园区分布式能源微网的智慧能源调控系统的制作方法

本发明涉及分布式微网技术领域，特别是涉及一种园区分布式能源微网的智慧能源调控系统

背景技术：

分布式能源作为一种新的可持续能源供应方式，相比传统的集中式供能方式，具有贴近用户侧，能源传输过程损耗小，能源的利用效率高等特点，是国家能源转型的重要方向。

将相应的储电系统、储热系统运用于本发明中，能够起到移峰填谷，平衡能源供给侧与能源消费侧在时空上使用的不平衡性，保障系统的平稳运行。将智慧能源调控系统运用于本发明中，在满足用户负荷的情况下，从多种能源供应方式中选择一种最经济的供能方式，从而提高经济效益和设施利用率。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明致力于提供一种园区分布式能源微网的智慧能源调控系统，以解决现有分布式系统存在的用户侧需求不稳定、运行不经济和能源利用效率不高等问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下。

一种园区分布式能源微网的智慧能源调控系统，所述园区分布式能源微网包括储电池2、光伏系统3、天然气热电联产系统4、生物质气体热电联产系统5、生物质气化炉6、蒸汽储罐7和生物质锅炉8；

生物质锅炉8接收外购生物质，将产生的热能输送至蒸汽储罐7，蒸汽储罐7还接收外购蒸汽，生物质气化炉6将用户工厂1产生的药渣处理成生物质气体并输出至生物质气体热电联产系统5，生物质气体热电联产系统5将产生的电能输送至用户工厂1或储电池2，产生的热能输送至蒸汽储罐7，天然气热电联产系统4接收外购天然气，并将产生的电能输送至用户工厂1或储电池2，产生的热能输送至蒸汽储罐7，光伏系统3产生的电能输送至用户工厂1或储电池2，储电池2将电能输送至用户工厂1；

用户工厂1的用热需求首先由生物质锅炉8产生的热能满足，其余热量由智慧能源调控系统，结合用能成本，最终从生物质气体热电联产系统5、天然气热电联产系统4和外购蒸汽这三种供热方式中选择一种或多种最经济的供热方式，满足用户工厂1的其余用热需求；

用户工厂1的用电需求首先由外购电、储电池2和光伏系统3供电满足，其余电量由智慧能源调控系统，结合用能成本，最终从生物质气体热电联产系统5、天然气热电联产系统4这两种供电方式中选择一种或两种最经济的供电方式，满足用户工厂1的其余用电需求。

本发明与现有的分布式能源系统相比具有的创新点有：(1)系统构建上的创新：基于园区多种能源生产技术的特点，构建了智慧能源调控系统平台，实现多种供能方式的互补、多种能源的梯级利用，通过信息化、智能化控制技术及策略，实现热、电的移峰填谷，实现能源供应系统的安全稳定运行；(2)系统应用上的创新：结合用户热、电需求的变化，集成多种供能技术和储能单元，基于用电量、分时电价，用热量、分时热价以及热、电负荷特性等综合分析，确定各能源利用模块的最优运行策略和需求侧负荷控制计划。园区分布式能源微网智慧管理调控系统，一方面提高了能源的综合利用率，另一方面从用户侧和供能侧考虑，为用户的用热、用电需求选择经济合理的供能方式，实现了系统的经济性。

附图说明

图1为本发明园区分布式能源微网的智慧能源调控系统的结构示意图；

图2为本发明中用户工厂用热选择逻辑图；

图3为本发明中用户工厂用电选择逻辑图；

具体实施方式

下面结合附图阐述本发明的实施例。

如图1所示，一种园区分布式能源微网的智慧管理调控系统包括用户工厂1、储电池2、光伏系统3、天然气热电联产系统4、生物质气体热电联产系统5、生物质气化炉6、蒸汽储罐7、生物质锅炉8、智慧能源管理系统9等九部分组成。

用户侧的电需求视情况由储电池2、光伏系统3、天然气热电联产系统4、生物质气体热电联产系统5、外购电提供；用户侧的热需求视情况由天然气热电联产系统4、生物质气体热电联产系统5、蒸汽储罐7、生物质锅炉8、外购蒸汽提供。

现已知用户工厂1的热、电需求量以及外购生物质、外购电、外购天然气，外购蒸汽的价格。

1)考虑用户工厂1的热需求。用户工厂1的用热需求首先由生物质锅炉8来满足，如果生物质锅炉8产生的热量能满足用户工厂1的热需求，那么智慧能源管理系统9会发出指令关闭生物质气体热电联产系统5和天然气热电联产系统4；如果生物质锅炉8产生的热量不能满足用户工厂1的热需求，那么智慧能源管理系统9首先计算出δq＝q需求-q生物质锅炉，然后分别比较需要外购蒸汽产生δq热量，开启生物质气体热电联产系统5产生δq热量和开启天然气热电联产系统4产生δq热量的成本，从这三种供热方式中，选择一种成本最低的供热方式以满足用户工厂剩余δq的热量需求；

2)考虑用户工厂1的电需求。用户工厂1的用电需求首先由外购电，储电池2和光伏3提供，如果外购电，储电池2和光伏3提供的电量能满足用户工厂1的用电需求量，那么智慧能源管理系统9会发出指令关闭生物质气体热电联产系统5和天然气热电联产系统4；如果外购电，储电池2和光伏3提供的电量不能满足用户工厂1的用电需求量，那么智慧能源管理系统9首先计算出δe＝e需求-e外购电+储电池+光伏，然后分别比较开启生物质气体热电联产系统5产生δe电量和开启天然气热电联产系统4产生δe电量的成本，从这两种供电方式中，选择一种成本最低的供电方式以满足用户工厂剩余δe的电量需求。

根据园区分布式能源微网的智慧管理调控方法，以热电联供系统运行费用最低建立优化运行目标，在用户工厂1满足热、电需求得同时，使得目标函数值最小，其目标函数为：

以热电联供系统运行费用最低建立优化运行目标，其目标函数为：

csal＝csq+cse

csq＝cspl+csbl+ifexist[mincsst，csgs+cscg，csbg]

cse＝csel+csrf+cspv+ifexist[min(csgs+cscg，csbg)]

公式中csal为总成本，单位为yuan；csq为热需求的总费用，单位为yuan；cse为电需求的总费用，单位为yuan；cspl＝sppc∫spp(t)dt，其中cspl为总的生物质颗粒价格，单位为yuan，sppc为单位生物质颗粒价格，单位为yuan/ton，spp为外购生物质颗粒量，单位为ton；csbl＝∑(bldc∫sign(bleo(t))dt)，其中csbl为操作生物质锅炉8的费用，单位为yuan，bldc为单位时间操作成本，单位为yuan/h，bleo为生物质锅炉8的热能输出量，单位为kw；csst＝sphc∫sph(t)dt，其中csst为总的外购热价，单位为yuan，sphc单位热价，单位为yuan/kwh，sph为外购热量，单位为kw；csgs＝spgc∫spg(t)dt，其中csgs为总的外购天然气价格，单位为yuan，spgc为单位天然气价格，单位为yuan/m³，spg为外购天然气量，单位为m³；cscg＝∑(cgdc∫sign(cgeo(t))dt)，其中cscg为操作天然气热电联产系统4的费用，单位为yuan，cgdc为单位时间操作成本，单位为yuan/h，cgeo为天然气热电联产系统4产生的电量，单位为kw；csbg＝∑(bgdc∫sign(bgeo(t))dt)，其中csbg为操作生物质气体热电联产系统5的费用，单位为yuan，bgdc为单位时间操作成本，单位为yuan/h，bgeo为热电联产生物质气体热电联产系统5产生的电量，单位为kw；其中csel为总的电价，单位为yuan，spec1、spec2、spec3为不同时间段的分时电价，单位为yuan/kwh，spe为外购电量，单位为kw；csrf＝∑(rfdc∫sign(|rfeio(t)|)dt)，其中csrf为操作储电池[2]的费用，单位为yuan，rfdc为单位时间操作成本，单位为yuan/h，rfeio为储电池2的冲、放电量，单位为kw；cspv为操作光伏系统3的费用，单位为yuan。

综上所述，智慧能源管理系统9能根据用户的热、电需求，从多种能源供应方式中选择一种最经济的供能方式，使用户的用能成本最低，从而达到效益的最大化。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。