CN110135620B - 用于能源系统逐时运行优化的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于能源系统逐时运行优化的方法，包括步骤：提供一区域，获取该区域内的第i时蒸汽需求负荷；获取第i时该区域电锅炉的单位生产成本以及第i时燃气锅炉的单位生产成本；获取该区域电锅炉的额定输出功率以及所有燃气锅炉的额定输出功率；判断第i时电锅炉的所述单位生产成本是否小于燃气锅炉的所述单位生产成本，并根据判断结果选择相应的供热系统。上述方法提高了对包含电锅炉和燃气锅炉两种设备的供热系统的供热成本分析的效率和精度，可以使非专业人员通过简单的操作在极短的时间内即可得到专业人员需要复杂的操作在较长的时间里才能得到的运行优化模拟计算结果。
Description
技术领域
本发明涉及能源优化领域，尤其涉及一种用于能源系统逐时运行优化的方法及系统。
背景技术
能源系统(用于建筑能源供应的建筑能源系统、用于工业能源供应的工业能源系统、用于区域能源供应的区域能源系统等。此处所涉能源种类包括：电力、天然气、空调冷、采暖热、生活热水、工艺热水、工艺冷水、蒸汽等)的运行通常以成本最低为目标导向，能源系统的运行成本包括直接成本和间接成本，直接成本主要包括燃料消耗等，间接成本主要包括设备折旧和维修维护等。通常情况下能源系统中都会有多于一种设备提供同一种能源，在能源价格逐时变动的情况下(例如电价有峰谷分时价格)，为确保能源系统的运行成本最低，就需要不断的调整不同能源设备的运行状态(例如：开启某能源设备、关闭某能源设备、或调整某能源设备的负载率)，由运行成本较低的能源设备提供尽可能多的能源供应。
在目前的能源规划设计和运行指导中，通常有以下两种运行优化模拟的方式：
1.简单的以直接成本燃料消耗计算运行成本，在此基础上选择运行成本最低的设备，并以此进行运行优化模拟。
2.同时考虑直接成本和间接成本，以业内约定俗成的成本参数大概估算运行成本，在此基础上选择运行成本最低的设备，并以此进行运行优化模拟。
能源设备的运行成本包括直接成本和间接成本，直接成本主要是燃料消耗量和燃料价格的函数，间接成本主要是折旧参数和维修维护费用的函数。以实际情况来看，能源价格、设备折旧和维修维护费用等通常都是时间的函数。因此，如果没有全面的成本考虑，没有逐时的计算分析，对能源系统运行的优化模拟都是不精确的，在此基础上以成本最低为导向而制定的能源系统规划设计和运行指导的方案都是非最优的。特别是对于供热系统中燃气锅炉和电锅炉的运行优化模拟，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的技术方案是：一种用于能源系统逐时运行优化的方法，以应用于对电锅炉和燃气锅炉两种设备的选择上为例，所述方法包括步骤：
S1、提供一区域，获取该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
S2、获取第i时该区域电锅炉的单位生产成本Pzd(i)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
S3、获取该区域电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq；
S4、判断第i时电锅炉的所述单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的所述单位生产成本Pzq(i)，若是，执行步骤S5；否则，执行步骤S8；
S5、判断电锅炉的所述额定输出功率Qcd是否小于该区域内的第i时所述蒸汽需求负荷Qz(i)，若是，执行步骤S6；否则，执行步骤S7；
S6、在第i时，电锅炉以100％的负载率运行，燃气锅炉以(Qz(i)-Qcd)/Qcq的负载率运行；
S7、在第i时，电锅炉以Qz(i)/Qcd的负载率运行，燃气锅炉停止运行；
S8、判断燃气锅炉的所述额定输出功率Qcq是否小于该区域内的第i时所述蒸汽需求负荷Qz(i)，若是，执行步骤S9；否则，执行步骤S10；
S9、在第i时，燃气锅炉以100％的负载率运行，电锅炉以(Qz(i)-Qcq)/Qcd的负载率运行；
S10、在第i时，燃气锅炉以Qz(i)/Qcq的负载率运行，电锅炉停止运行。
较佳的，电锅炉在第i时的所述单位生产成本Pzd(i)的计算公式为：
Pzd(i)＝(Pd(i)*Qrd+Pgdz+Pwd*10000/Hgd)/Qcd
其中，Pd(i)为第i时电价，Qrd为电锅炉的额定输入功率，Pgdz为电锅炉的单位时间折旧费，Pwd为电锅炉平均年维修维护费，Hgd为电锅炉平均年利用小时数；其中，电锅炉的所述单位时间折旧费Pgdz的计算公式为：
Pgdz＝Pgd*10000/Ngd/Hgd
其中，Pgd为电锅炉的EPC总价，Ngd为电锅炉平均使用年限，Hgd为电锅炉平均年利用小时数。
较佳的，电锅炉的平均使用年限Ngd的计算方法包括步骤：
S11、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的使用年限数据Nd(j)，计算其平均值作为初始平均使用年限Ngd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S12、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限Nd1和预估剩余使用年限Nd2，与进行加权平均更新平均使用年限Ngd：
S13、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S12，不断更新电锅炉平均使用年限Ngd。
较佳的，电锅炉平均年利用小时数Hgd的计算方法为：
S31、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的平均年利用小时数Hgd，计算其平均值作为初始电锅炉平均年利用小时数Hgd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S32、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限的年平均小时数Hd1，与进行加权平均更新电锅炉平均年利用小时数Hgd：
S33、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S32，不断更新电锅炉平均年利用小时数Hgd。
较佳的，电锅炉的平均年维修维护费Pwd的计算方法为：
S51、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的年维修维护费，计算其平均值Pd作为初始电锅炉平均年维修维护费Pwd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S52、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pd1，与进行加权平均更新电锅炉年平均维修维护费Pwd：
S53、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S52，不断更新电锅炉平均年利用小时数Pwd。
较佳的，燃气锅炉在第i时的所述单位生产成本Pzq(i)的计算公式为：
Pzq(i)＝(Pq(i)*Qrq+Pgqz+Pwq*10000/Hgq)/Qcq
其中，Pq(i)为第i时天然气价格，Qrq为燃气锅炉的额定输入功率，Pgqz为燃气锅炉的单位时间折旧费，Pwq为燃气锅炉平均年维修维护费，Hgq为燃气锅炉平均年利用小时数；其中，燃气锅炉的所述单位时间折旧费Pgqz的计算公式为：
Pgqz＝Pgq*10000/Ngq/Hgq
其中，Pgq为燃气锅炉的EPC总价，Ngq为燃气锅炉平均使用年限，Hgq为燃气锅炉平均年利用小时数。
较佳的，燃气锅炉的平均使用年限Ngq的计算方法包括步骤：
S21、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的使用年限数据Nq(j)，计算其平均值作为初始平均使用年限Ngq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S22、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限Nq1和预估剩余使用年限Nq2，与进行加权平均更新平均使用年限Ngq：
S23、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S22，不断更新燃气锅炉平均使用年限Ngq。
较佳的，燃气锅炉平均年利用小时数Hgq的计算方法为：
S41、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的平均年利用小时数Hgq，计算其平均值作为初始燃气锅炉平均年利用小时数Hgq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S42、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均小时数Hq1，与进行加权平均更新燃气锅炉平均年利用小时数Hqd：
S43、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S42，不断更新燃气锅炉平均年利用小时数Hgq。
较佳的，燃气锅炉的平均年维修维护费Pwq的计算方法为：
S61、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的年维修维护费，计算其平均值Pq作为初始燃气锅炉平均年维修维护费Pwq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S62、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pq1，与进行加权平均更新燃气锅炉年平均维修维护费Pwq：
S63、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S62，不断更新燃气锅炉平均年利用小时数Pwq。
本发明还提供了一种用于能源系统逐时运行优化的系统，应用于对电锅炉和燃气锅炉两种设备的选择上，所述系统包括：
蒸汽需求负荷获取模块，用以获取特定区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
单位生产成本获取模块，用以获取第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
额定输出功率获取模块，用以获取该区域下所有电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq；
第一判定模块，与单位生产成本获取模块以及额定输出功率获取模块连接，用以判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
第二判定模块，与第一判定模块以及蒸汽需求负荷获取模块连接，用以判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
第一执行模块，与第二判定模块连接，用以在第i时控制电锅炉以100％的负载率运行，燃气锅炉以(Qz(i)-Qcd)/Qcq的负载率运行；
第二执行模块，与第二判定模块连接，用以在第i时控制电锅炉以Qz(i)/Qcd的负载率运行，燃气锅炉停止运行；
第三判定模块，与第一判定模块以及蒸汽需求负荷获取模块连接，用以判断燃气锅炉的额定输出功率Qcq是否小于该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
第三执行模块，与第三判定模块连接，用以在第i时控制燃气锅炉以100％的负载率运行，电锅炉以(Qz(i)-Qcq)/Qcd的负载率运行；
第四执行模块，与第三判定模块连接，用以在第i时控制燃气锅炉以Qz(i)/Qcq的负载率运行，电锅炉停止运行。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：上述用于能源系统逐时运行优化的方法和系统中，提高了对包含电锅炉和燃气锅炉两种设备的供热系统的供热成本分析的效率和精度，可以使非专业人员通过简单的操作在极短的时间内即可得到专业人员需要复杂的操作在较长的时间里才能得到的运行优化模拟计算结果，而且大大提高了计算的精度，可以为区域综合能源的规划建设和运行管理提供技术支持。此外，利用加权平均的方式不断的对燃气锅炉和电锅炉的单位生产成本进行更新，以提高计算精确度，保证了整个方法的精确性，保证了能源系统逐时运行优化的准确度。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明用于能源系统逐时运行优化的方法的总体流程示意图；
图2为本发明用于能源系统逐时运行优化的方法中电锅炉的平均使用年限的计算方法流程图；
图3为本发明用于能源系统逐时运行优化的方法中燃气锅炉的平均使用年限的计算方法流程图；
图4为本发明于能源系统逐时运行优化的方法中电锅炉平均年利用小时数的计算方法流程图；
图5为本发明于能源系统逐时运行优化的方法中燃气锅炉平均年利用小时数的计算方法流程图；
图6为本发明于能源系统逐时运行优化的方法中电锅炉的平均年维修维护费的计算方法流程图；
图7为本发明于能源系统逐时运行优化的方法中燃气锅炉的平均年维修维护费的计算方法流程图；
图8为本发明于能源系统逐时运行优化的系统的结构框图；
附图中：1、蒸汽需求负荷获取模块；2、单位生产成本获取模块；3、额定输出功率获取模块；4、第一判定模块；5、第二判定模块；6、第一执行模块；7、第二执行模块；8、第三判定模块；9、第三执行模块；10、第四执行模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明用于能源系统逐时运行优化的方法及系统进行详细说明。
实施例一
如图1所示，一种用于能源系统逐时运行优化的方法，包括步骤：
S1、提供一区域，获取该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
S2、获取第i时该区域电锅炉的单位生产成本Pzd(i)(元/t，焓值600000kcal/t)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)(元/t，焓值600000kcal/t)；
S3、获取该区域电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq；
S4、判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)，若是，执行步骤S5；否则，执行步骤S8；
S5、判断电锅炉的额定输出功率Qcd是否小于该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)，若是，执行步骤S6；否则，执行步骤S7；
S6、在第i时，电锅炉以100％的负载率运行，燃气锅炉以(Qz(i)-Qcd)/Qcq的负载率运行；
S7、在第i时，电锅炉以Qz(i)/Qcd的负载率运行，燃气锅炉停止运行；
S8、判断燃气锅炉的额定输出功率Qcq是否小于该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)，若是，执行步骤S9；否则，执行步骤S10；
S9、在第i时，燃气锅炉以100％的负载率运行，电锅炉以(Qz(i)-Qcq)/Qcd的负载率运行；
S10、在第i时，燃气锅炉以Qz(i)/Qcq的负载率运行，电锅炉停止运行。
在上述用于能源系统逐时运行优化的方法中，针对一特定区域，要对根据该区域内的蒸汽需求，选择每个时段内最优的供蒸汽方法。在该方法中，首先要获取该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)、第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)、该区域下所有电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq。之后，在对第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)进行比对，当电锅炉单位生产成本低时，则以电锅炉作为主要动力，否则，将燃气锅炉作为主要动力。
进一步来讲，电锅炉在第i时的单位生产成本Pzd(i)的计算公式为：
Pzd(i)＝(Pd(i)*Qrd+Pgdz+Pwd*10000/Hgd)/Qcd
其中，Pd(i)为第i时电价(元/kwh)，Qrd为电锅炉的额定输入功率(kw)，Pgdz为电锅炉的单位时间折旧费(元/h)，Pwd为电锅炉平均年维修维护费(万元/年)，Hgd为电锅炉平均年利用小时数(h/a)。
进一步来讲，电锅炉的单位时间折旧费Pgdz的计算公式为：
Pgdz＝Pgd*10000/Ngd/Hgd
其中，Pgd为电锅炉的EPC总价(万元)，Ngd为电锅炉平均使用年限(a)，Hgd为电锅炉平均年利用小时数(h/a)。
进一步来讲，燃气锅炉在第i时的单位生产成本Pzq(i)的计算公式为：
Pzq(i)＝(Pq(i)*Qrq+Pgqz+Pwq*10000/Hgq)/Qcq
其中，Pq(i)为第i时天然气价格(元/Nm3，热值8500kcak/Nm3)，Qrq为燃气锅炉的额定输入功率(kw)，Pgqz为燃气锅炉的单位时间折旧费(元/h)，Pwq为燃气锅炉平均年维修维护费(万元/年)，Hgq为燃气锅炉平均年利用小时数(h/a)。
进一步来讲，燃气锅炉的单位时间折旧费Pgqz的计算公式为：
Pgqz＝Pgq*10000/Ngq/Hgq
其中，Pgq为燃气锅炉的EPC总价(万元)，Ngq为燃气锅炉平均使用年限(a)，Hgq为燃气锅炉平均年利用小时数(h/a)。
进一步来讲，如图2所示，电锅炉的平均使用年限Ngd的计算方法包括步骤：
S11、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的使用年限数据Nd(j)，计算其平均值作为初始平均使用年限Ngd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S12、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限Nd1和预估剩余使用年限Nd2，与进行加权平均更新平均使用年限Ngd：
S13、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S12，不断更新电锅炉平均使用年限Ngd。
在上述电锅炉的平均使用年限Ngd的计算方法中，首先根据已经报废的相同蒸发量的电锅炉的使用年限数据的平均值，作为初始的电锅炉平均使用年限。然后再获取另一运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限Nd1和预估剩余使用年限Nd2以预估其总使用年限，然后再与之前获取的电锅炉平均使用年限进行加权平均，以此对Ngd进行更新。在实际应用中，用户通过不断的发现新的在运行的相同蒸发量的电锅炉，通过上述方法，不断的进行加权平均，以此不断的更新电锅炉的平均使用年限Ngd，使得Ngd越来越精确，进而保证电锅炉在第i时的单位生产成本Pzd(i)更加准确。
进一步来讲，如图3所示，燃气锅炉的平均使用年限Ngq的计算方法包括步骤：
S21、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的使用年限数据Nq(j)，计算其平均值作为初始平均使用年限Ngq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S22、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限Nq1和预估剩余使用年限Nq2，与进行加权平均更新平均使用年限Ngq：
S23、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S22，不断更新燃气锅炉平均使用年限Ngq。
在上述燃气锅炉的平均使用年限Ngq的计算方法中，首先根据已经报废的相同蒸发量的燃气锅炉的使用年限数据的平均值，作为初始的燃气锅炉平均使用年限。然后再获取另一运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限Nq1和预估剩余使用年限Nq2以预估其总使用年限，然后再与之前获取的燃气锅炉平均使用年限进行加权平均，以此对Ngq进行更新。在实际应用中，用户通过不断的发现新的在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，通过上述方法，不断的进行加权平均，以此不断的更新燃气锅炉的平均使用年限Ngq，使得Ngq越来越精确，进而保证燃气锅炉在第i时的单位生产成本Pzq(i)更加准确。
进一步来讲，如图4所示，电锅炉平均年利用小时数Hgd的计算方法为：
S31、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的平均年利用小时数Hgd，计算其平均值作为初始电锅炉平均年利用小时数Hgd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S32、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限的年平均小时数Hd1，与进行加权平均更新电锅炉平均年利用小时数Hgd：
S33、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S32，不断更新电锅炉平均年利用小时数Hgd。
在上述电锅炉的平均年利用小时数Hgd的计算方法中，首先根据已经报废的相同蒸发量的电锅炉的年利用小时数的平均值，作为初始的电锅炉年利用小时数。然后再获取另一运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限的年平均小时数Hd1，然后再与之前获取的初始电锅炉年利用小时数的加权平均，以此对Ngd进行更新。在实际应用中，用户通过不断的发现新的在运行的相同蒸发量的电锅炉，通过上述方法，不断的进行加权平均，以此不断的更新电锅炉的平均年利用小时数Hgd，使得Hgd越来越精确，进而保证电锅炉在第i时的单位生产成本Pzd(i)更加准确。
进一步来讲，如图5所示，燃气锅炉平均年利用小时数Hgq的计算方法为：
S41、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的平均年利用小时数Hgq，计算其平均值作为初始燃气锅炉平均年利用小时数Hgq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S42、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均小时数Hq1，与进行加权平均更新燃气锅炉平均年利用小时数Hqd：
S43、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S42，不断更新燃气锅炉平均年利用小时数Hgq。
在上述燃气锅炉的平均年利用小时数Hgq的计算方法中，首先根据已经报废的相同蒸发量的燃气锅炉的年利用小时数的平均值，作为初始的燃气锅炉年利用小时数。然后再获取另一运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均小时数Hq1，然后再与之前获取的初始燃气锅炉年利用小时数的加权平均，以此对Ngq进行更新。在实际应用中，用户通过不断的发现新的在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，通过上述方法，不断的进行加权平均，以此不断的更新燃气锅炉的平均年利用小时数Hgq，使得Hgq越来越精确，进而保证燃气锅炉在第i时的单位生产成本Pzq(i)更加准确。
进一步来讲，如图6所示，电锅炉的平均年维修维护费Pwd的计算方法为：
S51、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的年维修维护费，计算其平均值作为初始电锅炉平均年维修维护费Pwd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S52、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pd1，与进行加权平均更新电锅炉年平均维修维护费Pwd：
S53、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S52，不断更新电锅炉平均年利用小时数Pwd。
在上述电锅炉的年平均维修维护费的计算方法中，首先根据已经报废的相同蒸发量的电锅炉的年维护维修费的平均值，作为初始的年平均维修维护费。然后再获取另一运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pd1，然后再与之前获取的初始的年平均维修维护费加权平均，以此对Pwd进行更新。在实际应用中，用户通过不断的发现新的在运行的相同蒸发量的电锅炉，通过上述方法，不断的进行加权平均，以此不断的更新电锅炉年平均维修维护费Pwd，使得Pwd越来越精确，进而保证电锅炉在第i时的单位生产成本Pzd(i)更加准确。
进一步来讲，如图7所示，燃气锅炉的平均年维修维护费Pwq的计算方法为：
S61、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的年维修维护费，计算其平均值作为初始燃气锅炉平均年维修维护费Pwq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S62、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pq1，与进行加权平均更新燃气锅炉年平均维修维护费Pwq：
S63、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S62，不断更新燃气锅炉平均年利用小时数Pwq。
在上述燃气锅炉的年平均维修维护费的计算方法中，首先根据已经报废的相同蒸发量的燃气锅炉的年维护维修费的平均值，作为初始的年平均维修维护费。然后再获取另一运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pq1，然后再与之前获取的初始的年平均维修维护费加权平均，以此对Pwq进行更新。在实际应用中，用户通过不断的发现新的在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，通过上述方法，不断的进行加权平均，以此不断的更新燃气锅炉年平均维修维护费Pwq，使得Pwq越来越精确，进而保证燃气锅炉在第i时的单位生产成本Pzd(i)更加准确。
上述用于能源系统逐时运行优化的方法中，提高了对包含电锅炉和燃气锅炉两种设备的供热系统的供热成本分析的效率和精度，可以使非专业人员通过简单的操作在极短的时间内即可得到专业人员需要复杂的操作在较长的时间里才能得到的运行优化模拟计算结果，而且大大提高了计算的精度，可以为区域综合能源的规划建设和运行管理提供技术支持。此外，利用加权平均的方式不断的对燃气锅炉和电锅炉的单位生产成本进行更新，以提高计算精确度，保证了整个方法的精确性，保证了能源系统逐时运行优化的准确度。
实施例二
基于上述实施例提供的用于能源系统逐时运行优化的方法，本实施例提供了一种用于能源系统逐时运行优化的系统。
如图8所示，一种用于能源系统逐时运行优化的系统，包括：
蒸汽需求负荷获取模块1，用以获取特定区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
单位生产成本获取模块2，用以获取第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
额定输出功率获取模块3，用以获取该区域电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq；
第一判定模块4，与单位生产成本获取模块2以及额定输出功率获取模块3连接，用以判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
第二判定模块5，与第一判定模块4以及蒸汽需求负荷获取模块1连接，用以判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
第一执行模块6，与第二判定模块5连接，用以在第i时控制电锅炉以100％的负载率运行，燃气锅炉以(Qz(i)-Qcd)/Qcq的负载率运行；
第二执行模块7，与第二判定模块5连接，用以在第i时控制电锅炉以Qz(i)/Qcd的负载率运行，燃气锅炉停止运行；
第三判定模块8，与第一判定模块4以及蒸汽需求负荷获取模块1连接，用以判断燃气锅炉的额定输出功率Qcq是否小于该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
第三执行模块9，与第三判定模块8连接，用以在第i时控制燃气锅炉以100％的负载率运行，电锅炉以(Qz(i)-Qcq)/Qcd的负载率运行；
第四执行模块10，与第三判定模块8连接，用以在第i时控制燃气锅炉以Qz(i)/Qcq的负载率运行，电锅炉停止运行。
在上述用于能源系统逐时运行优化的系统中，针对一特定区域，要对根据该区域内的蒸汽需求，选择每个时段内最优的供蒸汽方法。在该系统中，首先要利用蒸汽需求负荷获取模块1、单位生产成本获取模块2以及额定输出功率获取模块3分别获取该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)、第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)、该区域下所有电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq。之后，第一判定模块4对第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)进行比对，当电锅炉单位生产成本低时，则以电锅炉作为主要动力，否则，将燃气锅炉作为主要动力。当电锅炉单位生产成本低时，第二判定模块5判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)，若是，则第一执行模块6在第i时控制电锅炉以100％的负载率运行，燃气锅炉以(Qz(i)-Qcd)/Qcq的负载率运行；否则，第二执行模块7在第i时控制电锅炉以Qz(i)/Qcd的负载率运行，燃气锅炉停止运行。当燃气锅炉单位生产成本低时，第三判定模块8判断燃气锅炉的额定输出功率Qcq是否小于该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)，若是，第三执行模块9在第i时控制燃气锅炉以100％的负载率运行，电锅炉以(Qz(i)-Qcq)/Qcd的负载率运行；否则，第四执行模块10第i时控制燃气锅炉以Qz(i)/Qcq的负载率运行，电锅炉停止运行。
上述用于能源系统逐时运行优化的系统中，提高了对包含电锅炉和燃气锅炉两种设备的供热系统的供热成本分析的效率和精度，可以使非专业人员通过简单的操作在极短的时间内即可得到专业人员需要复杂的操作在较长的时间里才能得到的运行优化模拟计算结果，而且大大提高了计算的精度，可以为区域综合能源的规划建设和运行管理提供技术支持。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (10)
1.用于能源系统逐时运行优化的方法，应用于对电锅炉和燃气锅炉两种设备的选择上，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1、提供一区域，获取该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
S2、获取第i时该区域电锅炉的单位生产成本Pzd(i)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
S3、获取该区域电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq；
S4、判断第i时电锅炉的所述单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的所述单位生产成本Pzq(i)，若是，执行步骤S5；否则，执行步骤S8；
S5、判断电锅炉的所述额定输出功率Qcd是否小于该区域内的第i时所述蒸汽需求负荷Qz(i)，若是，执行步骤S6；否则，执行步骤S7；
S6、在第i时，电锅炉以100％的负载率运行，燃气锅炉以(Qz(i)-Qcd)/Qcq的负载率运行；
S7、在第i时，电锅炉以Qz(i)/Qcd的负载率运行，燃气锅炉停止运行；
S8、判断燃气锅炉的所述额定输出功率Qcq是否小于该区域内的第i时所述蒸汽需求负荷Qz(i)，若是，执行步骤S9；否则，执行步骤S10；
S9、在第i时，燃气锅炉以100％的负载率运行，电锅炉以(Qz(i)-Qcq)/Qcd的负载率运行；
S10、在第i时，燃气锅炉以Qz(i)/Qcq的负载率运行，电锅炉停止运行。
2.根据权利要求1所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，电锅炉在第i时的所述单位生产成本Pzd(i)的计算公式为：
Pzd(i)＝(Pd(i)*Qrd+Pgdz+Pwd*10000/Hgd)/Qcd
其中，Pd(i)为第i时电价，Qrd为电锅炉的额定输入功率，Pgdz为电锅炉的单位时间折旧费，Pwd为电锅炉平均年维修维护费，Hgd为电锅炉平均年利用小时数；其中，电锅炉的所述单位时间折旧费Pgdz的计算公式为：
Pgdz＝Pgd*10000/Ngd/Hgd
其中，Pgd为电锅炉的EPC总价，Ngd为电锅炉平均使用年限，Hgd为电锅炉平均年利用小时数。
3.根据权利要求2所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，电锅炉的平均使用年限Ngd的计算方法包括步骤：
S11、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的使用年限数据Nd(j)，计算其平均值作为初始平均使用年限Ngd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S12、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限Nd1和预估剩余使用年限Nd2，与进行加权平均更新平均使用年限Ngd：
S13、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S12，不断更新电锅炉平均使用年限Ngd。
4.根据权利要求2所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，电锅炉平均年利用小时数Hgd的计算方法为：
S31、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的平均年利用小时数Hgd，计算其平均值作为初始电锅炉平均年利用小时数Hgd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S32、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该电锅炉的已使用年限的年平均小时数Hd1，与进行加权平均更新电锅炉平均年利用小时数Hgd：
S33、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S32，不断更新电锅炉平均年利用小时数Hgd。
5.根据权利要求2所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，电锅炉的平均年维修维护费Pwd的计算方法为：
S51、获取N台已报废的相同蒸发量的电锅炉的年维修维护费，计算其平均值作为初始电锅炉平均年维修维护费Pwd，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S52、提供一在运行的相同蒸发量的电锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pd1，与进行加权平均更新电锅炉年平均维修维护费Pwd：
S53、获取另一在运行的相同蒸发量的电锅炉，返回执行步骤S52，不断更新电锅炉平均年利用小时数Pwd。
6.根据权利要求1所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，燃气锅炉在第i时的所述单位生产成本Pzq(i)的计算公式为：
Pzq(i)＝(Pq(i)*Qrq+Pgqz+Pwq*10000/Hgq)/Qcq
其中，Pq(i)为第i时天然气价格，Qrq为燃气锅炉的额定输入功率，Pgqz为燃气锅炉的单位时间折旧费，Pwq为燃气锅炉平均年维修维护费，Hgq为燃气锅炉平均年利用小时数；其中，燃气锅炉的所述单位时间折旧费Pgqz的计算公式为：
Pgqz＝Pgq*10000/Ngq/Hgq
其中，Pgq为燃气锅炉的EPC总价，Ngq为燃气锅炉平均使用年限，Hgq为燃气锅炉平均年利用小时数。
7.根据权利要求6所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，燃气锅炉的平均使用年限Ngq的计算方法包括步骤：
S21、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的使用年限数据Nq(j)，计算其平均值作为初始平均使用年限Ngq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S22、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限Nq1和预估剩余使用年限Nq2，与进行加权平均更新平均使用年限Ngq：
S23、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S22，不断更新燃气锅炉平均使用年限Ngq。
8.根据权利要求6所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，燃气锅炉平均年利用小时数Hgq的计算方法为：
S41、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的平均年利用小时数Hgq，计算其平均值作为初始燃气锅炉平均年利用小时数Hgq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S42、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均小时数Hq1，与进行加权平均更新燃气锅炉平均年利用小时数Hqd：
S43、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S42，不断更新燃气锅炉平均年利用小时数Hgq。
9.根据权利要求6所述的用于能源系统逐时运行优化的方法，其特征在于，燃气锅炉的平均年维修维护费Pwq的计算方法为：
S61、获取N台已报废的相同蒸发量的燃气锅炉的年维修维护费，计算其平均值作为初始燃气锅炉平均年维修维护费Pwq，其中j＝1,2,......,N，N为大于等于100的正整数；
S62、提供一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，获取该燃气锅炉的已使用年限的年平均维修维护费Pq1，与进行加权平均更新燃气锅炉年平均维修维护费Pwq：
S63、获取另一在运行的相同蒸发量的燃气锅炉，返回执行步骤S62，不断更新燃气锅炉平均年利用小时数Pwq。
10.用于能源系统逐时运行优化的系统，应用于对电锅炉和燃气锅炉两种设备的选择上，其特征在于，所述系统包括：
蒸汽需求负荷获取模块，用以获取特定区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
单位生产成本获取模块，用以获取第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)以及第i时燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
额定输出功率获取模块，用以获取该区域下所有电锅炉的额定输出功率Qcd以及所有燃气锅炉的额定输出功率Qcq；
第一判定模块，与单位生产成本获取模块以及额定输出功率获取模块连接，用以判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
第二判定模块，与第一判定模块以及蒸汽需求负荷获取模块连接，用以判断第i时电锅炉的单位生产成本Pzd(i)是否小于燃气锅炉的单位生产成本Pzq(i)；
第一执行模块，与第二判定模块连接，用以在第i时控制电锅炉以100％的负载率运行，燃气锅炉以(Qz(i)-Qcd)/Qcq的负载率运行；
第二执行模块，与第二判定模块连接，用以在第i时控制电锅炉以Qz(i)/Qcd的负载率运行，燃气锅炉停止运行；
第三判定模块，与第一判定模块以及蒸汽需求负荷获取模块连接，用以判断燃气锅炉的额定输出功率Qcq是否小于该区域内的第i时蒸汽需求负荷Qz(i)；
第三执行模块，与第三判定模块连接，用以在第i时控制燃气锅炉以100％的负载率运行，电锅炉以(Qz(i)-Qcq)/Qcd的负载率运行；
第四执行模块，与第三判定模块连接，用以在第i时控制燃气锅炉以Qz(i)/Qcq的负载率运行，电锅炉停止运行。
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