多能源介质耦合控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种能源技术领域，特别涉及一种含多种能源介质的分布能源系统耦合装置及其分布控制技术。
【背景技术】
[0002]目前许多能源基础设施都是在二十世纪后半期投入使用的，它们对满足未来的能源需求面临严峻挑战，传输系统拥挤，很多设施都接近报废，能源的需求不断增长，化石能源资源有限，电力行业需要重组以及面临可持续和环境友好能源问题。工业，商业和住宅消费者的不同基础设施需要提供各种形式能量的服务，在工业领域，煤炭、石油产品和电力、天然气、和区域供暖/制冷等多种能源介质广泛使用，目前，不同的基础设施基本上是独立操作，通过对其合并可带来大量好处，对不同基础设施合并意味着通过对它们耦合从而不同设施的能源可以彼此交换。
[0003]目前，对不同能源介质系统的经济和物理性能已较好的了解，对分布能源技术本身研究的较多，如热电联产技术等，但还没有广泛深入研究其全局特征，因此很有必要开发一种多能源介质耦合控制系统，利用能源枢纽，实现多能源介质耦合，满足成本、能效、排放、可行性、安全和其它参数优化的目标。
【发明内容】
[0004]针对上述存在的问题，本发明专利的主要目的在于提供一种含有多种能源介质的分布式能源系统的耦合装置，利用多代理分布控制技术，满足载荷不同用能需求，提高能源利用效率，降低成本，提高可靠性和降低排放等其它指标要求。
[0005]本发明专利是通过下属技术方案来解决上述技术问题的:一种多能源介质耦合控制系统，其用于向能源消耗设备提供满足需求的电、热等多种能源介质，其包括一个或多个能源枢纽的多能源介质稱合装置，采用基于Mult1-Agent的分布控制。能源枢纽内部含有变压器、微型汽轮机、燃气炉等能源转换、分配和存储设备，能源枢纽输入端包含电、天然气等多种介质，输出满足能耗设备的电和热等。
[0006]在本发明专利的具体实施例子中，所述能源枢纽内含有变压器、微型汽轮机、燃气炉等能源转换、分配和存储设备。
[0007]在本发明专利的具体实施例子中，通过对能源枢纽扩展，该多能源介质耦合控制系统包括多个相互联系的能源枢纽，每个能源枢纽对不同的区域进行供能，形成一个分布式功能源结构。
[0008]在本发明专利的具体实施例子中，该多能源介质耦合控制系统采用基于MAS(Mult1-Agent System)多代理系统的分布式控制方法,其中每个能源枢纽是由其各自的Agent来控制。
[0009]本发明专利的积极进步效果在于:该多能源介质耦合控制系统将各种能源供给方式优化组合，从而能够在保证对用能设备的正常供能的前提下将对有限资源的消耗降至最低，并可提高其鲁棒性。能源枢纽输入输出间组件的冗余度很高，电力负荷的能源消耗可以直接全部来自电网或者部分来自天然气，因此，这种配置可以带来两方面好处，一是从负载角度能源供给的可靠性增加，因为不再完全依赖于单一的能源网络，二是实现能源供应的优化，输入端的能源介质可以根据成本、排放、可行性和其它标准进行优化调度。
【附图说明】
[0010]图1为本发明专利的该多能源介质耦合控制系统中单个能源枢纽的结构示意图。
[0011]图2为含三个能源枢纽的多能源介质耦合装置示意图。
[0012]图3位采用基于MAS (Mult1-Agent System)多代理系统的多能源介质稱合装置分布式控制示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图给出本发明专利较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0014]本发明专利的该多能源介质耦合控制系统机可以家用，也可以商业和工业企业用，其用于向使用多种能源介质的各种用能设备供能。参考图1，图中仅示意性地绘出了其中一个能源枢纽结构示意图。该能源枢纽装置包括能源枢纽10，变压器11，微型汽轮机12，燃烧炉13，热交换器14，能源介质电15，天然气16，热17，电18，热19。
[0015]该多能源介质耦合控制系统，实现将一种能源介质转换为另一种能源介质，也可实现多能源介质多能源输出。利用能源枢纽，将天然气和电能能源网络建立耦合关系，相互制约，将独立的变压器、微型汽轮机、燃气炉等能源设备建立联系，该多能源介质耦合控制系统包括多个相互联系的能源枢纽，每个能源枢纽对不同的区域进行供能，形成一个分布式功能源结构。
[0016]该多能源介质耦合控制系统以包括三个能源枢纽为例，参考图2，202、205、209分别为向三个不同区域供能的彼此相连的能源枢纽，每个能源枢纽消耗电和天然气，为电和热载荷提供能源，每个能源枢纽内包括能源转换设备，从而满足输出端载荷的能源需求。第一个能源枢纽205与本地生产的电能208相连，包括燃烧炉206，变压器207，第二个能源枢纽202，包括燃烧炉201，变压器203，微型汽轮机204，第三个能源枢纽209，包括变压器210，微型汽轮机211，包括天然气212，在其天然气主管道上装有C32压缩机213和C31压缩机214，从而使天然气从大的天然气网络流向周围管道。由图2可知，有多种供能方式可以满足电和热的载荷需求，这种冗余增加供给的可靠性，同时使用成本、可用性、排放等作为标准进行能源输入的优化提供了可能性。
[0017]包含该多能源介质耦合控制系统的能源系统包括几个相互关联的能源枢纽，参考图3，该系统采用基于MAS(Mult1-Agent System)多代理系统的分布式控制方法，31为该多能源介质耦合控制系统的服务器，整个大的能源网络系统划分为三个控制区域，分别为34、35、36，其中每个区域(包括能源枢纽和相应的网络节点)由其各自的Agent来控制，Agent32控制区域34, Agent 37控制区域36, Agent 33控制区域35。MAS中的各个Agent能根据环境改变修改自己的行为，并通过网络与其它Agent进行通信、协同完成，Agent也可以独立控制自身行为。Agent利用已有知识库并主动获取外界环境信息进行不断学习，从而具备一定推理和规划能力，可从环境中实时获取所需信息，并根据环境变化给出相应决。
[0018]本发明专利的分布控制可以在现有硬件条件下结合现有的软件编程手段加以实现，故在此对其实现方法不做赘述。
[0019]综上所述，本发明专利多能源介质耦合控制系统可将各种能源供给方式优化组合，利用其各自特点，对各种能源加以合理利用，从而在保证对用能设备的正常供电的前提下对有限资源的消耗降至最低，还可以满足成本、排放和可靠性等其它目标。
[0020]虽然以上描述了本发明专利的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明专利的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种多能源介质耦合控制系统，其用于向能源消耗设备提供满足需求的电、热等多种能源介质，其包括一个或多个能源枢纽的多能源介质耦合装置，采用基于Mult1-Agent的分布控制。
2.能源枢纽内部含有变压器、微型汽轮机、燃气炉等能源转换、分配和存储设备，能源枢纽输入端包含电、天然气等多种介质，输出满足能耗设备的电和热等。
3.如权利要求1所述的多能源介质耦合控制系统，其特征在于，电、天然气等多种介质从能源枢纽的输入端输入，经过能源枢纽的能源转换、传输和存储，输出电和热等，满足用户不同载荷需求。
4.如权利要求1所述的多能源介质耦合控制系统，其特征在于，能源枢纽内部含有变压器、微型汽轮机、燃气炉等一个或多个能源转换、分配和存储设备，实现将一种能源介质转换为另一种能源介质，也可实现多能源介质多能源输出。
5.如权利要求1所述的多能源介质耦合控制系统，其特征在于，利用能源枢纽，将天然气和电能能源网络建立耦合关系，相互制约，将独立的变压器、微型汽轮机、燃气炉等能源转换、分配和存储设备建立联系，如电可以通过变压器直接获取，也可以利用天然气通过微型汽轮机转换得到，加热机可以通过燃烧炉获得也可以通过热交换机获得。
6.如权利要求1和4所述的多能源介质耦合控制系统，其特征在于，该多能源介质耦合控制系统包括多个相互联系的能源枢纽，每个能源枢纽对不同的区域进行供能，形成一个分布式功能源结构。
7.如权利要求1和5所述的多能源介质耦合控制系统，其特征在于，包含该多能源介质耦合控制系统的能源系统包括几个相互关联的能源枢纽，该系统采用基于MAS(Mult1-Agent System)多代理系统的分布式控制方法,其中每个能源枢纽由其各自Agent来控制。
8.MAS中的各个Agent能根据环境改变修改自己的行为，并通过网络与其它Agent进行通信、协同完成，Agent也可以独立控制自身行为。
9.Agent利用已有知识库并主动获取外界环境信息进行不断学习，从而具备一定推理和规划能力，可从环境中实时获取所需信息，并根据环境变化给出相应决策。
10.如权利要求1和5所述的多能源介质耦合控制系统，其特征在于，能源枢纽输入输出间组件的冗余度很高，电力负荷的能源消耗可以直接全部来自电网或者部分来自天然气，因此，这种配置可以带来两方面好处，一是从负载角度能源供给的可靠性增加，因为不再完全依赖于单一的能源网络，二是实现能源供应的优化，输入端的能源介质可以根据成本、排放、可行性和其它标准进行优化调度。
【专利摘要】本发明公开了一种多能源介质耦合控制系统，其用于向能源消耗设备提供满足需求的电、热等多种能源介质，其包括一个或多个能源枢纽多能源介质耦合控制系统，采用基于Multi-Agent的分布控制。能源枢纽内部含有变压器、微型汽轮机、燃气炉等能源转换、分配和存储设备，能源枢纽输入端包含电、天然气等多种介质，输出满足能耗设备的电和热等，该多能源介质耦合控制系统将各种能源供给方式优化组合，从而能够在保证对用能设备的正常供能的前提下将对有限资源的消耗降至最低，并可提高其鲁棒性。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104570995
【申请号】CN201410445805
【发明人】田相克, 马保聪
【申请人】临沂大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年9月4日