[发明专利]一种园区级综合能源系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种园区级综合能源系统及其控制方法，系统包括电能控制单元、热能控制单元、冷能控制单元、电热转换单元、电冷转换单元和热冷转换单元。方法包括设定规划目标、调研园区能源条件、明确园区内用户的用能选择、对园区内负荷进行预测、确定系统的拓扑结构、确定总体规划目标、配置设备容量、进行系统综合评估等过程。本发明提出的园区级综合能源系统及其控制方法是实现能量供需平衡的独立可控系统及方法，通过园区级综合能源系统内不同能源的协调，能够更大限度地挖掘系统间的互补优势。还有利于提高能源效率，降低能源成本，有利于可再生能源的大规模接入和高效利用，可以最大限度地利用可再生资源。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，具体涉及一种园区级综合能源系统及其控制方法。

背景技术

能源是人类社会经济发展的基础，是国家赖以生存发展的命脉。自工业革命以来，传统化石能源长期以来作为主要的能源形式，发挥着不可替代的重要作用。然而，诸如煤炭和石油等化石能源在燃烧过程中不可避免地带来了许多环境问题，且传统的化石能源属于不可再生资源，最终会消耗殆尽。因此随着传统化石能源的逐渐枯竭以及自然环境的逐步恶化，以化石能源为核心的能源生产消费模式已难以为继。因此，在人类对能源与日俱增的需求下，提高可再生能源在能源消耗总量中的比例和能源利用效率、降低污染物排放成为必然要求，能源的开发、转化和高效利用成为全世界共同关注的课题，促使了能源互联网和综合能源系统概念的提出。

能源互联网是一种能源利用体系，通过先进的电力电子技术、信息技术和智能管理技术，将能源的生产端、传输端和消费端的数以亿计的设施、系统和信息连接起来形成能源共享网络。其目的在于实现能源应用的多样性、数据化、智能化，实现能源的全生命周期投资和管理，有效整合产业链上下游各方资源，形成供需互动和交易。

综合能源系统是能源互联网概念下的一个分支，由社会供能网络和终端综合能源单元系统构成，是一种能源、信息、运输和其他支持系统的多系统融合，面向供热、制冷、氢气和电力供应等多种能源需求，是在系统中可以通过各种能源来实现有机集成的集成系统。以电能为主体形式，以智能电网为载体，并与智能气网、智能热网、电气化交通网紧密耦合的具有互联开放特性的能源共享网络，通过不可再生能源、可再生能源及冷、热、电、气、氢等方面的科学调度，实现能源的协调高效利用，最终满足用户对各种能源的需求，提高社会能源供应的安全性和可靠性。伴随着分布式发电、通信、能量转化、储能等技术和新型交易模式的飞速发展和应用，综合能源系统近年来得到了各国政府、学者和科研机构的广泛关注和发展。

能源互联网以电力系统为核心，与热、气、交通、信息等网络紧密耦合形成多网流系统，而综合能源系统正是能源互联网中实现能源转换、分配与有机协调的重要物理载体。综合能源系统的实现形式主要包括能源互联网、泛能网、能源集线器、微电网以及虚拟发电厂等。其中，微电网作为一个小型的电力系统，由分布式电源(光伏、风机、微型燃气轮机等)、储能、能量转换装置(DC/AC、DC/DC、DC/AC/DC等)、监控系统(SCADA)、保护装置以及本地负荷等汇集而成，具有运行方式灵活、对环境友好等优点，可以有效实现系统内的能量优化。在综合能源系统中，传统的电、气、热等能源形式不再各自独立，而是深度耦合，互相关联。

综合能源系统对比与智能电网呈现出以电力为枢纽的多能互补、源-网-荷-储协调、信息物理紧密耦合等特征。综合能源系统按覆盖范围可分为跨国、跨洲、跨省的广域综合能源系统和城市级、园区级的地域型综合能源系统。

广域综合能源系统的建设目标是将广泛地理区域内的碎片化能源整合聚集成以电、热、气为主要能量载体的能量供用整体，主要侧重于大规模远距离的可再生能源传输，可实现广域资源综合利用。在国家级乃至全球能源互联网的综合能源框架中，大型输电、气等系统作为骨干网架，主要起能源远距离传输的作用，以特高压交流技术、柔性直流技术、先进电力电子、信息物理系统等技术为核心，其能源系统间的互动关键是管理、法规、政策以及相应的市场机制。