CN107248032A - 一种区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及区域综合能源系统规划和发展水平的评估，具体涉及一种区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，包括对区域综合能源系统概念和特征的理解以及多种能源流转换传输的分析，考虑区域综合能源系统建设的各项内容，梳理多种能源流在不同环节中转换利用、储存分配的方式途径；在此基础之上，以评估区域综合能源系统的整体和部分环节的发展水平为目标，以配电系统为核心，设计综合评估指标体系的总体框架，确立构建能源侧、装置侧、配网侧和用户侧四个方面，耦合多元能源系统，筛选提取各个侧面对应的具体指标。该方法全面准确地反映出区域综合能源系统的发展水平，能够为我国区域综合能源系统的后续建设给出有效的指导意见。
Description
技术领域
本发明属于区域综合能源系统规划和发展水平的评估领域，尤其涉及一种区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法。
背景技术
区域级综合能源系统是进行广域能源综合分析的基础，也是综合能源系统特性的具体体现。区域范围指的是一个城市、城镇或地区。区域综合能源系统的综合评估涉及到其各个能源环节从规划建设到运行维护的各个方面，对区域综合能源系统进行评估有利于及时发现系统中的不合理、薄弱环节，并对其改造建设、优化运行方式给出合理的指导意见。受限于我国区域综合能源系统的建设进程和发展水平，现阶段对于区域综合能源系统的评估工作无法深入到每个环节构建详尽的各项指标；
现阶段关于区域综合能源系统的研究大多集中于技术开发、规划设计和稳态分析，涉及到评估方面的研究还相对较少。受限于我国综合能源系统的建设尚处于初始阶段，目前有关评估的工作大多集中于独立的能源系统，评估指标过分细化导致评估内容不够全面，评估体系缺乏完整性。具体表现在缺乏对区域综合能源系统的整体分析，缺少普遍适应性的指标；同时能源系统之间关联性小，忽略了其耦合关系，不能够全面地描述不同系统、环节之间能量流通的情况，难以上升到综合评估的水平，也不能称之为“综合能源”。
此外，现阶段对于区域能源系统的研究和评估的文献，大多基于 CCHP（热电冷联产系统），将重点集中于供冷和供热方面的性能；而事实上，应该以区域配电系统作为核心研究内容。能源的品位决定了其可用能源的所占比例，电能是最高品位的优质能源（其次是天然气和煤），能源转换效率高且污染小，具有其他能源难以比拟的优势。以配电系统为核心，综合其他形式能源联合运行，既契合当下能源互联网的核心思想，又有助于实现能源高效利用，提高区域综合能源系统的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种以配电系统为核心，耦合多元能源系统，从能源侧、装置侧、配网侧、用户侧四个方面提炼出具有普遍适应性指标，构建区域综合能源系统的综合评估指标体系的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，包括对区域综合能源系统概念和特征的理解以及多种能源流转换传输的分析，考虑区域综合能源系统建设的各项内容，梳理多种能源流在不同环节中转换利用、储存分配的方式途径；在此基础之上，以评估区域综合能源系统的整体和部分环节的发展水平为目标，以配电系统为核心，设计综合评估指标体系的总体框架，确立构建能源侧、装置侧、配网侧和用户侧四个方面，耦合多元能源系统，筛选提取各个侧面对应的具体指标。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法具体包括：
分析区域综合能源系统的特征；
区域综合能源系统内多种能源流转换传输；
设计指标体系的总体框架，确立构建能源侧、装置侧、配网侧和用户侧；
筛选提取各个侧面对应的具体指标。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述分析区域综合能源系统的特征包括：
分布式能源多样化形式接入；
多元能源系统优势互补、高效利用；
功能拓展性电力电子装置与集成标准化的能源接口设备；
灵活可靠的网络拓扑结构与运行方式；
个性化的需求侧管理。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述区域综合能源系统内多种能源流转换传输包括：
多种能源之间相互转换效率和方式；
能源转换所涉及到的设备装置；
储能方式和配网运行。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述筛选提取各个侧面对应的具体指标包括：
能源侧及其多种能源类指标；
装置侧及其各项装置设备指标；
配网侧及其运行建设指标；
用户侧及其用电体验指标。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述能源侧及其多种能源类指标包括：
能源转换效率系数，用于反映区域综合能源系统的能源利用效率；
可再生能源渗透率，用于表示区域综合能源系统的发展水平；
环境污染排放水平，用于表示在产能过程中对环境的污染程度；
能源经济性水平，用于表示能源系统的投入成本和收益之间的关系。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述装置侧及其各项装置设备指标包括：
设备利用率，用于表示设备的工作状态和生产效率；
装置故障率，用于表示装置运行的可靠性；
投资成本费用，用于表示投资运行的合理性；
装置使用寿命年限，用于表示设备的质量好坏和技术水平。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述配网侧及其运行建设指标包括：
配网负载率水平，用于表示配电系统的利用水平；
网络综合损耗，用于反映能源系统的能源损耗大小；
缓建效益能力，用于反映配电网投资成本和延缓其改造升级；
平均故障停电时间，用于表示配电网运行和供能的可靠性。
在上述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法中，所述用户侧及其用电体验指标包括：
能源质量，用于表示各类能源的供能质量；
用户舒适度，用于表示用户的用能体验；
主动削峰负荷量，用于反映需求侧响应的建设水平和用户的参与积极性；
智能电表普及度，用于反映用户侧需求响应的完善度。
本发明的有益效果是：本发明提供的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，从区域综合能源系统的概念和主要特征出发，详细分析多种能源流的转换利用情况，并在此基础上，以评估区域综合能源系统的发展水平为目的，以全面反映出区域综合能源系统的各项基本特征，覆盖区域综合能源系统的各个方面为基准，确定了能源从生产、转换、传输和利用等流程，并将区域综合能源系统设计为能源侧、装置侧、配网侧和用户侧这四大侧面，根据各个侧面的基本特征和作用，分别提炼筛选出能够反映其相关特征的普遍适应性指标，既能够从整体上对区域综合能源系统的发展情况进行把控，又可以评估区域综合能源系统的各个侧面、各个环节的具体发展水平。在此基础上，不仅考虑了多元能源的耦合利用和经济性水平，还考虑了环境污染等因素，并且将配网建设、能源损耗、设备寿命以及用户用能体验等内容纳入评估的范畴，力求做到合理有效、全面准确地反映出区域综合能源系统的发展水平，能够为我国区域综合能源系统的后续建设给出有效的指导意见。
附图说明
图1是本发明一个实施例区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法流程图；
图2是本发明一个实施例区域综合能源系统的综合评估指标体系；
图3是本发明一个实施例区域综合能源系统内部各种能源流转换传输过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本实施例采用以下技术方案来实现，一种区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，包括对区域综合能源系统概念和特征的理解以及多种能源流转换传输的分析，考虑区域综合能源系统建设的各项内容，梳理多种能源流在不同环节中转换利用、储存分配的方式途径；在此基础之上，以评估区域综合能源系统的整体和部分环节的发展水平为目标，以配电系统为核心，设计综合评估指标体系的总体框架，确立构建能源侧、装置侧、配网侧和用户侧四个方面，耦合多元能源系统，筛选提取各个侧面对应的具体指标。
进一步，所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法具体包括：
分析区域综合能源系统的特征；
区域综合能源系统内多种能源流转换传输；
设计指标体系的总体框架，确立构建能源侧、装置侧、配网侧和用户侧；
筛选提取各个侧面对应的具体指标。
进一步，所述分析区域综合能源系统的特征包括：
分布式能源多样化形式接入；
多元能源系统优势互补、高效利用；
功能拓展性电力电子装置与集成标准化的能源接口设备；
灵活可靠的网络拓扑结构与运行方式；
个性化的需求侧管理。
进一步，所述区域综合能源系统内多种能源流转换传输包括：
多种能源之间相互转换效率和方式；
能源转换所涉及到的设备装置；
储能方式和配网运行。
进一步，所述筛选提取各个侧面对应的具体指标包括：
能源侧及其多种能源类指标；
装置侧及其各项装置设备指标；
配网侧及其运行建设指标；
用户侧及其用电体验指标。
进一步，所述能源侧及其多种能源类指标包括：
能源转换效率系数，用于反映区域综合能源系统的能源利用效率；
可再生能源渗透率，用于表示区域综合能源系统的发展水平；
环境污染排放水平，用于表示在产能过程中对环境的污染程度；
能源经济性水平，用于表示能源系统的投入成本和收益之间的关系。
进一步，所述装置侧及其各项装置设备指标包括：
设备利用率，用于表示设备的工作状态和生产效率；
装置故障率，用于表示装置运行的可靠性；
投资成本费用，用于表示投资运行的合理性；
装置使用寿命年限，用于表示设备的质量好坏和技术水平。
进一步，所述配网侧及其运行建设指标包括：
配网负载率水平，用于表示配电系统的利用水平；
网络综合损耗，用于反映能源系统的能源损耗大小；
缓建效益能力，用于反映配电网投资成本和延缓其改造升级；
平均故障停电时间，用于表示配电网运行和供能的可靠性。
更进一步，所述用户侧及其用电体验指标包括：
能源质量，用于表示各类能源的供能质量；
用户舒适度，用于表示用户的用能体验；
主动削峰负荷量，用于反映需求侧响应的建设水平和用户的参与积极性；
智能电表普及度，用于反映用户侧需求响应的完善度。
具体实施时，一种区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，是建立在对区域综合能源系统概念和特征的充分理解以及多种能源传输流动的详细分析的基础上，全面考虑区域综合能源系统建设的各项内容，充分梳理多种能源流在不同环节中转换利用、储存分配的方式途径。在此基础之上，以评估区域综合能源系统的整体和部分环节的发展水平为目标，从以配电系统为核心，耦合多元能源系统，从能源侧、装置侧、配网侧、用户侧四个方面提炼出具有普遍适应性的指标，以解决当前综合能源系统的评估过于细化导致内容缺乏完整性，评估也不够准确的问题。由此构建了区域综合能源系统的综合评估指标体系，从整体上全面把握区域综合能源系统的发展情况。
而且，区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法包括：分析区域综合能源系统的主要特征；区域综合能源系统中多种能源流转换传输；四大侧面以及其具体指标。
而且，区域综合能源系统的主要特征包括：分布式能源多样化形式接入；多元能源系统优势互补、高效利用；功能拓展性电力电子装置与集成标准化的能源接口设备；灵活可靠的网络拓扑结构与运行方式；个性化的需求侧管理。
而且，区域综合能源系统中多种能源流转换传输包括：多种能源之间相互转换效率和方式；能源转换所涉及到的设备装置；储能方式和配网运行。
而且，区域综合能源系统的四大侧面以及其具体指标包括：能源侧及其多种能源类等指标；装置侧及其各项装置设备等指标；配网侧及其运行建设等指标；用户侧及其用电体验等指标。
并且，能源侧及其多种能源类等指标包括：能源转换效率系数，用于反映区域综合能源系统的能源利用效率；可再生能源渗透率，用于表示区域综合能源系统的发展水平；环境污染排放水平，用于表示在产能过程中对环境的污染程度；能源经济性水平，用于表示能源系统的投入成本和收益之间的关系。
并且，装置侧及其各项装置设备等指标包括：设备利用率，用于表示设备的工作状态和生产效率；装置故障率，用于表示装置运行的可靠性；投资成本费用，用于表示投资运行的合理性；装置使用寿命年限，用于表示设备的质量好坏和技术水平。
并且，配网侧及其运行建设等指标包括：配网负载率水平，用于表示配电系统的利用水平；网络综合损耗，用于反映能源系统的能源损耗大小；缓建效益能力，用于反映配电网投资成本和延缓其改造升级；平均故障停电时间，用于表示配电网运行和供能的可靠性。
并且，用户侧及其用电体验等指标包括：能源质量，用于表示各类能源的供能质量；用户舒适度，用于表示用户的用能体验；主动削峰负荷量，用于反映需求侧响应的建设水平和用户的参与积极性；智能电表普及度，用于反映用户侧需求响应的完善度。
如图1所示，本实施例的工作原理如下：
1. 区域综合能源系统的概念和主要特征。详细分析区域综合能源系统的基本概念，并归纳提炼出区域综合能源系统的主要特征。区域综合能源系统是综合能源系统的具体体现，是实现协调规划、多能互补、供需互动的有效途径。理论上来讲，区域综合能源系统是指以配电系统为核心，综合中低压天然气系统、城市交通系统、供冷/热/水系统等能源网络耦合互补，协调 “ 源-网-荷-储” 联合运行，将大数据信息技术和综合能量管理系统应用于多元能源的生产、传输、转换、存储等各个环节，通过协调优化手段实现多元能源高效经济、安全可靠地服务于用户。其主要特征包括了分布式能源多样化形式接入、多元能源系统优势互补和高效利用、功能拓展性电力电子装置与集成标准化的能源接口设备、灵活可靠的网络拓扑结构与运行方式、个性化的需求侧管理。
2. 多种能源流的转换传输。区域综合能源系统为实现多元能源综合利用提供了平台，通过对分布式发电能源、天然气、热能以及交通等多元能源进行充分融合和科学调度，能够实现不同能源之间高效利用、优势互补；通过合理优化协调多元能源系统，还有利于提高设备利用效率和用户的消费积极性，延缓配电系统建设，在保证系统稳定运行的同时达到最大经济效益。
3. 构建区域综合能源系统的综合评估指标体系框架。为了解决目前存在的问题和评估缺陷， 本文以配电系统为核心，耦合分布式能源、天然气、地热能、交通等用户侧四个方面提炼出具有普遍适应性的的指标 构建了区域综合能源系统的综合评估指标体系。
4. 筛选确定四个侧面的具体指标。如图2所示，从四大侧面分别入手，根据侧面各自的特征和范围，结合指标选取的基本原则，在保证指标的可取性和代表性的前提下，提取筛选了各个侧面下相应的具体指标，所选指标能够完整可靠地反映出侧面的特性。
如图3所示，描绘了区域综合能源系统内部各种能源流产生、传输、转换、分配以及用户端消费的全部过程，完整实现了能源之间的耦合优化、良好互动，体现了我国区域综合能源系统的发展方向。图3中双向箭头代表同一种能量的双向流动。区域综合能源系统的组成部分可以分为供能系统、配电网络、能量转换、能源储存环节、终端用户这几个部分。供能系统主要包括了可再生分布式电源、天然气、地热能、潮汐能等能源系统，负责能源的产生工作；配电网络的主要任务是完成对不同能源的稳定传输以及合理分配；不同能源耦合互动、相互转换，是通过诸如冷热联供机组、燃气轮机、锅炉、热泵等能源转换设备的合理运行策略实现的；能源储存环节则包括了电、气、热以及综合储能装置，能够完成削峰填谷、平抑能源波动的任务；终端用户通过需求侧响应合理消费能源的同时，也具备自主发电的能力，并将富余的电能竞价上网，获取更大的经济利益。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (9)
1.一种区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，包括对区域综合能源系统概念和特征的理解以及多种能源流转换传输的分析，考虑区域综合能源系统建设的各项内容，梳理多种能源流在不同环节中转换利用、储存分配的方式途径；在此基础之上，以评估区域综合能源系统的整体和部分环节的发展水平为目标，以配电系统为核心，设计综合评估指标体系的总体框架，确立构建能源侧、装置侧、配网侧和用户侧四个方面，耦合多元能源系统，筛选提取各个侧面对应的具体指标。
2.如权利要求1所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法具体包括：
分析区域综合能源系统的特征；
区域综合能源系统内多种能源流转换传输；
设计指标体系的总体框架，确立构建能源侧、装置侧、配网侧和用户侧；
筛选提取各个侧面对应的具体指标。
3.如权利要求2所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述分析区域综合能源系统的特征包括：
分布式能源多样化形式接入；
多元能源系统优势互补、高效利用；
功能拓展性电力电子装置与集成标准化的能源接口设备；
灵活可靠的网络拓扑结构与运行方式；
个性化的需求侧管理。
4.如权利要求2所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述区域综合能源系统内多种能源流转换传输包括：
多种能源之间相互转换效率和方式；
能源转换所涉及到的设备装置；
储能方式和配网运行。
5.如权利要求2所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述筛选提取各个侧面对应的具体指标包括：
能源侧及其多种能源类指标；
装置侧及其各项装置设备指标；
配网侧及其运行建设指标；
用户侧及其用电体验指标。
6.如权利要求5所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述能源侧及其多种能源类指标包括：
能源转换效率系数，用于反映区域综合能源系统的能源利用效率；
可再生能源渗透率，用于表示区域综合能源系统的发展水平；
环境污染排放水平，用于表示在产能过程中对环境的污染程度；
能源经济性水平，用于表示能源系统的投入成本和收益之间的关系。
7.如权利要求5所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述装置侧及其各项装置设备指标包括：
设备利用率，用于表示设备的工作状态和生产效率；
装置故障率，用于表示装置运行的可靠性；
投资成本费用，用于表示投资运行的合理性；
装置使用寿命年限，用于表示设备的质量好坏和技术水平。
8.如权利要求5所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述配网侧及其运行建设指标包括：
配网负载率水平，用于表示配电系统的利用水平；
网络综合损耗，用于反映能源系统的能源损耗大小；
缓建效益能力，用于反映配电网投资成本和延缓其改造升级；
平均故障停电时间，用于表示配电网运行和供能的可靠性。
9.如权利要求5所述的区域综合能源系统的综合评估指标体系构建方法，其特征在于，所述用户侧及其用电体验指标包括：
能源质量，用于表示各类能源的供能质量；
用户舒适度，用于表示用户的用能体验；
主动削峰负荷量，用于反映需求侧响应的建设水平和用户的参与积极性；
智能电表普及度，用于反映用户侧需求响应的完善度。
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|---|---|---|---|---|
| CN109063992A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-21 | 国网重庆市电力公司经济技术研究院 | 考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法 |
| CN112070395A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-11 | 四川华泰电气股份有限公司 | 能源互联网可靠性评估体系、模型建立方法和评估方法 |
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2017
- 2017-05-27 CN CN201710393825.8A patent/CN107248032A/zh not_active Withdrawn
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