一种多能互补的综合能源系统的制作方法

本发明适用于综合能源系统技术领域，尤其涉及一种多能互补的综合能源系统。

背景技术：

随着全球资源的过度采集以及现代工业的迅速发展，能源危机不断加剧。

为解决这一问题，构建多能互补的综合能源系统，将可再生能源进行多能互补集成应用，是一种有效的途径。

然而，本申请的发明人发现，现有的综合能源系统在实际使用时，需要借助多种能源的转换配合才能实现高效利用，效率低下，且在能源供应环节存在诸多不确定性，不利于可再生能源的安全消纳。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种多能互补的综合能源系统，以提高综合能源系统的用能效率以及降低能源供应环节的不确定性。

本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统，包括：

能量网运行调控模块、太阳能模块、控制模块和监测模块；

监测模块分别与能量网运行调控模块、太阳能模块、控制模块连接，能量网运行调控模块分别与太阳能模块、控制模块连接，监测模块还用于连接外部电网；

监测模块用于对太阳能模块、控制模块以及外部电网进行监测，并将监测信息发送至能量网运行调控模块；

能量网运行调控模块用于根据监测信息进行能源优化计算，并根据能源优化计算结果对太阳能模块和控制模块进行调控。

可选的，综合能源系统还包括：

充换电站储能模块；

充换电站储能模块与能量网运行调控模块连接，用于存储综合能源系统中的能量，或者向综合能源系统中补充能量。

可选的，太阳能模块包括：

太阳能热水单元和太阳能空调单元；

太阳能热水单元分别与监测模块、能量网运行调控模块连接，太阳能空调单元分别与监测模块、能量网运行调控模块连接。

可选的，控制模块包括：

冷热电负荷控制单元、地源热泵控制单元、蓄热锅炉控制单元、冰蓄冷控制单元、光伏发电控制单元和微网控制单元；

冷热电负荷控制单元、地源热泵控制单元、蓄热锅炉控制单元、冰蓄冷控制单元、光伏发电控制单元、微网控制单元均与监测模块连接；

以及，冷热电负荷控制单元、地源热泵控制单元、蓄热锅炉控制单元、冰蓄冷控制单元、光伏发电控制单元、微网控制单元均与能量网运行调控模块连接。

可选的，能量网运行调控模块具体用于：

根据监测信息进行负荷预测和光功率供能预测，并根据负荷预测结果和光功率供能预测结果进行供给配比测算；

基于供给配比测算结果对太阳能模块和控制模块进行调控。

可选的，负荷预测包括冷负荷预测、热负荷预测、电负荷预测和热水负荷预测。

可选的，供给配比测算包括电力供给配比测算、冷水供给配比测算和热水配比测算。

可选的，能量网运行调控模块还用于：

对综合能源系统中的各个设备进行二维展示，以及采集综合能源系统中各个设备的运行状态信息，并根据运行状态信息对各个设备进行故障检测和故障报警。

可选的，能量网运行调控模块还用于：

对综合能源系统中的各个设备进行设备管理、维修管理以及巡检管理。

可选的，能量网运行调控模块还用于：

对综合能源系统的运行指标和运行数据进行管理。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

在本发明提供的综合能源系统中，太阳能模块和控制模块通过能量网运行调控模块互连互通，能量网运行调控模块能够对太阳能模块和控制模块进行监测和调节，以此改善不同能源在不同需求背景下的时空不平衡问题，达到提高用能效率以及增强供能可靠性的目的；并且，通过实时的监测信息对不同的能源供给设备进行协调，能够消除能源供应环节的不确定性，从而更有利于可再生能源的安全消纳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的整体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的详细结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

综合能源系统是由多种能源(包括电、气、冷、热等)转换设备、储能设备、供能管线及用户等组成的有机整体。

在综合能源系统中，不同能源间的耦合复杂，存在非线性、动态特性、多时间尺度、不确定性等诸多方面影响，并广泛存在于源、网、荷、储等各个环节，因此，准确且有效的多能耦合理论是支撑综合能源规划的关键。

本发明基于多能耦合理论，针对现有的综合能源系统在实际使用时，需要借助多种能源的转换配合才能实现高效利用，效率低下，且现有的综合能源系统在能源供应环节存在诸多不确定性，不利于可再生能源的安全消纳的缺点，提出了一种多能互补的综合能源系统。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供了一种多能互补的综合能源系统，如图1所示，该综合能源系统包括：

能量网运行调控模块10、太阳能模块11、控制模块12和监测模块13。

监测模块13分别与能量网运行调控模块10、太阳能模块11、控制模块12连接，能量网运行调控模块10分别与太阳能模块11、控制模块12连接，监测模块13还用于连接外部电网。

监测模块13用于对太阳能模块11、控制模块12以及外部电网进行监测，并将监测信息发送至能量网运行调控模块10。

能量网运行调控模块10用于根据监测信息进行能源优化计算，并根据能源优化计算结果对太阳能模块11和控制模块12进行调控。

在本发明实施例中，可以参照图3所示，监测模块13包括用于监测太阳能模块11的监控平台以及若干个监测测置，其中，监测装置包括但不限于冷计量表、热计量表、电计量表、气计量表，监测模块13实现能源网动态组网自动监测功能。

太阳能模块11和控制模块12通过能量网运行调控模块10互连互通，能量网运行调控模块10能够根据监测信息对太阳能模块11和控制模块12进行调节，具体地，能量网运行调控模块10可以根据监测信息在预测管理、配比管理和调控管理等方面进行能源优化计算，以此改善不同能源在不同需求背景下的时空不平衡问题，进而提高系统的用能效率，增强系统供能可靠性，并且通过实时的监测信息对不同的能源供给设备进行协调，能够消除能源供应环节的不确定性，从而更有利于可再生能源的安全消纳。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，如图2所示，综合能源系统还包括：

充换电站储能模块14。

充换电站储能模块14与能量网运行调控模块10连接，用于存储综合能源系统中的能量，或者向综合能源系统中补充能量。

在本发明实施例中，能量网运行调控模块10可以在能量充足时，将一部分能量储存至充换电站储能模块14中，当综合能源系统中能量不足时，能量网运行调控模块10调用充换电站储能模块14，向综合能源系统中输入能量，以对综合能源系统进行调节。

示例性的，充换电站储能模块14可以在发电高峰时储存综合能源系统中的多余电量，在发电量不足时释放电能；或在用电低谷时储存电量，并在用电高峰时释放电能，充换电站储能模块14能够对综合能源系统进行调节，进一步改善综合能源系统中的能源的供需不平衡问题，增强系统可靠性。

需要指出的是，在本申请图3中，仅以两个充换电站储能模块14为例进行说明，具体充换电站储能模块14的数量可以根据需要进行自行设定，本申请对此不进行限制。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，如图3所示，太阳能模块11包括：

太阳能热水单元和太阳能空调单元。

太阳能热水单元分别与监测模块13、能量网运行调控模块10连接，太阳能空调单元分别与监测模块13、能量网运行调控模块10连接。

在本发明实施例中，太阳能热水单元为太阳能热水装置，太阳能空调单元为太阳能空调装置，太阳能热水装置和太阳能空调装置均与监测模块13、能量网运行调控模块10相关联。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，控制模块12包括：

冷热电负荷控制单元、地源热泵控制单元、蓄热锅炉控制单元、冰蓄冷控制单元、光伏发电控制单元和微网控制单元。

冷热电负荷控制单元、地源热泵控制单元、蓄热锅炉控制单元、冰蓄冷控制单元、光伏发电控制单元、微网控制单元均与监测模块13连接；以及，冷热电负荷控制单元、地源热泵控制单元、蓄热锅炉控制单元、冰蓄冷控制单元、光伏发电控制单元、微网控制单元均与能量网运行调控模块10连接。

在本发明实施例中，地源热泵控制单元为地源热泵装置，蓄热锅炉控制单元为蓄热锅炉装置，冰蓄冷控制单元为冰蓄冷空调装置，光伏发电控制单元为光伏发电装置，微网控制单元为储能装置和负载。其中，地源热泵控制单元和蓄热锅炉控制单元用于热能供应，光伏发电控制单元用于电能供应，冰蓄冷控制单元用于冷能供应。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，能量网运行调控模块10具体用于：

根据监测信息进行负荷预测和光功率供能预测，并根据负荷预测结果和光功率供能预测结果进行供给配比测算；

基于供给配比测算结果对太阳能模块11和控制模块12进行调控。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，负荷预测包括冷负荷预测、热负荷预测、电负荷预测和热水负荷预测。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，供给配比测算包括电力供给配比测算、冷水供给配比测算和热水配比测算。

在本发明实施例中，能量网运行调控模块10可以根据监测到的历史负荷信息进负荷预测，包括冷负荷预测、热负荷预测、电负荷预测、热水负荷预测，以及根据监测到的光功率供能信息进行光功率供能预测，进一步，通过对比负荷预测结果和光功率供能预测结果，计算需要调节的供给量，再结合不同可再生能源供给装置的供能成本、能源优先级等信息进行配比计算，得到经济最优、碳排放最优和最高能源利用率的供给配比结果，并根据最优供给配比结果对各个设备进行调控。

进一步，配比测算包括电力供给配比测算、冷水供给配比测算和热水配比测算，以对不同能量供给装置分别进行调控，实现最优配比。

在本发明实施例中，能量网运行调控模块10可以通过相应的控制装置自动对各个可再生能源设备进行调控，也可以通过将调控策略发送给相应的工作人员进行调控。

当能量网运行调控模块10将调控策略发送给相应的工作人员进行调控时，能量网运行调控模块10还可以对调控情况进行管理，调控管理由调控作业工单下发、调控作业执行进度管理和调控作业查询组成。

具体的，能量网运行调控模块10生成最优供给配比结果后，根据最优供给配比结果生成调控作业工单，并将调控作业工单派发给工作人员；工作人员根据调控作业工单对各个设备进行调控，并更新作业执行进度；在调控完成后，能量网运行调控模块10将调控结果进行保存，以便后续工作人员可以进行调控作业查询和综合能源系统分析。

进一步，工作人员可以在能量网运行调控模块10上或与能量网运行调控模块10连接的显示装置上执行调控管理操作，也可以在移动终端上执行调控管理操作，移动终端与能量网运行调控模块10远程无线通信连接。

另外，在本发明实施例中，能量网运行调控模块10还兼具供给配比预测功能，供给配比预测包括计划生产、计划修改、计划执行和计划查询等内容。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，能量网运行调控模块10还用于：

在本发明实施例中，能量网运行调控模块10还可以实现综合能源系统在线监测管理的功能。

进一步的，在线监测管理包括对综合能源系统中的各个设备进行二维展示，以及采集综合能源系统中各个设备的运行状态信息，并根据运行状态信息对各个设备进行故障检测和故障报警。

具体的，能量网运行调控模块10可以通过采集综合能源系统中各个设备的运行状态信息，以对各个设备进行故障监控，并在设备故障时进行报警。能量网运行调控模块10还可以对综合能源系统中的各个设备进行二维展示，并显示各个设备的信息，如位置信息、型号信息、故障信息等，以方便工作人员对各个设备进行管理。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，能量网运行调控模块10还用于：

对综合能源系统中的各个设备进行设备管理、维修管理以及巡检管理。

在本发明实施例中，能量网运行调控模块10还可以对综合能源系统中的各个设备进行管理，具体可以包括以下内容：

(1)当在综合能源系统中新增设备或者删除设备时，能量网运行调控模块10可以记录设备的增删情况；

(2)当对综合能源系统中的某个设备进行维修后，能量网运行调控模块10可以记录该设备的维修情况；

(3)能量网运行调控模块10接收工作人员的巡检数据并保存，以记录工作人员对各个设备的巡检情况。

通过对各个设备进行精细化管理，能够使工作人员实时掌握综合能源系统中各个设备的状况，增强对综合能源系统调控的可靠性。

可选的，作为本发明实施例提供的多能互补的综合能源系统的一种具体的实施方式，能量网运行调控模块10还用于：

对综合能源系统的运行指标和运行数据进行管理。

在本发明实施例中，能量网运行调控模块10存储有综合能源系统的整体运行指标，以及综合能源系统中各个设备的运行指标，包括太阳能热水装置的运行维护指标、太阳能空调装置的运行维护指标、地源热泵装置的运行维护指标、蓄热锅炉装置的运行维护指标、冰蓄冷空调装置的运行维护指标、光伏发电装置的运行维护指标以及微网控制单元的运行维护指标，工作人员可以根据这些指标对综合能源系统的运行维护进行精细管理。

能量网运行调控模块10还对综合能源系统的运行数据进行管理，具体的，包括用户权限管理、数据集成管理、通信集成管理、页面ui集成和报表管理等内容。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

由以上内容可知，在本发明提供的综合能源系统中，太阳能模块和控制模块通过能量网运行调控模块互连互通，能量网运行调控模块能够对太阳能模块和控制模块进行监测和调节，以此改善不同能源在不同需求背景下的时空不平衡问题，达到提高用能效率以及增强供能可靠性的目的；并且，通过实时的监测信息对不同的能源供给设备进行协调，能够消除能源供应环节的不确定性，从而更有利于可再生能源的安全消纳。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。