07 区域能源中综合能源系统的模拟计算平台开发
区域综合能源管控系统使用计划方案(五)
区域综合能源管控系统使用计划方案一、实施背景随着能源需求的不断增长和能源结构的逐渐调整，传统的能源供应模式已经无法满足当前的能源需求。
为了提高能源利用效率、降低能源消耗和减少环境污染，需要建立一个区域综合能源管控系统，对能源的生产、传输、储存和使用进行全面监控和调控。
二、工作原理区域综合能源管控系统是基于物联网和大数据技术的，通过传感器和智能设备对能源生产、传输、储存和使用进行实时监测，并将监测数据传输到中心控制系统。
中心控制系统通过对监测数据的分析和处理，制定相应的能源调控策略，并将调控指令传输到各个能源设备和终端设备，实现对能源的精细调控。
三、实施计划步骤1.系统规划：确定系统的整体架构和功能模块，并制定相应的实施计划。
2.设备采购：根据系统规划，采购相应的传感器、智能设备和中心控制系统等硬件设备。
3.系统集成：将采购的硬件设备进行组装和调试，完成系统的硬件部署。
4.软件开发：根据系统规划，开发相应的监测、分析和控制软件，并进行系统的集成测试。
5.系统部署：将开发完成的软件部署到中心控制系统和各个终端设备上，并进行系统的调试和优化。
6.运行维护：对系统进行日常的运行监测和维护，及时处理系统故障和异常情况。
四、适用范围区域综合能源管控系统适用于各种能源生产和使用场景，包括工业企业、商业建筑、住宅小区等。
可以对电力、热力、气体等各类能源进行全面监控和调控。
五、创新要点1.使用物联网和大数据技术，实现对能源的实时监测和调控，提高能源利用效率。
2.利用智能设备和传感器，实现对能源设备和终端设备的远程监控和控制，提高管理效率。
3.结合人工智能技术，对能源数据进行分析和预测，提供科学决策支持。
六、预期效果1.提高能源利用效率，降低能源消耗和环境污染。
2.实现能源生产和使用的精细调控，提高能源供应的可靠性和稳定性。
3.提高能源管理的科学性和智能化水平，减少人为误操作和事故风险。
七、达到收益1.节约能源成本，提高经济效益。
综合能源系统规划平台及能源规划应用研究
综合能源系统规划平台及能源规划应用研究摘要：综合能源系统（Integrated energy system, IES）是指在一定区域内整合多种能源，实现多种能源之间互补互济，并对各能源环节进行有机协调与优化，从而形成的一体化系统。
本论文通过对不同综合能源规划平台的比选，筛选出涵盖较多能源类型的EnergyPLAN平台，并利用该平台对福建省的历史数据进行建模分析。
结果表明，煤炭、石油、天然气的差异值分别为5.05TW h、-1.02TW h 和0.83TW h ，误差率分别为0.69%、-0.37%、1.78%，所有指标的误差率均小于2%。
关键词：综合能源系统，规划，EnergyPLAN0引言随着现代化进程的加快以及人民生活水平的提高，对能源也形成了多样化的需求，即从单一的电力需求向多重的“热、气、冷”等型式发展。
如何将这些类型的能源协同起来开发利用，以及如何在各个负荷之间优化分配和智慧调度，成为近年来研究的热点。
IES是由“冷、热、电、气”以及“源、网、荷、储”等环节交叉共建，涉及到能源的生产、传输、转换、储存、消耗等各个环节，并对其进行有机协调与优化，从而形成了综合能源一体化系统。
为促进各国能源的可持续发展，目前全球至少有70余个国家先后开展了与IES技术相关的研究[1]。
不同研究机构和学者通过对IES的研究形成了诸多的规划平台以及方法。
本文比较不同平台的特点，并对福建省能源系统作为案例进行模拟计算。
1综合能源规划平台IES更为精确的模拟需要提供足够的数据支持，包括气象、市场、政策、负荷、价格等方面的数据，进而根据需求确定能源类型、供能方式等，最后根据一定的时间步长按照表 2各能源规划软件平台支持的能源类型综合上述对比，EnergyPLAN平台涵盖较多的能源类型，可以比较完整地对一个地区的能源系统进行建模，总体上能够达到能源系统建模的要求。
为了更好的对综合能源系统进行计算，本论文选取EnergyPLAN作为建模软件平台。
区域综合能源系统模型优化配置方法及系统[发明专利]
![区域综合能源系统模型优化配置方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0e693edd87c24028905fc3d1.png)
专利名称：区域综合能源系统模型优化配置方法及系统专利类型：发明专利
发明人：杨宇辉,杨朝辉,李宝剑,吴定会
申请号：CN202010419512.7
申请日：20200518
公开号：CN111509713A
公开日：
20200807
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请涉及能源与电力控制领域，尤其是一种区域综合能源系统模型优化配置方法及系统。
其中，该方法包括构建规划运行周期内，最小的系统运行成本目标函数；最小的系统运行成本目标函数为：其中，C为购电成本，C为购气成本，C为电储能损耗成本；构建影响目标函数的不确定参数模型，影响目标函数的不确定参数包括：购电价格不确定参数和可再生能源出力不确定参数；确定最大允许成本；在满足目标约束条件下，根据不确定参数模型，使得规划运行周期内的系统运行成本小于等于最大允许成本；建立对应的不确定参数的最大波动幅度和最大预期成本之间的关系。
本申请能够避免因现有技术忽略了不确定因素而使得能源系统分配不合理的问题。
申请人：无锡隆玛科技股份有限公司
地址：214028 江苏省无锡市新吴区旺庄工业园三区二期1号标准厂房
国籍：CN
代理机构：无锡市大为专利商标事务所(普通合伙)
代理人：曹祖良
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多能互补园区综合智慧能源项目开发
多能互补园区综合智慧能源项目开发随着我国经济的快速发展，根据我国能源供给侧结构的革新方案，推进能源出产以及消耗方式的改革，建设清洁低碳、安全有效的现代能源系统，是能源革新的重要作用。
鉴于多能互补的智能能源方案有着能源利用率高并且节约能源减少排放成效显著的优势，是实现能源革新的有效方法。
标签：多能互补;智慧能源;项目开发引言我国能源的损耗最多的是化石能源，多能互补园区综合智慧能源项目是针对工业园区热电冷汽水等多种能源需求，互补利用传统能源和新能源，按照能源互联网思维构建的“源-网-荷-储”一体化综合智慧能源系统，对工业园区能源结构转型具有重要支撑作用。
1多能互补园区综合智慧能源概念多能互补园区综合智慧能源项目以园区为单位，以天然气分布式能源站为核心，集成分布式光伏、分散式风电、余热回收、地源热泵、空气源热泵、污水源热泵、智能微网、储能、需求侧响应等辅助供用能系统，实现供能侧的多能互补和用能侧终端一体化，充分利用先进的能源互联网、大数据、云服务平台等信息化技术，实现区域能源供需的智慧化管理，构建新型供能用能生态链，满足绿色低碳、安全高效、可持续发展要求。
2典型多能互补园区综合智慧能源项目架构典型多能互补园区综合智慧能源项目主要包括供能、用能和综合智慧能源服务平台等内容，通过采用先进的供能设备和智慧化能源管理系统，提高区域能源利用效率，实现节约能源，降低成本的目标。
2.1区域型太天然气分布式能源站工业园区能源需求以电热冷汽水为主，分布式能源站以天然气为燃料，采用先进的小型分布式燃机设备，天然气燃烧产生的高品质热能先用于发电，做功后的高温烟气进入余热锅炉，加热水产生蒸汽进入汽轮机做功或进入热网供热，抽汽通过蒸汽型溴化锂转化为低温冷水向用户供冷，实现能量梯级利用，综合能源利用效率一般可达到70%～90%，所发电力并入电网或直供用户，全部就地消纳。
2.2储能系统储能是多能互补园区综合智慧能源供能侧和用能侧平衡调节的重要支撑，包括储冷、储热、储电等多种形式。
区域综合能源管控系统使用计划方案
区域综合能源管控系统使用计划方案一、实施背景：随着社会经济的发展和人口的不断增加，能源消耗量不断增加，能源紧缺问题已经成为全球性的难题。
为了解决这一问题，各国政府纷纷推出了一系列的节能减排政策，而区域综合能源管控系统便是其中之一。
该系统是针对城市、工业园区等区域能源的综合管理，旨在提高能源利用效率、降低能源消耗、减少环境污染，实现可持续发展。
二、工作原理：区域综合能源管控系统是由多个子系统组成的综合系统，包括能源监测子系统、能源分析子系统、能源调度子系统、能源优化子系统和能源管理子系统。
这些子系统通过数据采集、传输、处理和分析，实现对能源系统的全面监测、分析、调度和优化，从而实现能源的高效利用和减排。
三、实施计划步骤：1.需求分析：明确系统的功能需求，包括能源监测、能源分析、能源调度、能源优化和能源管理等方面，以及实现这些功能所需的硬件和软件设备。
2.系统设计：根据需求分析结果，设计系统的硬件和软件结构，确定系统的各个子系统的具体功能和相互关系。
3.系统开发：进行系统的软件和硬件开发，包括编写程序、制作硬件设备、进行系统测试等。
4.系统实施：将系统安装在需要进行能源管理的区域，进行系统的调试和优化。
5.系统运维：对系统进行日常维护，保证系统的正常运行和数据的准确性。
四、适用范围：区域综合能源管控系统适用于城市、工业园区、企业等需要进行能源管理的区域。
特别是对于能源消耗较大、能源利用效率较低的区域，该系统的应用效果更为显著。
五、创新要点：1.多级分析：能够对能源消耗进行多级分析，包括区域、建筑、设备等多个层次，实现全面、精准的能源管理。
2.智能调度：通过对能源系统进行智能调度，实现能源的合理利用和节约，降低能源消耗和污染。
3.可视化管理：通过可视化界面，实现对能源系统的实时监测和管理，提高管理效率和准确性。
六、预期效果：1.提高能源利用效率：通过对能源系统的全面管理和优化，提高能源利用效率，降低能源消耗。
综合智慧能源管理系统解决方案
综合智慧能源管理系统解决方案建设意义在“能源双控、双碳”的政策要求下，能源智能化、数字化是必然趋势。
企业以打造智慧能源管理系统为重要抓手，采取多样化节能措施来降低能源成本，全方位提高能源利用率和经济效益。
智慧能源管理系统在对能源进行分类分项能耗计量基础上，采取多种数据采集及远程传输方式，通过标准化、可视化管理，构建考核体系，达到节能降耗、提升管理水平的目的。
一、生产经营高效化通过分析不同的车间、班组用能数据对比，帮助企业优化其生产，提高效率，减少能源浪费，降低能源总账单。
二、能源管理数字化用能数据、能源账单等消息可视化，提供多维度的用能数据对比分析，帮助企业节能提效，优化能源管理和采购策略，实现设备的高效运行，帮助企业智能制造转型。
三、综合能源集中化监管对机场能源信息、能源设施网络、能源服务进行全流程的统一管控，实现多能源主体、多能源设施、多能源品类的需供动态匹配和调度平衡，进一步优化能源结构，降低综合能源消耗，同时有效保障用能的安全性和稳定性。
问题痛点传统能耗管理仍存在诸多痛点，主要表现为：1、用电习惯难以短期改变，易出现效率低、见效缓慢等现象。
2、设备能耗仍存在无法实时感知、智能分析的现状，靠人员巡视，成本高、更新慢。
3、多种类能源无法集中监管，各类能管系统数据不互通，能耗难统一，调度难管理。
4、设备故障无法及时预警告警，缺少能耗和能效异常自动预警和溯源手段。
总体架构水脉综合智慧能源管理平台，通过全面采集水、电、气冷热等多种能源使用数据，对各种能耗实行实时监测、可视化管理，集中控制，分区域运行。
通过能耗监控、对比分析、智能评估、能耗预警告警等功能。
实现能耗的精细化管理与控制，达到节能减排的效果。
采用分层分布式系统体系结构，基于数据中台打造，避免重复建设，具有良好的开放性、敏捷性和可拓展性。
1、数据采集与控制（采集层）：供能系统、用能系统。
2、数据传输（网络层）：GPRS、4G、5G、光纤等。
综合能源系统的热电联合随机生产模拟方法、装置及设备[发明专利]
![综合能源系统的热电联合随机生产模拟方法、装置及设备[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/09092722b42acfc789eb172ded630b1c59ee9ba0.png)
专利名称：综合能源系统的热电联合随机生产模拟方法、装置及设备
专利类型：发明专利
发明人：雷金勇,马溪原,周长城,郭晓斌,喻磊,袁智勇,胡洋,郭祚刚,言缵弘,于力
申请号：CN201811258017.1
申请日：20181026
公开号：CN109284939B
公开日：
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种综合能源系统的热电联合随机生产模拟方法、装置及设备，考虑到除了电力机组外其他的能源如可再生能源等也会对综合能源系统产生影响，先在电时序负荷数据中分离出净电时序负荷数据，再根据净电时序负荷数据和热负荷数据构造初始热电联合概率密度函数，保证初始热电联合概率密度函数的准确性，并通过对综合能源系统中的机组进行模拟投运，根据机组的性能指标对初始热电联合概率密度函数进行修正计算得到等效热电联合概率密度函数，最后依据等效热电联合概率密度函数计算得到的综合能源系统的可靠性指标和经济性指标，更加符合综合能源系统多种能源协调并存的特点，实现了对综合能源系统的可靠性和经济价值的准确评估。
申请人：南方电网科学研究院有限责任公司
地址：510663 广东省广州市萝岗区科学城科翔路11号J1栋3、4、5楼及J3栋3楼
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：罗满
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【CN109888790A】一种不同运行模式下的区域综合能源系统多能潮流计算方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910240333.4(22)申请日 2019.03.28(71)申请人 国网福建省电力有限公司经济技术研究院地址 350012 福建省福州市晋安区秀峰路221号亿力名居1号楼申请人 国网福建省电力有限公司(72)发明人 吴桂联 张林垚 林婷婷 郑洁云 施鹏佳 倪识远 (74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限公司 35100代理人 蔡学俊(51)Int.Cl.H02J 3/06(2006.01)(54)发明名称一种不同运行模式下的区域综合能源系统多能潮流计算方法(57)摘要本发明涉及一种不同运行模式下的区域综合能源系统多能潮流计算方法，首先确定区域电力系统参数、区域热力系统参数、区域天然气系统参数以及区域综合能源系统设备参数；接着确定运行场景，然后判断当前系统的运行模式，最后根据不同的模式进行多能潮流计算。
本发明可以全面考虑多数不同种类能源设备、能源设备工作模式以及区域电、热、气三大能源系统并网情况等运行场景对综合能源系统多能潮流分布的影响。
权利要求书2页 说明书18页 附图8页CN 109888790 A 2019.06.14C N 109888790A权 利 要 求 书1/2页CN 109888790 A1.一种不同运行模式下的区域综合能源系统多能潮流计算方法，其特征在于：该方法建立在一个区域综合能源系统结构上，其包括区域电力系统、区域热力系统以及区域天然气系统；包括以下步骤：步骤S1：确定区域电力系统参数、区域热力系统参数、区域天然气系统参数以及区域综合能源系统设备参数；步骤S2：确定运行场景，其中运行场景由3位数确定，分别表示当前系统的CHP机组工作模式、区域电力系统并网情况、以及电转气设备存在情况；若CHP机组工作在以热定电模式下，则第一位数为1，若CHP机组工作在以电定热模式下，则第一位数为0；若区域电力系统并网，则第二位数为1，否则第二位数为0；若系统存在电转气设备，则第三位数为1，否则第三位数为0。
区域能源与分布式能源-燃气发电站综合管理平台
1 区域能源
1.1.1 区域：一个特指的范围；可以是一个城市、一个城区 、一个街区、一个建筑群、一栋建筑；还可以是开发区、生 态区、低碳区。
1 区域能源
1.2.3 区域能源以它对各种能源的综合、集成、科学、合理 的应用受到青睐。区域能源可以使各种高低品位能源在它的 区域内科学、合理、综合、集成、梯级应用，以达到节能、 减排的效益。
1 区域能源
1.2.4 区域能源以它对区域内各种能源用户需求，综合、集 成分析，将各种负荷、错时、错峰及不同入住率同时考虑以 降低能源系统的装机容量，增加系统的运行时间和能源综合 利用率，达到节能减排效果。
1 区域能源
1.1.2 能源：可以是一次能源，自然形成的不可再生的化学 矿物能源，如煤碳、石油、常规天然气（石油天然气）、非 常规天然气（页岩气、煤层气）；二次能源，由一次能源转 换出了电能、热水、蒸汽、各种热媒等；可再生能源、太阳 能、风能、水力位能、地热能等；以及各种余热废热；还包 括各种高品位能源和各种低品位能源。
1 区域能源
1.4.区域能源对节能减排的重要意义 1.4.1合理用能、科学用能、综合用能、集成用能 人们在利用大自然提供的能源进行生产生活，这能源包括一
次性的化石能源；煤炭、石油、天然气等等；也包括可再生 能源：太阳能、水利位能、风能、地热能等等。 不论利用那一种能源，都存在着怎么才能利用得更好，就是 利用率最高，产生的危害最少。存在着合理利用、科学利用 的方式方法问题；要实现合理、科学利用能源，就要综合考 虑，采用集成的手段。 什么是合理用能、科学用能、综合用能、集成用能呢？
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冷水机组 系统部分负荷性能文件
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冷却塔
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燃气锅炉
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目 录
1 研究背景
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模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
模拟计算平台的案例演示
计算案例
选取北京地区某项目区域，包含居住 建筑和商业建筑，总供能建筑面积为20万 ㎡，其中居住建筑不采用集中供冷。
区域采用由 冷热电三联供+地源热泵+ 燃气锅炉+冷水机组 组成的复合式能源系 统。
典型系统
三联供系统
冷热电三联供系统
电制冷
地源热泵系统
地源热泵系统
燃气锅炉
常规辅助冷热源
内燃机 中温、缸套水泵 溴化锂冷却泵 溴化锂冷却塔 溴化锂机组负荷侧循环泵 地源热泵 热泵地源侧水泵 热泵负荷侧水泵 电制冷 燃气锅炉 电制冷冷冻泵 电制冷冷却泵 电制冷冷却塔 二级网变频水泵
各系统存在耦合关系
管网输配系统
区域内 住宅+商业 建筑
模拟计算平台的案例演示
计算案例 输入模拟计算平台： 北京地区气象文件 区域全年逐时负荷 各系统设备的额定参数（容量、效率、流量、扬程） 典型设备性能曲线
综合能源系统模拟计算平台
系统建模
模拟仿真
设备动态曲线
冷、热、电逐时负荷
逐时模拟结果
模拟计算平台的案例演示
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
综合能源系统模拟计算平台
运行策略： 应用模式：
三联供系统
地源热泵系统
辅助冷热源
各系统灵活组合
综合能源系统的模拟方法研究
功能介绍 输入参数： 区域逐时冷热电负荷 气象数据信息 机组运行时间控制 机组额定容量（制热量、额定制冷量、额 定发电量） 机组额定效率 机组设计水温 机组性能曲线
PLR FFLP 0% 0.00% 25% 24.97 % 50% 49.56 % 75% 69.02 % 100% 100.0 0%
不同水温下的 机组COP 不同PLR下的 FFLP
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型
冷冻水进水 温度℃ 冷却水进水 温度℃ 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 制冷量比率 1.0514 1.0078 0.9746 0.9303 0.9089 1.0905 1.0449 1.0104 0.9648 0.9421 1.1302 1.0827 1.0475 1.0000 0.9759 1.1712 1.1217 1.0853 1.0358 1.0111 1.2129 1.1621 1.1237 1.0729 1.0469 1.2559 1.2031 1.1634 1.1107 1.0840 COP 比率 1.3517 1.1968 1.0890 0.9513 0.8882 1.3884 1.2299 1.1149 0.9753 0.9105 1.4253 1.2576 1.1463 0.9993 0.9330 1.4631 1.2916 1.1731 1.0235 0.9529 1.5010 1.3209 1.1999 1.0446 0.9728 1.5327 1.3501 1.2226 1.0657 0.9899
计算结果： 各设备逐时能耗（耗电量、 耗煤量） 各设备逐时进出流量、水 温 各设备逐时能效 水泵逐时流量、扬程 系统全生命周期成本
综合能源系统模拟计算平台
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型 变频泵输配系统
G/G 1 100% 0 1
逐时负荷
Gmin/G
2 3
得到流量G后，根据 系统阻力特性曲线 求出扬程H
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
模拟计算平台功能需求分析
目标 完成系统中各用能设备的逐时能耗准确 计算和运行工况分析 操作方便快捷 适用范围广
使用方便快捷
常规设计参数 （容量、效率等）
适用范围广
典型能源系统形式
计算分析准确全面
输出各设备逐时能耗和 工况参数
模拟计算平台功能需求分析
计算案例
模拟计算平台的案例演示
计算案例
模拟计算平台的案例演示
计算案例
模拟计算平台的案例演示
计算案例
综合能源系统分项能耗
综合能源系统各子系统承担比例
总结
• 对燃气冷热电三联供+地源热泵+锅炉+冷水机组 的综合区域能源系统的能耗数学模型和模拟计算 方法进行研究。 • 模拟计算平台使用简便，能够大幅简化综合型区 域能源系统的设计计算过程，减少工作量，提高 计算效率。
北方区域供热、热电联产
技术和形式多样化
研究背景
综合能源系统 系统形式复杂 各系统存在耦合关系 系统能耗计算
难度高
仿真优化设计
模拟计算方法
相关模拟方法研 究较少 计算工作量大
对专业人员技术 水平要求高 简化计算准确度 低
模拟计算平台的开发 的必要性
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
• 模拟计算平台将进行更多能源形式系统的研究， 可以为今后的区域能源设计和研究工作提供工具。
PLR 100%
P
水泵曲线 工作点
系统阻力曲线
求出相似曲线特征值K，然 后根据工频特性曲线，采用 等效率法计算逐时相似工况 的综合效率 变频泵模型 逐时能耗
Q
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型 三联供系统
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型 地源热泵
额定制冷量、制热量、COP
系统性能文源系统的 模拟计算平台开发
乔镖 中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
研究背景
早期区域能源技术 区域能源技术的发展 可再生能源技术、余 热利用、三联供技术、 蓄能技术的区域级利 用 满足供冷供热需求