CN105469217B - 一种能源互联网系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能源互联网架构模型，所述模型包括：能源输入层、能源供应转化层、能源输出层、微网及分布式电源。本发明整体考虑未来能源系统全部供能需求，实现多种能源间的替代和转化，通过先进信息技术构建统一的能源物理信息系统，在合理的商业模式下，发挥能源的综合利用优势，从而整体优化未来的能源供用，实现低碳节能环保的优化能源体系架构，满足未来能源应用需求。

Description

一种能源互联网系统
技术领域
本发明涉及泛在能源网供用领域，具体涉及一种能源互联网架构模型。
背景技术
能源互联网是未来能源供用体系的整体愿景，能源互联网基于先进互联网技术，以电能为核心的能源替代转化技术扩展了能源供用的优化范围。在电力行业中，微电网和分布式电源的发展，在能源系统中扮演重要角色的电网中出现了海量“发用电联合体”在满足自身负荷的需求外，具备了供应多余电能的能力。未来的能源供用体系中要考虑，数以亿计的人们将在自己家里、办公室里、工厂里生产出自己的绿色能源，并在能源互联网上与大家分享。对于这种大量分布的不同规模供电能力的管理和调度是电网企业面临的全新课题。同时，以电能为核心的能源间替代和转换技术的发展也将为不同种类能源间的替代和转换创造条件。技术条件支持下能源间的替代转化需要建立描述能源间等价替换的交易模型。目前国内外这方面研究不多，现有的模型对于能源供用体系内部的技术和市场信号变化无法通过灵敏度分析等方法进行精确分析，不方便进行精细化能源管理。
发明内容
本发明提出一种能源互联网系统，采用统一的连接和能源传递逻辑研究整体能源供用体系，可以从宏观精确研究能源体系中输入(消耗能源)和输出(能源应用)间的关系。对于能源供用体系内部的技术和市场信号变化可以通过灵敏度分析等方法进行精确分析，方便进行精细化能源管理。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种能源互联网系统，所述系统包括：能源输入层、能源供应转化层、能源输出层、微网及分布式电源。
优选的，所述能源输入层包含可再生能源输入、一次能源输入和燃气输入；
所述能源供应转化层包含热能集中供应、电能集中供应和电能转化；
所述能源输出层包含供热和供电；
所述微网及分布式电源用于反向供应电能。
进一步的，所述热能集中供应接受电能、燃气和其它一次能源输入并产生热能输出；
所述电能集中供应接受可再生能源输入、燃气输入和其它一次能源输入并产生电能输出；
所述电能转化接受电能输入，反向转化为燃气输出。
优选的，所述系统用公式描述如下式：
Figure GDA0002551739870000031
Figure GDA0002551739870000032
上式中：
Pe为用户获得电量总和；Po为用户向电网反向送电量；ηi为第i(i＝1，2，3…,N)种输入能源发电的转换效率；pi为第i(i＝1，2，3…,N)种输入用于发电能源的有效量；
Ph为用户获得热量总和；βh为用户基础热量系数；ηa为第a(a＝1，2，3，…,m)种输入能源供热的转换效率；pa为第a(a＝1，2，3,…,m)种输入用于供热能源的有效量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明整体考虑未来能源系统全部供能需求，实现多种能源间的替代和转化，通过先进信息技术构建统一的能源物理信息系统，在合理的商业模式下，发挥能源的综合利用优势，从而整体优化未来的能源供用，实现低碳节能环保的优化能源体系架构，满足未来能源应用需求。
本发明设计电、供热及供冷等形式的能源输入通过与信息等支撑系统有机融合，构成协同工作的现代“综合能源供给系统”。该系统内多种能源(化石能源、可再生能源)通过电、冷、热和储能等形式之间的协调调度供给，实现能源高效利用、满足用户多种能源应用需求、提高社会供能可靠性和安全性等目的；同时，通过多种能源系统的整体协调，还有助于消除能源供应瓶颈，提高各能源设备利用效率。
附图说明
附图1：本发明的能源互联网系统图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明构建“能源互联网系统”的主要目的是优化能源结构(更多应用新能源)、提高能源效率(发挥不同能源优势和新型负荷的技术优势)，从而改善用户体验。不同的能源对环境的影响不同，传统的能源供应体系中，特定的能源已经形成了相对稳定的消费市场，比如石油主要用于交通、化工、发电等行业；天然气则主要于日常生活、供热、发电、交通等领域。可再生能源目前几乎全部用来发电。一次能源长期以来形成了自身的产业链条，不同种类能源间互相补充空间有限。但是，电能可以充当不同能源间的桥梁。目前的可再生能源绝大部分转化为电能。如果通过电能用绿色可再生能源替换其他高污染一次能源，可以提高能源消费的整体环境友好程度。要实现这种能源的优化供给需要具备几个条件：①要具备不同种类能源间的(供求关系等)信息互通；②要具备能源输出互相替代的必要技术手段，即通过电能能够满足被替代能源消费主体的需求；③要能够给能源消费者清晰、及时的引导信号，吸引能源消费主体参与能源消费优化配置。具备以上技术条件，配合必要的技术手段，最终实现社会能源的整体优化利用。实现这一目的可以通过技术手段构建“能源互联网”。
一种能源互联网架构系统，所述系统包括：能源输入层、能源供应转化层、能源输出层、微网及分布式电源。
所述能源输入层包含可再生能源输入、一次能源输入和燃气输入；
所述能源供应转化层包含热能集中供应、电能集中供应和电能转化；
所述能源输出层包含供热和供电；
所述微网及分布式电源用于反向供应电能。
所述热能集中供应接受电能、燃气和其它一次能源输入并产生热能输出；
所述电能集中供应接受可再生能源输入、燃气输入和其它一次能源输入并产生电能输出；
所述电能转化接受电能输入，反向转化为燃气输出。
所述系统用公式描述如下式：
Figure GDA0002551739870000061
Figure GDA0002551739870000062
上式中：
Pe为用户获得电量总和；Po为用户向电网反向送电量；ηi为第i(i＝1，2，3…,N)种输入能源发电的转换效率；pi为第i(i＝1，2，3…,N)种输入用于发电能源的有效量；
Ph为用户获得热量总和；βh为用户基础热量系数(可以为0，为0时表示用户本身没有热量生产能力)；ηa为第a(a＝1，2，3，…,m)种输入能源供热的转换效率；pa为第a(a＝1，2，3,…,m)种输入用于供热能源的有效量。
公式(1)的物理含义为用户获得的电能总量等于所有电能供应环节电能输出之和加上用户侧微网反向送回的电能总量；
公式(2)的物理含义为用户获得的热量总和等于所有热能供应环节热量之和加上用户本身的热量基础。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种能源互联网系统，其特征在于，所述系统包括：能源输入层、能源供应转化层、能源输出层、微网及分布式电源；
所述系统用公式描述如下式：
Figure FDA0002566699800000011
Figure FDA0002566699800000012
上式中：
Pe为用户获得电量总和；Po为用户向电网反向送电量；ηi为第i种输入能源发电的转换效率；pi为第i种输入用于发电能源的有效量，i＝1，2，3…,N；
Ph为用户获得热量总和；βh为用户基础热量系数；ηa为第a种输入能源供热的转换效率；pa为第a种输入用于供热能源的有效量，a＝1，2，3,…,m；
公式(1)的物理含义为用户获得的电能总量等于所有电能供应环节电能输出之和加上用户侧微网反向送回的电能总量；
公式(2)的物理含义为用户获得的热量总和等于所有热能供应环节热量之和加上用户本身的热量基础。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能源输入层包含可再生能源输入、一次能源输入和燃气输入；
所述能源供应转化层包含热能集中供应、电能集中供应和电能转化；
所述能源输出层包含供热和供电；
所述微网及分布式电源用于反向供应电能。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述热能集中供应接受电能、燃气和其它一次能源输入并产生热能输出；
所述电能集中供应接受可再生能源输入、燃气输入和其它一次能源输入并产生电能输出；
所述电能转化接受电能输入，反向转化为燃气输出。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108053125A (zh) * 2017-11-18 2018-05-18 中国电力科学研究院有限公司 一种基于宏观管理的能源展现方法及系统
CN108600283A (zh) * 2017-11-18 2018-09-28 中国电力科学研究院有限公司 一种能源互联网信息共享架构及方法
CN108737563A (zh) * 2018-06-12 2018-11-02 合肥汇英科技有限公司 一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201758280U (zh) * 2010-04-13 2011-03-09 山东大学 新型能源互联网系统
CN102467121A (zh) * 2010-11-11 2012-05-23 新奥科技发展有限公司 泛能网的系统能效控制器及控制方法以及终端设备的控制方法
CN103595121A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 江苏省邮电规划设计院有限责任公司 一种数据中心与分布式能源相结合的能源综合利用方法
WO2014143908A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh System and method for energy distribution

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204497843U (zh) * 2015-02-26 2015-07-22 周锡卫 一种能源互联网的体系架构
CN204794125U (zh) * 2015-06-23 2015-11-18 国家电网公司 新型架构能源互联网系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201758280U (zh) * 2010-04-13 2011-03-09 山东大学 新型能源互联网系统
CN102467121A (zh) * 2010-11-11 2012-05-23 新奥科技发展有限公司 泛能网的系统能效控制器及控制方法以及终端设备的控制方法
WO2014143908A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh System and method for energy distribution
CN103595121A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 江苏省邮电规划设计院有限责任公司 一种数据中心与分布式能源相结合的能源综合利用方法

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