电制冷机组、板换式换热器18、电加热器17等，负责运河核心区供能。
燃气—蒸汽联合循环热电联产机组中心站+制冷制热机组子站相组合，相对传统燃煤电厂具有低污染、高效率等优点，但其燃料成本要比传统火电高许多，如果要使联产机组产生较好的经济性就需要通过精细化的运行和优化，来提高系统经济性。要对系统中各个环节的能量转化效率和经济性进行详细分析，通过调整中心站和子站设备的运行方式来提高系统整体的经济性。具体可通过调整供热方式、调整机组出力使其在最佳效率点工作。
能源中心站1包括iDOS装置3，iDOS装置3又包括显示器6、处理器7、iDOS机柜8，具有信息采集(机柜)、远程数据通信(机柜)、负荷最优分配、机组特性曲线在线学习及负荷预测等功能。显示器6用于机组状态和计算参数结果显示。
具体的说，需要通过对厂级、机组级、设备级的性能指标进行实时计算，为负荷分配、决策优化提供指导。iDOS装置3采集DCS控制器5所采集的能源中心站1的实时性能监测数据和信息中心服务器4所采集的能源子站2的实时性能监测数据，包括对燃气轮机9、余热锅炉10、汽轮机11(比如包含抽凝、背压两种类型，通过每个汽轮机抽气管道上设置的流量表14监测各个汽轮机的流量)、热水锅炉13、首站加热器12，各能源子站的溴化锂吸收式制冷机组16、电制冷机组15、电加热器17、板换式换热器18等主要设备及其辅助设备的性能监测数据。根据各机组设备的输入信息得到输出信息，从而得到不同负荷条件下，机组的效率、功率、排放等性能。然后通过神经网络算法，建立单体设备动态模型；再次，网络服务器采集热网数据、用户用能数据、天气数据等负荷相关数据，并综合考虑天然气价、调峰方式、厂用电成本、电网低谷电成本等因素，利用效益最大化模型进行能效优化计算、利用遗传算法完成机组的最优运行模式分析；然后通过iDOS机柜8向DCS控制器5发送优化控制指令(包括负荷优化分配指令、供热方式优化与调控指令)，调整机组的运行模式，通过网络服务器将各个能源站子站最佳运行优化策略进行发布、下达给运行值班人员，从而实现中心站、子站能源系统的整体优化控制，确保能源系统运行达到高效低耗、经济匹配、可靠安全的运营目标。
所述的效益最大化模型为：
其中，IC表示所有的电制冷机组；Ix表示所有的溴化锂吸收式制冷机组集合，Iw表示所有的换热板换集合，Ig表示所有的燃气轮机-余热锅炉机组集合，Is表示所有的汽轮机机组集合，Ib表示所有的热水锅炉机组集合，Ih表示所有的电加热器集合；PC、PW、Pe、Ped、Pg分别表示冷价、热价、上网电价、下网电价、燃气价格；re表示厂用电率；Rc、Rw分别表示用户冷、热负荷需求；
表示i号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的余热锅炉输出高压蒸汽＝汽轮机主蒸汽+减温减压蒸汽；
表示1、2号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的余热锅炉输出低压蒸汽进汽轮机补汽水量约束，3号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的汽轮机为背压机组，无补汽即1号和2号燃气轮机-余热锅炉联合循环机组的汽轮机为抽凝机组；其差值表示低压蒸汽直接进入换热器换热输出；其中，表示1号余热锅炉，表示2号余热锅炉，表示1号汽轮机，表示2号汽轮机，表示3号汽轮机。