一种多能互补的数字化分布式能源站能流仿真系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于能源站综合管理领域的多能互补的数字化分布式能源站能流仿真系统。


背景技术：

2.随着大量综合能源服务工程项目陆续建成投运，能源服务平台开展集群管理和运维服务的优势将日益彰显。而与此同时，能源服务平台目前各类型能流运行工况的管控相对独立，难以施行有效的综合管理。如何面向能源站综合能源系统开展经济、能效、碳排放等多维度评价及多目标优化，提升综合能源服务信息化智能化水平是技术人员的主要目标。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多能互补的数字化分布式能源站能流仿真系统，能够实现对于能源站的高效综合管理。
4.实现上述目的的一种技术方案是：一种多能互补的数字化分布式能源站能流仿真系统，包括能流仿真建设模块、综合评价模块、能效提升模块和策略验证模块；
5.能流仿真建设模块建立分布式能源站内设备及管网的信息模型，通过读取设备参数、连接关系以及量测数据，生成能源网络数学模型，计算能源站内综合能源系统及设备的状态量，通过手动设定系统边界条件，更新能源网络数学模型，计算设定工况下的能流，进行设定工况的计算模拟；
6.综合评价模块以固定时间区间为核算周期，对能流仿真建设模块的工况能流计算模拟量进行评估，建立综合能源系统能效监测、分析、评估体系；
7.能效提升模块的功能由负荷预测、优化建模、算法管理、求解执行、策略生成、效果分析组成，优化建模功能包含目标函数、控制方程、约束条件的能流优化模型；算法管理功能对能流优化计算算法进行管理，包括精确算法与启发式算法；求解执行功能主要设置计算参数、优化区间、执行时间等优化设置；策略生成功能基于能流优化结果获得系统设备在优化区间逐时出力情况；效果分析调用综合评价模块，对综合能源系统优化运行策略进行综合评价；
8.策略验证模块对用户输入的能源系统运行策略进行约束校验，对满足约束的运行策略开展运行效果分析，定义综合能源工程运行策略，并对策略进行校验和效果评估，保存策略，形成策略库。
9.进一步的，能流仿真建设模块的计算量包括电压、电流、功率、相角、温度、压力、流量和热功率；在实时工况能流的计算中，通过读取系统关键输入量，计算系统各个节点、支路的状态量；在设定工况的计算中，根据设定系统的边界条件，包括各类负荷功率、设备出力，从而计算设定工况能流；能流仿真建设模块的功能包括信息模型构建、实时能流仿真和工况分析。
10.进一步的，所述综合评价模块的评估体系横向分为阶段维度、时间维度和层次维度，纵向分为能效、经济、环保和可靠。
11.进一步的，所述策略验证模块的功能包括策略输入、策略库、策略校验和策略评价。
12.本发明的一种多能互补的数字化分布式能源站能流仿真系统，首先建立能源系统仿真模型，并基于运行数据，实现运行状态的仿真模拟；其次，通过分析历史数据，建立能源站负荷预测模型，并基于仿真模型与运行数据研究可控设备及系统的特性，构建能流优化模型，生成能效提升策略；然后，基于能流仿真计算模块，对能效提升策略进行验证，并将验证后的策略推送至前端界面，形成辅助决策建议；最后，对能源站的运行效果进行综合评价。综上，可形成涵盖能源站内系统仿真-预测-评估-决策功能的能效提升能力，构建数字系统映射物理系统并指导物理系统优化运行的数字孪生架构。
具体实施方式
13.为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
14.本发明的一种多能互补的数字化分布式能源站能流仿真系统，包括能流仿真建设模块、综合评价模块、能效提升模块和策略验证模块。
15.能流仿真建设模块建立分布式能源站内设备及管网的信息模型，通过读取设备参数、连接关系以及量测数据，生成能源网络数学模型，计算能源站内综合能源系统及设备的状态量，通过手动设定系统边界条件，更新能源网络数学模型，计算设定工况下的能流，进行设定工况的计算模拟。
16.能流仿真建设模块的计算量包括电压、电流、功率、相角、温度、压力、流量和热功率；在实时工况能流的计算中，通过读取系统关键输入量，计算系统各个节点、支路的状态量；在设定工况的计算中，根据设定系统的边界条件，包括各类负荷功率、设备出力，从而计算设定工况能流；能流仿真建设模块的功能包括信息模型构建、实时能流仿真和工况分析。
17.请参阅下表，能流仿真建设模块的具体功能描述如下。
18.19.[0020][0021]
综合评价模块以固定时间区间为核算周期，对能流仿真建设模块的工况能流计算模拟量进行评估，建立综合能源系统能效监测、分析、评估体系。该核算周期可以是24h典型日为核算周期，也可以是以全年为核算周期，也可以考察系统的全寿命周期。
[0022]
建立综合能源系统能效监测、分析、评估体系，起到评估结果为用能优化服务的作用，解决可具体实施的能效评估方法及流程问题。基于能效维度分解，能效评估体系横向考虑了阶段维度、时间维度、层次维度，纵向考虑能效、经济、环保和可靠。
[0023]
综合评估体系分为三个维度：阶段维度、时间维度、层次维度；阶段维度是指综合评价模块既可以对设计仿真环节进行评价也可以对运行阶段的工程化项目进行评价；时间维度是指可以根据评价目标项目输入数据的不同进行日、月、季度和年的评价；层次维度是指将目标项目分为系统、子系统和设备，即可以将目标项目逐级细化分析。目前条件下，设计阶段和运行阶段的能效评价指标无差异，因此在功能需求上不做区分。
[0024]
综上，综合评价模块的功能需求如下：
[0025]
进入目标项目的综合评价页面后，实现三个可选窗口，分别是系统能效评价、子系统能效评价、设备能效评价等三个窗口。进入综合评价页面后，在上述三个可选窗口上侧设置两个日期下拉菜单，第一个下拉菜单选择考察期起始日期，第二个下拉菜单选择考察期结束日期。通过选择考察期起始日期和结束日期确定能效评价的考察周期从而控制输入数据量，即进行能效评价所需的数据为考察期内的数据。通过对考察期的选取实现不同时间维度的能效评价。具体评价项目如下表所示。
[0026][0027]
能效提升模块的功能由负荷预测、优化建模、算法管理、求解执行、策略生成、效果分析组成，优化建模功能包含目标函数、控制方程、约束条件的能流优化模型；算法管理功能对能流优化计算算法进行管理，包括精确算法与启发式算法；求解执行功能主要设置计算参数、优化区间、执行时间等优化设置；策略生成功能基于能流优化结果获得系统设备在优化区间逐时出力情况；效果分析调用综合评价模块，对综合能源系统优化运行策略进行综合评价。其功能如下表所示。
[0028][0029]
策略验证模块对用户输入的能源系统运行策略进行约束校验，对满足约束的运行策略开展运行效果分析，定义综合能源工程运行策略，并对策略进行校验和效果评估，保存策略，形成策略库。其具体功能如下表所示。
[0030]
[0031]
[0032][0033]
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围。