CN108119891A - 一种分布式能源热电联产多变量控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种分布式能源热电联产多变量控制系统和方法，该系统包括：第一控制单元，用于采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；第二控制单元，用于采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；通过该实施例方案，实现了根据负荷变化协调各个机组运行模式，保证了系统适应不同工况要求，安全、稳定、高效运行。

Description

一种分布式能源热电联产多变量控制系统和方法

技术领域

本发明实施例涉及供热技术，尤指一种分布式能源热电联产多变量控制系统和方法。

背景技术

热电联产(CHP)是从同一燃料中产生热与电。CHP有很多形式，涉及诸多技术，但是总体上都是基于发电与热回收的整合系统。通过从电力生产中输出热，应用于加热或工业，CHP厂通常可使75-80％的化石燃料转化为有效能量，最现代化的CHP厂的效率达到90％以上。作为分布式能源系统中的重要动力装置，以天然气为燃料的燃气轮机热电联产技术近年来发展迅速，该系统不仅产出电能，还将发电后低品味的余热用来供热，大大提高了能源利用率，具有良好的社会效益、节能效益和环境效益。燃气轮机热电联产系统既可以单独使用，为区域同时提供热、电两种能量；更可作为分布式电源的一种，以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。

对于热电联产，要解决的最关键问题就是尽可能满足用户在不同时段对热电的需求变化，也就是要合理解决联产系统热电产出比和用户对热电的需求比之间的矛盾，以使联产系统达到最佳的一次能源利用效率，尤其是存在多个分布式电源的能源系统中，需要协调各个机组的运行模式，还要考虑供热的滞后性以及负荷变化所带来的不利影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种分布式能源热电联产多变量控制系统，能够根据负荷变化协调各个机组运行模式，保证系统适应不同工况要求，安全、稳定、高效运行。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种分布式能源热电联产多变量控制系统，该系统包括：第一控制单元和第二控制单元；

第一控制单元，用于采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；

第二控制单元，用于采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；

其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；余热蒸汽锅炉用于根据发电机组产生的烟气产生蒸汽能量；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

可选地，第一控制单元包括：依次相连的第一采集模块、第一处理模块和第一控制模块；

第一采集模块，用于采集余热蒸汽锅炉以及蒸汽管网的第一能源数据；

第一处理模块，用于根据第一能源数据计算蒸汽锅炉的控制分量和蓄热装置的控制分量；

第一控制模块，用于分别根据蒸汽锅炉的控制分量和蓄热装置的控制分量对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制。

可选地，

第一能源数据包括：蒸汽管网的蒸汽压力、蒸汽管网总流量和余热蒸汽锅炉输出的余热锅炉蒸汽流量。

可选地，第一处理模块包括：

蒸汽管网压力控制器，用于计算蒸汽管网蒸汽压力的反馈控制分量；

蒸汽管网总流量补偿器，用于计算蒸汽管网蒸汽压力的第一前馈控制分量；

余热锅炉蒸汽流量补偿器，用于计算蒸汽管网蒸汽压力的第二前馈控制分量；

第一计算器，用于根据蒸汽管网蒸汽压力的反馈控制分量、第一前馈控制分量、第二前馈控制分量以及预设的第一算法进行第一控制量计算；

第一分程控制器，用于根据计算出的第一控制量获取蒸汽锅炉的控制分量；

第二分程控制器，用于根据计算出的第一控制量获取蓄热装置的控制分量。

可选地，第一控制模块包括：

第一控制器，与第一分程控制器相连，用于根据蒸汽锅炉的控制分量以及反馈获得的蒸汽锅炉产生的蒸汽流量对蒸汽锅炉实施控制；

第二控制器，与第二分程控制器相连，用于根据蓄热装置的控制分量以及反馈获得的蓄热装置的蓄热蒸汽流量对蓄热装置实施控制。

可选地，第二控制单元包括：相互连接的第二采集模块和第二处理模块；

第二采集模块，用于采集蒸汽设备的第二能源数据；蒸汽设备包括：余热蒸汽锅炉、蒸汽锅炉和蓄热装置；

第二处理模块，用于根据采集的第二能源数据计算发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制。

可选地，第二能源数据包括：余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量以及蓄热装置的蓄热蒸汽流量。

可选地，第二处理模块包括：

第二计算器，用于根据余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量、蓄热装置的蓄热蒸汽流量计算输出的总蒸汽流量；

第三计算器，用于根据输出的总蒸汽流量以及预设的第二算法进行第二控制量计算；

信号选择器，用于根据计算出的第二控制量、信号选择器的反馈信号以及开关量信号获取发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对所述发电机组进行控制。

本发明实施例还提供了一种分布式能源热电联产多变量控制方法，该方法包括：

采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据该控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；以及，

采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；

其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；余热蒸汽锅炉用于根据发电机组产生的烟气产生蒸汽能量；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

可选地，第一能源数据包括：蒸汽管网的蒸汽压力、蒸汽管网总流量和余热锅炉蒸汽流量；

蒸汽设备包括：余热蒸汽锅炉、蒸汽锅炉和蓄热装置；

第二能源数据包括：余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量以及蓄热装置的蓄热蒸汽流量。

本发明实施例包括：第一控制单元，用于采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；第二控制单元，用于采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；余热蒸汽锅炉用于根据发电机组产生的烟气产生蒸汽能量；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。通过该实施例方案，实现了根据负荷变化协调各个机组运行模式，保证了系统能够适应不同工况要求，安全、稳定、高效运行。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。

图1为本发明实施例的分布式能源热电联产多变量控制系统简单结构示意图；

图2为本发明实施例的第一控制单元结构示意图；

图3为本发明实施例的第二控制单元结构示意图；

图4为本发明实施例的蒸汽能源供应系统示意图；

图5为本发明实施例的分布式能源热电联产多变量控制系统详细结构示意图示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种分布式能源热电联产多变量控制系统，如图1所示，该系统包括：第一控制单元1和第二控制单元2；

第一控制单元1，用于采集余热蒸汽锅炉Y2以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉Y3和蓄热装置Y4的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉Y3和蓄热装置Y4进行控制；

第二控制单元2，用于采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据第二能源数据进行处理，以生成发电机组Y1的控制量，并根据发电机组Y1的控制量对发电机组Y1进行控制；

其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉Y3用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组Y1用于通过燃气进行发电；余热蒸汽锅炉Y2用于根据发电机组Y1产生的烟气产生蒸汽能量；蓄热装置Y4用于在蒸汽锅炉Y3和余热蒸汽锅炉Y2产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

在本发明实施例中，如图2所示，为本发明实施例的蒸汽能源供应系统示意图。其中，发电机组Y1和蒸汽锅炉Y3分别与燃气管道相连，发电机组Y1可以通过燃气进行发电，蒸汽锅炉Y3可以通过燃气产生蒸汽能源，在蒸汽锅炉Y3与燃气管道的连通通路中设置有控制阀VFb。由于发电机组Y1可以通过燃气进行发电过程中会产生烟气，为了使得该烟气得到充分利用，可以设置余热蒸汽锅炉Y2，该余热蒸汽锅炉Y2用于根据发电机组Y1产生的烟气产生蒸汽能量。

在本发明实施例中，基于上述的蒸汽能源供应系统，在各个能源用户，如用户1、用户2、……、用户m对蒸汽能源需求较大时，可以控制余热蒸汽锅炉Y2和蒸汽锅炉Y3增加蒸汽产生量，从而满足用户需求；然而，当用户对蒸汽能源需求较小时，可以控制余热蒸汽锅炉Y2和蒸汽锅炉Y3减小蒸汽产生量。然而对于整个系统来说，任何控制均存在一定的反应时间，因此，在该反应时间内未及时供应能量或者余热蒸汽锅炉Y2和蒸汽锅炉Y3已经产生了过剩的能量，均会使得用户体验较差，不能实现合理供能。基于上述原因，可以设置蓄热装置Y4。蓄热装置Y4分别与余热蒸汽锅炉Y2和蒸汽锅炉Y3相连，用于在蒸汽锅炉Y3和余热蒸汽锅炉Y2产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

在本发明实施例中，基于上述内容，提供了一种基于上述蒸汽能源供应系统的多变量控制系统，可以分别通过两个控制单元分别采集不同的能源数据，从而实现对该蒸汽能源供应系统中的发电机组Y1、蒸汽锅炉Y3和蓄热装置Y4的闭环控制。其中，通过对发电机组Y1的控制可以间接实现对余热蒸汽锅炉Y2的控制。

可选地，如图3、图5所示，第一控制单元1可以包括：依次相连的第一采集模块11、第一处理模块12和第一控制模块13；

第一采集模块11，用于采集余热蒸汽锅炉以及蒸汽管网的第一能源数据。

可选地，第一能源数据可以包括：蒸汽管网的蒸汽压力P、蒸汽管网总流量Ft和余热蒸汽锅炉Y2输出的余热锅炉蒸汽流量Fchp。

第一处理模块12，用于根据第一能源数据计算蒸汽锅炉的控制分量和蓄热装置的控制分量。

可选地，第一处理模块12可以包括：

蒸汽管网压力控制器A1，用于根据蒸汽管网的蒸汽压力P计算蒸汽管网蒸汽压力的反馈控制分量；

蒸汽管网总流量补偿器A2，用于根据蒸汽管网总流量Ft计算蒸汽管网蒸汽压力的第一前馈控制分量；

余热锅炉蒸汽流量补偿器A3，用于根据余热锅炉蒸汽流量Fchp计算蒸汽管网蒸汽压力的第二前馈控制分量；

第一计算器C1，用于根据蒸汽管网蒸汽压力的反馈控制分量、第一前馈控制分量、第二前馈控制分量以及预设的第一算法进行第一控制量计算；

第一分程控制器A4，用于根据计算出的第一控制量获取蒸汽锅炉的控制分量；

第二分程控制器A5，用于根据计算出的第一控制量获取蓄热装置的控制分量。

在本发明实施例中，蒸汽管网压力控制器A1、蒸汽管网总流量补偿器A2和余热锅炉蒸汽流量补偿器A3均可以根据预设算法对各个分量进行计算，并且对于具体计算方法不做限制。例如，该预设算法可以包括但不限于PID算法(比例-积分-微分算法)或PD算法(比例-微分算法)，可以根据具体应用场景自行定义其控制算法。

在本发明实施例中，蒸汽管网压力控制器A1的输出可以记为A1O，蒸汽管网总流量补偿器A2的输出可以记为A2O，余热锅炉蒸汽流量补偿器A3的输出可以记为A3O，分别作为第一计算器C1的输入1、输入2和输入3。

在本发明实施例中，该第一算法可以为求和计算，即计算输入1、输入2和输入3的和。并将输入1、输入2和输入3的和作为第一计算器C1的输出C1O，即第一控制量为C1O。

在本发明实施例中，第一计算器C1的输出分别与第一分程控制器A4和第二分程控制器A5的输入端相连。第一计算器C1的输出C1O作为第一分程控制器A4和第二分程控制器A5的输入。

在本发明实施例中，第一分程控制器A4可以根据计算出的第一控制量C1O获取蒸汽锅炉Y3的控制分量。其中，该蒸汽锅炉Y 3的控制分量(即第一分程控制器A4的输出A4O)与其输入(C1O)可以呈线性关系。例如，A4O＝a*C1O+b；其中，a为线性系数，b为常数。根据该线性关系可以使得C1O满足50％～100％的变化情况时，使得A4O满足0％*Fbe～100％*Fbe的变化范围，该Fbe为蒸汽锅炉Y 3的额定蒸汽流量。

在本发明实施例中，第一分程控制器A4的输出A4O与其输入(C1O)包括但不限于呈线性关系，可以根据具体应用场景自行定义其输入输出关系。

在本发明实施例中，第二分程控制器A5可以根据计算出的第一控制量C1O获取蓄热装置Y4的控制分量。其中，该蓄热装置Y4的控制分量(即第二分程控制器A5的输出A5O)与其输入(C1O)可以呈线性关系。例如，A5O＝c*C1O+d；其中，c为线性系数，d为常数。根据该线性关系可以使得C1O满足0～50％的变化情况时，使得A5O满足100％*Fse～0％*Fse的变化范围，该Fse为蓄热装置Y4的额定蒸汽流量。

在本发明实施例中，第二分程控制器A5的输出A5O与其输入(C1O)包括但不限于呈线性关系，也可以为非线性关系，可以根据具体应用场景自行定义其输入输出关系。

第一控制模块13，用于分别根据蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制。

可选地，第一控制模块13可以包括：

第一控制器A6，与第一分程控制器A4相连，用于根据蒸汽锅炉Y3的控制分量以及反馈获得的蒸汽锅炉产生的蒸汽流量对蒸汽锅炉Y3实施控制；

第二控制器A7，与第二分程控制器A5相连，用于根据蓄热装置Y4的控制分量以及反馈获得的蓄热装置的蓄热蒸汽流量对蓄热装置Y4实施控制。

在本发明实施例中，第一分程控制器A4的输出A4O是第一控制器A6(即锅炉负荷控制器)的给定输入，锅炉蒸汽流量Fb是第一控制器A6的测量输入，第一控制器A6可以采用预设算法，如PID算法，对该给定输入A4O和测量输入Fb进行运算，以获得蒸汽锅炉Y3的控制算法。第一控制器A6的输出A6O可以连接到蒸汽锅炉Y3的燃气调节阀VFb上，通过对VFb的控制实现对蒸汽锅炉Y3的控制。

在本发明实施例中，第二分程控制器A5的输出A5O是第二控制器A7(即蓄热装置控制器)的给定输入，蓄热装置流量Fs是第二控制器A7的测量输入，第二控制器A7可以采用预设算法，如PID算法，对该给定输入A5O和测量输入Fs进行运算，以获得蓄热装置Y4的控制算法。第二控制器A7的输出A7O可以连接到蓄热装置Y4的蒸汽调节阀VFs上，通过对VFs的控制实现对蓄热装置Y4的控制。

在本发明实施例中，上述的预设算法包括但不限于PID算法，可以根据具体应用场景自行定义其控制算法。

可选地，如图4、图5所示，第二控制单元2可以包括：相互连接的第二采集模块21和第二处理模块22；

第二采集模块21，用于采集蒸汽设备的第二能源数据；蒸汽设备包括：余热蒸汽锅炉、蒸汽锅炉和蓄热装置；

可选地，第二能源数据可以包括但不限于：余热锅炉蒸汽流量Fchp、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量Fb以及蓄热装置的蓄热蒸汽流量Fs。

在本发明实施例中，预先可以分别在余热蒸汽锅炉、蒸汽锅炉和蓄热装置等蒸汽设备处设置相应的数据采集装置，以对各个蒸汽设备的能源数据进行采集。对于具体的采集装置和设备不做限制，例如，可以包括流量计。

第二处理模块22，用于根据采集的第二能源数据计算发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制。

可选地，第二处理模块22可以包括：

第二计算器B1，用于根据余热锅炉蒸汽流量Fchp、蒸汽锅炉Y3产生的蒸汽流量Fb、蓄热装置的蓄热蒸汽流量Fs计算输出的总蒸汽流量。

第三计算器B2，用于根据输出的总蒸汽流量以及预设的第二算法进行第二控制量计算；

信号选择器S2，用于根据计算出的第二控制量、信号选择器S2的反馈信号以及开关量信号获取发电机组Y1的控制量，并根据发电机组的控制量对所述发电机组进行控制。

在本发明实施例中，余热锅炉蒸汽流量Fchp、蒸汽锅炉蒸汽流量Fb以及蓄热装置Y4的蓄热蒸汽流量Fs分别作为第二计算器B1的输入1、输入2和输入3，第二计算器B1对该输入1、输入2和输入3的算法可以包括求和运算，例如，第二计算器B1的输出B1O可以是：B1O＝Fchp+Fb-Fs。

在本发明实施例中，第二计算器B1的输出B1O是第三计算器B2的输入，第三计算器B2的输出B2O与其输入(即第二计算器B1的输出B1O)可以呈线性。例如，B2O＝e*C1O+f；其中，e为线性系数，f为常数。根据该线性关系可以使得B1O满足0％*Fchpe～100％*Fchpe的变化情况时，使得对应的B2O满足0％*Pee～100％*Pee的变化范围，其中该Fchpe为余热锅炉额定蒸汽流量，Pee为发电机组功率。

在本发明实施例中，第三计算器B2的输出B2O与其输入(B1O)包括但不限于呈线性关系，也可以为非线性关系，可以根据具体应用场景自行定义其输入输出关系。

在本发明实施例中，第三计算器B2的输出B2O以及信号选择器S2的输出Pesp分别是信号选择器S2的输入1和输入2。信号选择器S2还可以包括输入3，如开关量信号Stc；当预设时间tc(例如：tc＝600秒)到时，Stc的状态为ON，并在下一个时刻自动复位成OFF，当Stc的状态为ON时，信号选择器S2的输出为信号选择器S2的输入1，否则信号选择器S2的输出为信号选择器S2的输入2。S2的输出Pesp作为发电机组Y1的控制量。

在本发明实施例中，该预设的第二算法可以包括但不限于上述的开关控制算法，可以根据不同的应用场景自行定义，对于其具体算法不做限制，任何能够实现获取到发电机组Y1的控制量的算法均在本发明实施例的保护范围之内。信号选择器S2可以直接与发电机组相连接，信号选择器S2的输出Pesp直接用于发电机组的负荷指令作用于发电机组，以实现对发电机组的控制。

本发明实施例还提供了一种分布式能源热电联产多变量控制方法，该方法包括：

采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据该控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；以及，

采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；

其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；余热蒸汽锅炉用于根据发电机组产生的烟气产生蒸汽能量；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

可选地，第一能源数据包括：蒸汽管网的蒸汽压力、蒸汽管网总流量和余热锅炉蒸汽流量；

蒸汽设备包括：余热蒸汽锅炉、蒸汽锅炉和蓄热装置；

第二能源数据包括：余热锅炉蒸汽流量、蒸汽锅炉产生的蒸汽流量以及蓄热装置的蓄热蒸汽流量。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的分布式能源热电联产多变量控制方法。

本发明实施例包括：第一控制单元，用于采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据控制分量分别对蒸汽锅炉和蓄热装置进行控制；第二控制单元，用于采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据发电机组的控制量对发电机组进行控制；其中，蒸汽管网用于向能源用户提供蒸汽能源；蒸汽锅炉用于通过燃气产生蒸汽能源；发电机组用于通过燃气进行发电；余热蒸汽锅炉用于根据发电机组产生的烟气产生蒸汽能量；蓄热装置用于在蒸汽锅炉和余热蒸汽锅炉产生的蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。通过该实施例方案，实现了根据负荷变化协调各个机组运行模式，保证了系统能够适应不同工况要求，安全、稳定、高效运行。

本发明实施例至少包括以下优势：

1、所述分布式能源热电联产多变量控制系统采用分程控制策略对锅炉负荷和蓄热装置进行闭环控制，能够有效建立系统的热力平衡，满足热负荷的需要，并可将多余的热通过蓄能进行收集，避免能源的浪费；

2、采用蒸汽管网压力、蒸汽管网总流量、余热锅炉蒸汽流量构成的多变量前馈-反馈控制策略，能够有效克服发电机组功率调整所引发的余热锅炉蒸汽流量变化对管网压力的不利影响，同时也能够有效克服蒸汽管网负荷变动对管网压力的不利影响。

3、所述分布式能源热电联产多变量控制系统根据余热锅炉蒸汽流量，燃气锅炉蒸汽流量，蓄热装置蒸气流量，定期调整发电机组的负荷，以此方式实现的以热定电控制，不仅满足了多能源生产的协同要求，而且通过减少发电机组的调整频率，提高了发电机组运行的安全稳定性。

虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一控制单元和第二控制单元；

所述第一控制单元，用于采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据所述第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据所述控制分量分别对所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置进行控制；

所述第二控制单元，用于采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据所述第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据所述发电机组的控制量对所述发电机组进行控制；

其中，所述蒸汽管网用于向所述能源用户提供蒸汽能源；所述蒸汽锅炉用于通过燃气产生所述蒸汽能源；所述发电机组用于通过燃气进行发电；所述余热蒸汽锅炉用于根据所述发电机组产生的烟气产生所述蒸汽能量；所述蓄热装置用于在所述蒸汽锅炉和所述余热蒸汽锅炉产生的所述蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

2.根据权利要求1所述的分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述第一控制单元包括：依次相连的第一采集模块、第一处理模块和第一控制模块；

所述第一采集模块，用于采集所述余热蒸汽锅炉以及所述蒸汽管网的第一能源数据；

所述第一处理模块，用于根据所述第一能源数据计算所述蒸汽锅炉的控制分量和所述蓄热装置的控制分量；

所述第一控制模块，用于分别根据所述蒸汽锅炉的控制分量和所述蓄热装置的控制分量对所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置进行控制。

3.根据权利要求2所述的分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述第一能源数据包括：所述蒸汽管网的蒸汽压力、蒸汽管网总流量和所述余热蒸汽锅炉输出的余热锅炉蒸汽流量。

4.根据权利要求3所述的分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述第一处理模块包括：

蒸汽管网压力控制器，用于计算所述蒸汽管网蒸汽压力的反馈控制分量；

蒸汽管网总流量补偿器，用于计算所述蒸汽管网蒸汽压力的第一前馈控制分量；

余热锅炉蒸汽流量补偿器，用于计算所述蒸汽管网蒸汽压力的第二前馈控制分量；

第一计算器，用于根据所述蒸汽管网蒸汽压力的所述反馈控制分量、所述第一前馈控制分量、所述第二前馈控制分量以及预设的第一算法进行第一控制量计算；

第一分程控制器，用于根据计算出的所述第一控制量获取所述蒸汽锅炉的控制分量；

第二分程控制器，用于根据计算出的所述第一控制量获取所述蓄热装置的控制分量。

5.根据权利要求4所述的分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述第一控制模块包括：

第一控制器，与所述第一分程控制器相连，用于根据所述蒸汽锅炉的控制分量以及反馈获得的所述蒸汽锅炉产生的蒸汽流量对所述蒸汽锅炉实施控制；

第二控制器，与所述第二分程控制器相连，用于根据所述蓄热装置的控制分量以及反馈获得的所述蓄热装置的蓄热蒸汽流量对所述蓄热装置实施控制。

6.根据权利要求3所述的分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述第二控制单元包括：相互连接的第二采集模块和第二处理模块；

所述第二采集模块，用于采集所述蒸汽设备的第二能源数据；所述蒸汽设备包括：所述余热蒸汽锅炉、所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置；

所述第二处理模块，用于根据采集的所述第二能源数据计算所述发电机组的控制量，并根据所述发电机组的控制量对所述发电机组进行控制。

7.根据权利要求6所述的分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述第二能源数据包括：所述余热锅炉蒸汽流量、所述蒸汽锅炉产生的蒸汽流量以及所述蓄热装置的蓄热蒸汽流量。

8.根据权利要求7所述的分布式能源热电联产多变量控制系统，其特征在于，所述第二处理模块包括：

第二计算器，用于根据所述余热锅炉蒸汽流量、所述蒸汽锅炉产生的蒸汽流量、所述蓄热装置的蓄热蒸汽流量计算输出的总蒸汽流量；

第三计算器，用于根据所述输出的总蒸汽流量以及预设的第二算法进行第二控制量计算；

信号选择器，用于根据计算出的所述第二控制量、信号选择器的反馈信号以及开关量信号获取所述发电机组的控制量，并根据所述发电机组的控制量对所述发电机组进行控制。

9.一种分布式能源热电联产多变量控制方法，其特征在于，所述方法包括：

采集余热蒸汽锅炉以及能源用户的蒸汽管网的第一能源数据，并根据所述第一能源数据进行处理，以分别生成蒸汽锅炉和蓄热装置的控制分量，并根据所述控制分量分别对所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置进行控制；以及，

采集蒸汽设备的第二能源数据，并根据所述第二能源数据进行处理，以生成发电机组的控制量，并根据所述发电机组的控制量对所述发电机组进行控制；

其中，所述蒸汽管网用于向所述能源用户提供蒸汽能源；所述蒸汽锅炉用于通过燃气产生所述蒸汽能源；所述发电机组用于通过燃气进行发电；所述余热蒸汽锅炉用于根据所述发电机组产生的烟气产生所述蒸汽能量；所述蓄热装置用于在所述蒸汽锅炉和所述余热蒸汽锅炉产生的所述蒸汽能源过剩时对多余的蒸汽能源进行存储。

10.如权利要求9所述的分布式能源热电联产多变量控制方法，其特征在于，

所述第一能源数据包括：所述蒸汽管网的蒸汽压力、所述蒸汽管网总流量和所述余热锅炉蒸汽流量；

所述蒸汽设备包括：所述余热蒸汽锅炉、所述蒸汽锅炉和所述蓄热装置；

所述第二能源数据包括：所述余热锅炉蒸汽流量、所述蒸汽锅炉产生的蒸汽流量以及所述蓄热装置的蓄热蒸汽流量。