CN102915389A - 一种创新型分布式能源专项规划的编制方案 - Google Patents

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冯江华
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Abstract

本发明公开了一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，它涉及能源技术领域。它的输入数据模块(1)通过物理定律模块(2)、修正优化变量模块(8)与热功转换模块(3)相连，热功转换模块(3)通过物理定律模块(2)与一次能源模块(4)及输入数据模块（1）相连，能源约束模块(5)与一次能源模块(4)相连，一次能源模块(4)、成本及环境影响模块(6)、检验模块(7)和修正优化变量模块(8)依次相连，修正优化变量模块（8）与输入数据模块(1)和热功转换模块(3)相连，检验模块(7)还与输出模块(9)相连。本发明是一个分布式能源的多能源互补、多技术交叉配合、共同满足多种负荷需求的复杂能源系统，是节能减排最有效的途径之一，能满足多目标的要求；是达到经济性和节能环保多项目标的最优解决方案。

Description

一种创新型分布式能源专项规划的编制方案
技术领域
本发明涉及的是能源技术领域，具体涉及一种创新型分布式能源专项规划的编制方案。
背景技术
我国“十二五”期间分布式能源新兴产业开始进入规模化发展阶段。2011年10月国家发改委等四部委发表了文件“关于发展分布式能源的指导意见（发改能源【2011】2196号）”，提出了发展分布式能源重要意义、指导思想、基本原则、主要目标，政策措施。在政策措施的第一条款中提出“国家发展改革委、能源局根据能源总体规划及相关专项规划，会同住房城乡建设部等有关部门研究制定天然气分布式能源专项规划。各省、区、市和重点城市发改委和能源主管部门会同住房城乡建设主管部门同时制定本地区天然气分布式能源专项规划”。分布式能源是一门新兴产业，其专项规划与传统的能源规划有何不同？如何制定？本发明就是专利申请单位在多年研究与实践基础上提出了“一种创新型分布式能源专项规划的编制方案”。此方案是国内外首先提出、属于完全自主创新。
传统能源规划方案编制原则主要是满足能源的供求平衡关系，即根据规划期内社会经济发展对能源需求的增长来规划一、二次能源的开发利用。传统能源规划方案编制方法主要是以各能源行业的单项规划为基础，独立制定电力规划、热力规划、燃气规划等，相互之间没有密切的联系。传统能源规划主要是解决各单项能源系统各自的供求平衡（如电力系统平衡、热力系统平衡、燃气系统平衡）问题，因此可利用一般的能量平衡表为工具，只能进行静态规划。
从上所述可以看出，传统能源规划的编制方案的原则、方法和工具都有一定的缺陷，因此需要改进。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，分布式能源是一种多能源互补、多技术交叉配合、共同满足多种负荷需求的复杂能源系统，是节能减排最有效的途径之一，能满足多目标的要求；是达到经济性和节能环保多项目标的最优解决方案。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：它包含输入数据模块、物理定律模块、热功转换模块、一次能源模块、能源约束模块、成本及环境影响模块、检验模块、修正优化变量模块和输出模块，输入数据模块通过物理定律模块、修正优化变量模块与热功转换模块相连，热功转换模块通过物理定律模块与一次能源模块相连，能源约束模块与一次能源模块相连，一次能源模块、成本及环境影响模块、检验模块和修正优化变量模块依次相连，检验模块还与输出模块相连。
它的编制实施步骤为:(A) 项目下达和现场调研，包括调研社会经济、负荷需求、资源、技术财务的现状和规划期内的发展预测；(B)规定规划的目标，可以在不同的技术发展和政策发展条件下规定常规目标、跨越目标、政策目标三个不同等级的负荷需求增长目标；(C)建立能流网络的简化模型和程序模块设计模块；(D)进行方案计算及结果检验、控制迭代次数及迭代收敛后的后续计算，包括进一步的能源站的布局、能源站初步设计、与基础设施的衔接、及数据图表输出。
所述的步骤(C)中的程序模块是根据能流网络的简化模型而设计的。
所述的输入数据模块包括用户负荷、规划目标、选定的优化变量。
所述的一次能源模块是规划区内可用的各种一次能源，其可用量等约束条件由能源约束模块给定。
所述的成本及环境影响模块计算能源系统总成本及排放造成的环境影响。
所述的检验模块判断计算结果是否达到预定的规划目标。
所述的修正优化变量模块是计算未达到预定目标时，修正优化变量的比例并返回进行迭代计算；所述的修正优化变量模块采用随机搜寻优化算法。
本发明的规划方案的原则是满足多目标的要求，包括能源增长及节约能源、经济发展方式的转变、环境保护和生态平衡等多种因素，还要与规划区域现有的基础设施有机衔接。
本发明的编制方法必须考虑一次能源的梯级利用、清洁能源高效利用、可再生能源利用、储能及智能化系统，是一种多能源互补、多技术交叉配合、共同满足多种负荷需求的复杂能源系统。因此，分布式能源规划不能按传统方法独立制定行业的专项规划的旧模式，必须打破行业界限，采用全新的方法编制整体性规划。
本发明要进行多种能源互补交叉利用，共同满足能量与负荷之间的供求平衡，而且要进行能源系统整体优化，以达到经济性和节能环保多项目标的最优解决方案。因此，必须应用能流网络为工具，进行动态规划。能流网络为工具的动态规划程序模块就是本发明的核心模块，也是创新性的集中体现。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的能流网络简化模型图；
    图2为本发明的能流网络简化模型的程序模块图；
    图3为本发明的编制过程示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含输入数据模块1、物理定律模块2、热功转换模块3、一次能源模块4、能源约束模块5、成本及环境影响模块6、检验模块7、修正优化变量模块8和输出模块9，输入数据模块1通过物理定律模块2、修正优化变量模块8与热功转换模块3相连，热功转换模块3通过物理定律模块2与一次能源模块4相连，能源约束模块5与一次能源模块4相连，一次能源模块4、成本及环境影响模块6、检验模块7和修正优化变量模块8依次相连，检验模块7还与输出模块9相连。
它的编制实施步骤为:(A) 项目下达和现场调研，包括调研社会经济、负荷需求、资源、技术财务的现状和规划期内的发展预测；(B)规定规划的目标，可以在不同的技术发展和政策发展条件下规定常规目标、跨越目标、政策目标三个不同等级的负荷需求增长目标；(C)建立能流网络的简化模型和程序模块设计模块；(D)进行方案计算及结果检验、控制迭代次数及迭代收敛后的后续计算，包括进一步的能源站的布局、能源站初步设计、与基础设施的衔接、及数据图表输出。
所述的步骤(C)中的程序模块是根据能流网络的简化模型而设计的。
所述的输入数据模块1包括用户负荷、规划目标、选定的优化变量（本方案选择满足同一种电、热、冷负荷所用各种能源转化的比例为待求的优化变量）。
所述的一次能源模块4是规划区内可用的各种一次能源，其可用量等约束条件由能源约束模块5给定。
所述的成本及环境影响模块6计算能源系统总成本及排放造成的环境影响。
所述的检验模块7判断计算结果是否达到预定的规划目标。
所述的修正优化变量模块8是计算未达到预定目标时，修正优化变量的比例并返回进行迭代计算；所述的修正优化变量模块8采用随机搜寻优化算法。
本具体实施方式中的能流网络是指从一次能源，经过能量转化输运的过程，到用户负荷终端利用的网络化联系，其简化模型图1所示。左端的一列表示各类一次能源（如市电、垃圾焚烧可燃气、污水处理沼气、天然气、各种可再生能源等），中间的一列表示能量的转换装置（如垃圾焚烧炉、蒸汽锅炉、汽轮机、电空调、燃气锅炉、和其他可再生能源利用装置等），右端的一列表示各种用户负荷（如电负荷、热负荷、冷负荷、热水负荷等）。三个列之间的线段表示热力学过程，在这些过程中用物理定律把一次能源、转换装置、用户负荷相互联系为一个整体网络。用到的物理定律包括：能量守恒、质量守恒、过程效率、能量分配。其中的能量分配是指满足同一种用户负荷（如图中的热负荷2）可以有几种转化设备（如汽轮机、燃气锅炉、水源热泵、地源热泵四类装置）按一定比例共同供热。这个比例的确定是用程序中的优化子模块自动计算出来的。有了这个能流网络就可以利用数学算法（如矩阵法）进行整个能源系统的设计计算。计算过程由图2右端的用户负荷一列开始（因为能源系统设计首先要通过调查分析确定出用户的负荷需求，作为输入的已知数据），用矩阵解法向左计算出转化设备的一列，再向左计算出一次能源的一列。根据计算出的各种转化设备容量和各种一次能源的供应量，即可进一步估算出能源系统的成本、有害气体排放量，从而考察能源系统的经济性和节能减排效果。计算经过用循环迭代完成，迭代过程中的修正环节采用先进的随机搜寻优化算法。
本具体实施方式中的物理定律模块2是能源系统转换过程中必须遵守的物理定律的约束；热功转换模块3是能源转换过程所需的各种热功转换装置；输出模块9输出设计结果。
本具体实施方式的规划方案的原则是满足多目标的要求，包括能源增长及节约能源、经济发展方式的转变、环境保护和生态平衡等多种因素，还要与规划区域现有的基础设施有机衔接。
本具体实施方式的编制方法必须考虑一次能源的梯级利用、清洁能源高效利用、可再生能源利用、储能及智能化系统，是一种多能源互补、多技术交叉配合、共同满足多种负荷需求的复杂能源系统。因此，分布式能源规划不能按传统方法独立制定行业的专项规划的旧模式，必须打破行业界限，采用全新的方法编制整体性规划。
本具体实施方式要进行多种能源互补交叉利用，共同满足能量与负荷之间的供求平衡，而且要进行能源系统整体优化，以达到经济性和节能环保多项目标的最优解决方案。因此，必须应用能流网络为工具，进行动态规划。能流网络为工具的动态规划程序模块就是本发明的核心模块，也是创新性的集中体现。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，其特征在于，它包含输入数据模块(1)、物理定律模块(2)、热功转换模块(3)、一次能源模块(4)、能源约束模块(5)、成本及环境影响模块(6)、检验模块(7)、修正优化变量模块(8)和输出模块(9)，输入数据模块(1)通过物理定律模块(2)、修正优化变量模块(8)与热功转换模块(3)相连，热功转换模块(3)通过物理定律模块(2)与一次能源模块(4)相连，能源约束模块(5)与一次能源模块(4)相连，一次能源模块(4)、成本及环境影响模块(6)、检验模块(7)和修正优化变量模块(8)依次相连，检验模块(7)还与输出模块(9)相连；它的编制实施步骤为:
(A) 项目下达和现场调研，包括调研社会经济、负荷需求、资源、技术财务的现状和规划期内的发展预测；
(B)规定规划的目标，可以在不同的技术发展和政策发展条件下规定常规目标、跨越目标、政策目标三个不同等级的负荷需求增长目标；
(C)建立能流网络的简化模型和程序模块设计模块；
(D)进行方案计算及结果检验、控制迭代次数及迭代收敛后的后续计算，包括进一步的能源站的布局、能源站初步设计、与基础设施的衔接、及数据图表输出。
2.根据权利要求1所述的一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，其特征在于，所述的步骤(C)中的程序模块是根据能流网络的简化模型而设计的。
3.根据权利要求1所述的一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，其特征在于，所述的输入数据模块(1)包括用户负荷、规划目标、选定的优化变量。
4.根据权利要求1所述的一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，其特征在于，所述的一次能源模块(4)是规划区内可用的各种一次能源，其可用量等约束条件由能源约束模块(5)给定。
5.根据权利要求1所述的一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，其特征在于，所述的成本及环境影响模块(6)计算能源系统总成本及排放造成的环境影响。
6.根据权利要求1所述的一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，其特征在于，所述的检验模块(7)判断计算结果是否达到预定的规划目标。
7.根据权利要求1所述的一种创新型分布式能源专项规划的编制方案，其特征在于，所述的修正优化变量模块(8)是计算未达到预定目标时，修正优化变量的比例并返回进行迭代计算；所述的修正优化变量模块(8)采用随机搜寻优化算法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103982299A (zh) * 2014-04-02 2014-08-13 北京恩耐特分布能源技术有限公司 一种基于资源综合利用的新型城镇供能系统及其优化方法
CN104881712A (zh) * 2015-05-19 2015-09-02 上海电力学院 多能互补分布式能源系统及其设备配置与运行优化方法
CN105243504A (zh) * 2015-10-19 2016-01-13 北京恩耐特分布能源技术有限公司 一种基于互联网分布式能源管理系统
CN105279355A (zh) * 2014-07-03 2016-01-27 中国科学院上海高等研究院 一种园区型多能源互补分布式能源系统的能源调度实现方法
CN107665377A (zh) * 2017-09-20 2018-02-06 国网天津市电力公司 一种多源耦合的综合能源系统规划方法
CN109376406A (zh) * 2018-09-29 2019-02-22 广州供电局有限公司 供能系统超结构模型、建模方法、计算机设备和存储介质
CN112580994A (zh) * 2020-12-23 2021-03-30 华北电力大学 含分布式能源接入的园区综合能源系统规划方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1945472A (zh) * 2006-11-03 2007-04-11 冯江华 冷热电三联供能源供应系统的集中优化控制方法
CN102073272A (zh) * 2011-02-24 2011-05-25 北京恩耐特分布能源技术有限公司 一种分布式能源整体规划优化的系统及其优化方法
US20120031101A1 (en) * 2009-01-23 2012-02-09 Alstom Technology Ltd Gas turbine with flow separation and recirculation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1945472A (zh) * 2006-11-03 2007-04-11 冯江华 冷热电三联供能源供应系统的集中优化控制方法
US20120031101A1 (en) * 2009-01-23 2012-02-09 Alstom Technology Ltd Gas turbine with flow separation and recirculation
CN102073272A (zh) * 2011-02-24 2011-05-25 北京恩耐特分布能源技术有限公司 一种分布式能源整体规划优化的系统及其优化方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103982299A (zh) * 2014-04-02 2014-08-13 北京恩耐特分布能源技术有限公司 一种基于资源综合利用的新型城镇供能系统及其优化方法
CN105279355A (zh) * 2014-07-03 2016-01-27 中国科学院上海高等研究院 一种园区型多能源互补分布式能源系统的能源调度实现方法
CN105279355B (zh) * 2014-07-03 2017-12-29 中国科学院上海高等研究院 一种园区型多能源互补分布式能源系统的能源调度实现方法
CN104881712A (zh) * 2015-05-19 2015-09-02 上海电力学院 多能互补分布式能源系统及其设备配置与运行优化方法
CN105243504A (zh) * 2015-10-19 2016-01-13 北京恩耐特分布能源技术有限公司 一种基于互联网分布式能源管理系统
CN107665377A (zh) * 2017-09-20 2018-02-06 国网天津市电力公司 一种多源耦合的综合能源系统规划方法
CN109376406A (zh) * 2018-09-29 2019-02-22 广州供电局有限公司 供能系统超结构模型、建模方法、计算机设备和存储介质
CN112580994A (zh) * 2020-12-23 2021-03-30 华北电力大学 含分布式能源接入的园区综合能源系统规划方法

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