專利名稱:多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】摘要本實用新型公開了一種多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其用于向能源消耗設(shè)備提供滿足需求的電、熱等多種能源介質(zhì)，其包括一個或多個能源樞紐多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，采用基于Multi-Agent的分布控制。能源樞紐內(nèi)部含有變壓器、微型汽輪機(jī)、燃?xì)鉅t等能源轉(zhuǎn)換、分配和存儲設(shè)備，能源樞紐輸入端包含電、天然氣等多種介質(zhì)，輸出滿足能耗設(shè)備的電和熱等，該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)將各種能源供給方式優(yōu)化組合，從而能夠在保證對用能設(shè)備的正常供能的前提下將對有限資源的消耗降至最低，并可提高其魯棒性。
【專利說明】多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種能源【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種含多種能源介質(zhì)的分布能源系統(tǒng)耦合裝置及其分布控制技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前許多能源基礎(chǔ)設(shè)施都是在二十世紀(jì)后半期投入使用的，它們對滿足未來的能源需求面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，傳輸系統(tǒng)擁擠，很多設(shè)施都接近報廢，能源的需求不斷增長，化石能源資源有限，電力行業(yè)需要重組以及面臨可持續(xù)和環(huán)境友好能源問題。工業(yè)，商業(yè)和住宅消費者的不同基礎(chǔ)設(shè)施需要提供各種形式能量的服務(wù)，在工業(yè)領(lǐng)域，煤炭、石油產(chǎn)品和電力、天然氣、和區(qū)域供暖/制冷等多種能源介質(zhì)廣泛使用，目前，不同的基礎(chǔ)設(shè)施基本上是獨立操作，通過對其合并可帶來大量好處，對不同基礎(chǔ)設(shè)施合并意味著通過對它們耦合從而不同設(shè)施的能源可以彼此交換。
[0003]目前，對不同能源介質(zhì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和物理性能已較好的了解，對分布能源技術(shù)本身研宄的較多，如熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等，但還沒有廣泛深入研宄其全局特征，因此很有必要開發(fā)一種多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，利用能源樞紐，實現(xiàn)多能源介質(zhì)耦合，滿足成本、能效、排放、可行性、安全和其它參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述存在的問題，本實用新型的主要目的在于提供一種含有多種能源介質(zhì)的分布式能源系統(tǒng)的耦合裝置，利用多代理分布控制技術(shù)，滿足載荷不同用能需求，提高能源利用效率，降低成本，提高可靠性和降低排放等其它指標(biāo)要求。
[0005]本實用新型是通過下屬技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:一種多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其用于向能源消耗設(shè)備提供滿足需求的電、熱等多種能源介質(zhì)，其包括一個或多個能源樞紐的多能源介質(zhì)親合裝置，采用基于Mult1-Agent的分布控制。能源樞紐內(nèi)部含有變壓器、微型汽輪機(jī)、燃?xì)鉅t等能源轉(zhuǎn)換、分配和存儲設(shè)備，能源樞紐輸入端包含電、天然氣等多種介質(zhì)，輸出滿足能耗設(shè)備的電和熱等。
[0006]在本實用新型的具體實施例子中，所述能源樞紐內(nèi)含有變壓器、微型汽輪機(jī)、燃?xì)鉅t等能源轉(zhuǎn)換、分配和存儲設(shè)備。
[0007]在本實用新型的具體實施例子中，通過對能源樞紐擴(kuò)展，該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)包括多個相互聯(lián)系的能源樞紐，每個能源樞紐對不同的區(qū)域進(jìn)行供能，形成一個分布式功能源結(jié)構(gòu)。
[0008]在本實用新型的具體實施例子中，該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)采用基于MAS(Mult1-Agent System)多代理系統(tǒng)的分布式控制方法，其中每個能源樞紐是由其各自的Agent來控制。
[0009]本實用新型的積極進(jìn)步效果在于:該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)將各種能源供給方式優(yōu)化組合，從而能夠在保證對用能設(shè)備的正常供能的前提下將對有限資源的消耗降至最低，并可提高其魯棒性。能源樞紐輸入輸出間組件的冗余度很高，電力負(fù)荷的能源消耗可以直接全部來自電網(wǎng)或者部分來自天然氣，因此，這種配置可以帶來兩方面好處，一是從負(fù)載角度能源供給的可靠性增加，因為不再完全依賴于單一的能源網(wǎng)絡(luò)，二是實現(xiàn)能源供應(yīng)的優(yōu)化，輸入端的能源介質(zhì)可以根據(jù)成本、排放、可行性和其它標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。

【附圖說明】

[0010]圖1為本實用新型的該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)中單個能源樞紐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為含三個能源樞紐的多能源介質(zhì)耦合裝置示意圖。
[0012]圖3位采用基于MAS (Mult1-Agent System)多代理系統(tǒng)的多能源介質(zhì)親合裝置分布式控制示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0014]本實用新型的該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)機(jī)可以家用，也可以商業(yè)和工業(yè)企業(yè)用，其用于向使用多種能源介質(zhì)的各種用能設(shè)備供能。參考圖1，圖中僅示意性地繪出了其中一個能源樞紐結(jié)構(gòu)示意圖。該能源樞紐裝置包括能源樞紐10，變壓器11，微型汽輪機(jī)12，燃燒爐13，熱交換器14，能源介質(zhì)電15，天然氣16，熱17，電18，熱19。
[0015]該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，實現(xiàn)將一種能源介質(zhì)轉(zhuǎn)換為另一種能源介質(zhì)，也可實現(xiàn)多能源介質(zhì)多能源輸出。利用能源樞紐，將天然氣和電能能源網(wǎng)絡(luò)建立耦合關(guān)系，相互制約，將獨立的變壓器、微型汽輪機(jī)、燃?xì)鉅t等能源設(shè)備建立聯(lián)系，該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)包括多個相互聯(lián)系的能源樞紐，每個能源樞紐對不同的區(qū)域進(jìn)行供能，形成一個分布式功能源結(jié)構(gòu)。
[0016]該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)以包括三個能源樞紐為例，參考圖2，202、205、209分別為向三個不同區(qū)域供能的彼此相連的能源樞紐，每個能源樞紐消耗電和天然氣，為電和熱載荷提供能源，每個能源樞紐內(nèi)包括能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，從而滿足輸出端載荷的能源需求。第一個能源樞紐205與本地生產(chǎn)的電能208相連，包括燃燒爐206，變壓器207，第二個能源樞紐202，包括燃燒爐201，變壓器203，微型汽輪機(jī)204，第三個能源樞紐209，包括變壓器210，微型汽輪機(jī)211，包括天然氣212，在其天然氣主管道上裝有C32壓縮機(jī)213和C31壓縮機(jī)214，從而使天然氣從大的天然氣網(wǎng)絡(luò)流向周圍管道。由圖2可知，有多種供能方式可以滿足電和熱的載荷需求，這種冗余增加供給的可靠性，同時使用成本、可用性、排放等作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行能源輸入的優(yōu)化提供了可能性。
[0017]包含該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)的能源系統(tǒng)包括幾個相互關(guān)聯(lián)的能源樞紐，參考圖3，該系統(tǒng)采用基于MAS(Mult1-Agent System)多代理系統(tǒng)的分布式控制方法，31為該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)的服務(wù)器，整個大的能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)劃分為三個控制區(qū)域，分別為34、35、36，其中每個區(qū)域(包括能源樞紐和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點)由其各自的Agent來控制，Agent32控制區(qū)域34，Agent 37控制區(qū)域36，Agent 33控制區(qū)域35。MAS中的各個Agent能根據(jù)環(huán)境改變修改自己的行為，并通過網(wǎng)絡(luò)與其它Agent進(jìn)行通信、協(xié)同完成，Agent也可以獨立控制自身行為。Agent利用已有知識庫并主動獲取外界環(huán)境信息進(jìn)行不斷學(xué)習(xí)，從而具備一定推理和規(guī)劃能力，可從環(huán)境中實時獲取所需信息，并根據(jù)環(huán)境變化給出相應(yīng)決。
[0018]本實用新型的分布控制可以在現(xiàn)有硬件條件下結(jié)合現(xiàn)有的軟件編程手段加以實現(xiàn)，故在此對其實現(xiàn)方法不做贅述。
[0019]綜上所述，本實用新型多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)可將各種能源供給方式優(yōu)化組合，利用其各自特點，對各種能源加以合理利用，從而在保證對用能設(shè)備的正常供電的前提下對有限資源的消耗降至最低，還可以滿足成本、排放和可靠性等其它目標(biāo)。
[0020]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其用于向能源消耗設(shè)備提供滿足需求的電、熱等多種能源介質(zhì)，其特征在于，其包括一個或多個能源樞紐的多能源介質(zhì)耦合裝置，采用基于Mult1-Agent的分布控制。2.如權(quán)利要求1所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，能源樞紐內(nèi)部含有變壓器、微型汽輪機(jī)、燃?xì)鉅t等能源轉(zhuǎn)換、分配和存儲設(shè)備，能源樞紐輸入端包含電、天然氣等多種介質(zhì)，輸出滿足能耗設(shè)備的電和熱等。3.如權(quán)利要求1所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，電、天然氣等多種介質(zhì)從能源樞紐的輸入端輸入，經(jīng)過能源樞紐的能源轉(zhuǎn)換、傳輸和存儲，輸出電和熱等。4.如權(quán)利要求1所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，能源樞紐內(nèi)部含有變壓器、微型汽輪機(jī)、燃?xì)鉅t等一個或多個能源轉(zhuǎn)換、分配和存儲設(shè)備。5.如權(quán)利要求1所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，利用能源樞紐，將天然氣和電能能源網(wǎng)絡(luò)建立耦合關(guān)系，相互制約，將獨立的變壓器、微型汽輪機(jī)、燃?xì)鉅t等能源轉(zhuǎn)換、分配和存儲設(shè)備建立聯(lián)系，如電可以通過變壓器直接獲取，也可以利用天然氣通過微型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換得到，加熱機(jī)可以通過燃燒爐獲得也可以通過熱交換機(jī)獲得。6.如權(quán)利要求1或4所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)包括多個相互聯(lián)系的能源樞紐，每個能源樞紐對不同的區(qū)域進(jìn)行供能，形成一個分布式功能源結(jié)構(gòu)。7.如權(quán)利要求1或5所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，包含該多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)的能源系統(tǒng)包括幾個相互關(guān)聯(lián)的能源樞紐，該系統(tǒng)采用基于多代理系統(tǒng)的分布式控制方法，其中每個能源樞紐由其各自Agent來控制。8.如權(quán)利要求1所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，各個Agent能根據(jù)環(huán)境改變修改自己的行為，并通過網(wǎng)絡(luò)與其它Agent進(jìn)行通信、協(xié)同完成，Agent也可以獨立控制自身行為。9.如權(quán)利要求1所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，Agent利用已有知識庫并主動獲取外界環(huán)境信息進(jìn)行不斷學(xué)習(xí)，從而具備一定推理和規(guī)劃能力，可從環(huán)境中實時獲取所需信息，并根據(jù)環(huán)境變化給出相應(yīng)決策。10.如權(quán)利要求1或5所述的多能源介質(zhì)耦合控制系統(tǒng)，其特征在于，能源樞紐輸入輸出間組件的冗余度很高，電力負(fù)荷的能源消耗可以直接全部來自電網(wǎng)或者部分來自天然氣。
【文檔編號】G05B19-418GK204287912SQ201420505759
【發(fā)明者】田相克, 馬保聰 [申請人]臨沂大學(xué)