專利名稱：用于能源利用的系統(tǒng)能效控制器、能效增益裝置及智能能源服務(wù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源利用的系統(tǒng)和方法，具體地，涉及用于實現(xiàn)分布式能源優(yōu)化利用的系統(tǒng)能效控制器、能效增益裝置、能效匹配站及智能能源服務(wù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
迄今為止，人類的現(xiàn)代生活主要基于對石油、煤炭、天然氣等為代表的一次化石能源的各種利用。全世界大半個世紀(jì)依托化石能源發(fā)展的一個嚴(yán)重后果，便是全球氣候和環(huán)境日益惡化。氣候變化已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的強(qiáng)硬約束，環(huán)境問題已成為全球可持續(xù)發(fā)展最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。另一方面，化石能源由于持續(xù)消耗而趨于枯竭。已經(jīng)預(yù)測全球石油儲量大約在 2050年左右宣告枯竭；全球天然氣儲備估計在2050年左右枯竭；全球煤的儲量可以供應(yīng) 169年。因此，能源問題已經(jīng)是社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個根本性問題。解決能源問題的關(guān)鍵是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，即采用清潔的替代能源、提高能源利用效率和再利用，以減少溫室氣體和其他污染物的排放，同時獲得整個社會的最大的產(chǎn)出。通過能源技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，減緩氣候變化并實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。低碳經(jīng)濟(jì)被人們認(rèn)為是繼工業(yè)革命、信息革命后，第五波改變世界經(jīng)濟(jì)的革命浪潮，而低碳、高效能將成為未來生活主流模式?，F(xiàn)有技術(shù)主要關(guān)注作為能源形式之一的電能的利用，其中已經(jīng)采用了利用信息技術(shù)提高電能利用效率的技術(shù)。我國學(xué)者武建東提出的互動電力網(wǎng)是在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電力網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電力網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理。然而，針對互動電力網(wǎng)還沒有提出具體的技術(shù)方案，仍然欠缺可行性。在美國，奧巴馬上任后提出的能源計劃中的智能電力網(wǎng)是建立美國橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電力網(wǎng)；發(fā)展智能電力網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電力網(wǎng)的價值和效率，將逐步實現(xiàn)美國太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推進(jìn)分布式能源管理。美國電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)制訂了智能電力網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和互通原則 (IEEEP2030)，包括以下三個方面的內(nèi)容電力工程(powerengineering)，信息技術(shù) (information technology)禾口互通協(xié)議(communications)。此外，美國GE energy也闡述了“智能電力網(wǎng)”(或稱為“能源互聯(lián)網(wǎng)”)的概念， 即在現(xiàn)有的電力網(wǎng)提供雙向的信息流、多向的能量流和閉環(huán)自動控制，使得人們可以對能源利用進(jìn)行智能化決策，有利于管理和提高能源利用效率。盡管根據(jù)信息流的信息進(jìn)行閉環(huán)自動控制是未來電力網(wǎng)的重要方向，但GE energy還沒有提出具體的技術(shù)方案。Taft等人的美國專利申請US20090281677公開了用于改善電力網(wǎng)管理的“智能電力網(wǎng)”，其中主要包括以下幾個方面一是通過傳感器連接資產(chǎn)和設(shè)備提高數(shù)字化程度；二是數(shù)據(jù)的整合體系和數(shù)據(jù)的收集體系；三是進(jìn)行分析的能力，即依據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，以優(yōu)化運行和管理。通過對電力生產(chǎn)、輸送、零售的各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，使得相關(guān)企業(yè)提高運行效率及可靠性、降低成本。轉(zhuǎn)讓給Energyand Power Solutions公司的美國專利申請US20090281677公開了用于優(yōu)化能源利用和減輕環(huán)境影響的系統(tǒng)和方法，其中通過通信網(wǎng)絡(luò)收集應(yīng)用端(即耗能設(shè)施)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和分析，使得該應(yīng)用端的管理者可以發(fā)現(xiàn)有潛力節(jié)能減排的方面。轉(zhuǎn)讓給V2 Green公司的美國專利申請US20080039979公開了一種用于電能匯聚和分配的系統(tǒng)和方法，其中將分布式電源聯(lián)合供電提供的電能經(jīng)過電力網(wǎng)提供給應(yīng)用端， 并且供電端、應(yīng)用端和電力網(wǎng)的信息通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到流控制中心。該專利申請還提出了將電動車輛的電池和超電容器作為聯(lián)網(wǎng)的電能存儲裝置，電能存儲裝置間歇地或永久地連接在電力網(wǎng)上。上述現(xiàn)有技術(shù)通過將現(xiàn)有電力網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了電能生產(chǎn)、傳輸和利用的智能化。然而，除了上述已經(jīng)特別指出的缺點外，現(xiàn)有的能源利用方案還存在以下三方面的問題。首先，以上現(xiàn)有技術(shù)僅僅涉及單一能源(即電能)利用的能效優(yōu)化，以設(shè)備節(jié)能或企業(yè)節(jié)能為主，并沒有實現(xiàn)多種類型的能源的整合和優(yōu)化，沒有實現(xiàn)城市和區(qū)域節(jié)能。在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的能源利用系統(tǒng)的示意圖中，發(fā)電廠11、鍋爐12和燃?xì)馍a(chǎn)或儲存裝置13分別經(jīng)由電力網(wǎng)21、熱力網(wǎng)22、燃?xì)饩W(wǎng)23獨立地向用戶提供電能、熱能和燃?xì)?，以供用電裝置31、取曖裝置32和燃?xì)庠罹?3等使用。這三種能源的生產(chǎn)、輸送和使用是完全獨立的，三種能源網(wǎng)分別優(yōu)化，產(chǎn)能和用能匹配，以穩(wěn)態(tài)優(yōu)化為主。然而，還沒有提出將不同類型的能源/能源耦合利用的方案。其次，如圖1所示，典型地，各種能源在其利用系統(tǒng)中從生產(chǎn)端單向傳輸?shù)綉?yīng)用端。在已經(jīng)提出的智能電力網(wǎng)的方案中，通過智能儀表等收集的信息可以在信息網(wǎng)絡(luò)中雙向傳輸。此外，如果利用分布式能源聯(lián)合供電，則應(yīng)用端也可以利用太陽能發(fā)電等發(fā)電并將其傳輸?shù)诫娏W(wǎng)中。因此，在智能電力網(wǎng)中，電能也可以是雙向傳輸?shù)摹Ｈ欢?，還沒有提出針對電能之外的能源形式實現(xiàn)分布式能源生產(chǎn)和雙向傳輸?shù)姆桨?。最后，在現(xiàn)有技術(shù)的智能電力網(wǎng)的方案中，信息經(jīng)由信息通信網(wǎng)絡(luò)傳送，然而通常僅僅用于供電端、應(yīng)用端和電力網(wǎng)之一的管理或決策，而沒有針對電能生產(chǎn)、傳輸和應(yīng)用的全過程進(jìn)行能效優(yōu)化。供需端分別優(yōu)化，不能實現(xiàn)供需端的動態(tài)協(xié)同優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有能源利用系統(tǒng)的上述缺點，本發(fā)明人提出了新的能源利用系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)多能源(多種類型的能源和/或來自多個地理位置的能源)的耦合利用、實現(xiàn)分布式能源的管理和決策、以及針對能源利用的全過程進(jìn)行能效優(yōu)化的泛能網(wǎng)的方案。本發(fā)明的另一目的是提供能源交易和服務(wù)的方法，其中根據(jù)應(yīng)用端的選擇，利用泛能網(wǎng)向應(yīng)用端提供多種類型的能源中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種系統(tǒng)能效控制器，連接至能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個，其中，所述系統(tǒng)能效控制器協(xié)同控制能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的至少一個的泛能流的輸入和輸出，所述泛能流包括能量流、物質(zhì)流、信息流中的至少之一。所述泛能流包括能量流、物質(zhì)流、信息流相互耦合協(xié)同而形成的流。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種采用系統(tǒng)能效控制器管理能源利用的能效控制方法，所述方法包括以下步驟a)所述系統(tǒng)能效控制器獲取能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的狀態(tài)信息；b)所述系統(tǒng)能效控制器根據(jù)所述狀態(tài)信息確定各設(shè)備協(xié)同運行的優(yōu)化方案。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種能效增益裝置，包括了分布式發(fā)電裝置，熱/冷生產(chǎn)裝置、熱/冷存儲裝置以及和能源應(yīng)用裝置相連接的勢能泵，其中所述勢能泵消耗電能生產(chǎn)裝置提供的電能，將能源應(yīng)用裝置產(chǎn)生的廢熱提升到可利用的程度，并且將提升后的熱能輸送到熱能存儲裝置或者直接供給能源應(yīng)用裝置直接利用。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種智能能源服務(wù)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)能效控制器以及連接至系統(tǒng)能效控制器的能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個，其中所述智能能源服務(wù)系統(tǒng)消耗的能源的至少一部分由其自身提供。泛能網(wǎng)建立了創(chuàng)新性的智能泛能流理念，創(chuàng)造了智能能源——一種全新的能源體系，包括全新的能源結(jié)構(gòu)、全新的能源生產(chǎn)和應(yīng)用方式、全新的能源轉(zhuǎn)換方式。智能能源是在綜合利用可再生能源和環(huán)境勢能的基礎(chǔ)上，以泛能網(wǎng)為載體通過信息流、能量流及物質(zhì)流的耦合即泛能流管理實現(xiàn)能源的智能協(xié)同、全生命周期的循環(huán)，進(jìn)而使系統(tǒng)能源效用達(dá)到最優(yōu)。泛能網(wǎng)基于系統(tǒng)能效技術(shù)，通過能源生產(chǎn)、儲存、應(yīng)用與再生四環(huán)節(jié)能量和信息的耦合，形成系統(tǒng)多品類混合能源能量輸入和輸出跨時域的實時協(xié)同，其核心是通過對四環(huán)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)與環(huán)境間的能量流、物質(zhì)流、信息流進(jìn)行優(yōu)化控制，實現(xiàn)整個能源系統(tǒng)在全生命周期內(nèi)的能量利用效率的最大化。能效控制系統(tǒng)對各能量流進(jìn)行供需轉(zhuǎn)換匹配、 梯級利用、時空優(yōu)化、以達(dá)到系統(tǒng)能效最大化，最終輸出一種自組織的高度有序的高效智能能源。泛能網(wǎng)采用互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)，不但優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)能效，而且創(chuàng)新了商業(yè)和市場模式。即使不采用CDM碳稅交易這樣的辦法，也可以解決化石能源的短缺危機(jī)。例如，石油如果日漸枯竭，其價格必然上升，以石油為能源的方案如燃油汽車、燃油發(fā)電必然會沒有競爭力，以太陽能等可再生能源的方案，在泛能網(wǎng)機(jī)制下必然會很快顯示出旺盛的競爭力。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的實現(xiàn)多種類型的能源利用的系統(tǒng)的示意圖。圖2a_2f示出了多種類型的能源的生產(chǎn)裝置的實例。圖3a_3d示出了能源利用的四環(huán)節(jié)及其與物理管網(wǎng)的關(guān)系。圖4示出了泛能網(wǎng)的拓樸圖。
圖5示出了泛能網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)。圖6示出了包含能效匹配站的能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。圖7示出了能效匹配站的示意圖。圖8a和8b分別示出了利用傳統(tǒng)電力網(wǎng)和泛能網(wǎng)實現(xiàn)能源利用的系統(tǒng)能效的示意圖。
具體實施例方式首先，對本申請中使用的術(shù)語說明如下“泛能網(wǎng)”泛能網(wǎng)包括以傳輸泛能流的虛擬管道互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連接在一起的節(jié)點，在節(jié)點之間雙向傳輸泛能流。節(jié)點包括系統(tǒng)能效控制器，以及連接至系統(tǒng)能效控制器的其他節(jié)點、能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個。其中，系統(tǒng)能效控制器控制其他節(jié)點、能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的至少一個的泛能流的輸入和輸出，泛能流包括能量流、物質(zhì)流、信息流相互耦合協(xié)同而形成的邏輯智能流。信息、能量、物質(zhì)的傳輸設(shè)備(管網(wǎng)或運輸工具)構(gòu)成了泛能網(wǎng)中的傳輸設(shè)備，泛能網(wǎng)包括能源的全生命周期(能源生產(chǎn)，能源應(yīng)用，能源儲存，能源再生)，通過系統(tǒng)能效控制器、能效增益裝置等泛能網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接，以泛能流為能源、物質(zhì)、信息的載體而形成的一個閉環(huán)的智能能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。“泛能流”包括能量流、物質(zhì)流、信息流相互耦合協(xié)同而形成的邏輯智能流。泛能流傳輸介質(zhì)可以在通過物理上、邏輯上的耦合，可以在一起同步在傳輸設(shè)備當(dāng)中同步傳輸。 泛能流(態(tài)流)是有智能控制的火用流。“能量流”包括電能、熱能、壓力能、潮汐能、機(jī)械能，等。“物質(zhì)流”選自冷、熱、電以及能源再生裝置產(chǎn)生的產(chǎn)品中的至少一種，包括天然氣、熱水、冷水、蒸汽、CO2、沼氣等的至少之一。物質(zhì)流即可能是能源載體(如熱水、冷水)， 也可能是能源自身(如用于發(fā)電的生物質(zhì)、沼氣)。“信息流”包括能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的虛擬標(biāo)簽及能源的實時價格信息等?！胺耗芫W(wǎng)關(guān)”泛能網(wǎng)關(guān)連接的是泛能網(wǎng)的終端，包括系統(tǒng)能效控制器和可選的能效增益裝置，泛能網(wǎng)關(guān)完成泛能流在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的分配、緩存以及轉(zhuǎn)換?！跋到y(tǒng)能效控制器”系統(tǒng)能效控制器通過泛能網(wǎng)連接四環(huán)節(jié)設(shè)備的智能終端、泛能網(wǎng)節(jié)點以及泛能網(wǎng)關(guān)，根據(jù)實時監(jiān)測的能量流、信息流及物質(zhì)流的流量和流向以及四環(huán)節(jié)各設(shè)備的運行狀況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的能量流、物質(zhì)流及信息流的流向變化和流量增減，并及時調(diào)整四環(huán)節(jié)的智能終端、泛能網(wǎng)節(jié)點以及泛能網(wǎng)關(guān)等泛能網(wǎng)設(shè)備的控制參數(shù)， 達(dá)到系統(tǒng)能效最優(yōu)的同時充分利用環(huán)境勢能和可更新(火用)。系統(tǒng)能效控制器既是實現(xiàn)信息和能量交互協(xié)同的核心樞紐，也是實現(xiàn)系統(tǒng)自組織有序化的物理載體?！碍h(huán)境勢能”指太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等能源，只要是在四環(huán)節(jié)系統(tǒng)所處的地域空域之內(nèi)而非從外界獲取的，也不至于影響外界能源獲取的，都應(yīng)視為系統(tǒng)的環(huán)境勢能?！澳苄А蹦芰坷玫男驶蛐Чㄒ唤M如熱效率、電效率、(火用)效率等衡量系統(tǒng)對能量品位和數(shù)量利用效果的參量。
“系統(tǒng)能效”在系統(tǒng)中能源利用的效率或效果，包括一組如熱效率、電效率、(火用exergy)效率等衡量系統(tǒng)對能源品位和數(shù)量利用效果的參量。系統(tǒng)能效改善的重要方面是能源供需品位和數(shù)量的匹配，是對人類產(chǎn)能和用能方式的改善。能源利用的四環(huán)節(jié)本發(fā)明人對家庭、區(qū)域、城市多層次的能源利用系統(tǒng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)能源利用系統(tǒng)都包含能源生產(chǎn)、能源儲存、能源應(yīng)用、能源再生四環(huán)節(jié)。在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，通過一系列裝置將人們難以利用的化石能、生物質(zhì)能源以及太陽能和風(fēng)能，轉(zhuǎn)化為可供人類直接使用的電、氣和熱/冷能的環(huán)節(jié)。在任何一個區(qū)域，由于自然資源稟賦或社會、技術(shù)發(fā)展程度的不同，能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一次能源構(gòu)成都會存在較大的差異，也會因此，形成了具有自身特色的能源生產(chǎn)端二次能源結(jié)構(gòu)。能源生產(chǎn)應(yīng)該是多種類型的能源的生產(chǎn)，即能源的全價開發(fā)。例如電廠最終不僅僅輸出電，應(yīng)該是電熱聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)；太陽能效率較低，那么開發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)該是太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)模塊；生物能源也可以實現(xiàn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)的模塊。在能源應(yīng)用環(huán)節(jié)中，對二次能源結(jié)構(gòu)的需求變化則更為復(fù)雜，不但不同的用能端具有不同的能源需求的結(jié)構(gòu)和比例，即使同一應(yīng)用端能源需求的數(shù)量和品位也會發(fā)生變化。這種現(xiàn)狀造成了能源的極大浪費。目前，從能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)到應(yīng)用環(huán)節(jié)，能源利用效率大概僅有30%，因此非常需要一種能效轉(zhuǎn)換和提升機(jī)制把能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)出的能源在應(yīng)用環(huán)節(jié)最大限度的利用起來。在能源應(yīng)用環(huán)節(jié)應(yīng)該使用高效的集成系統(tǒng)，而不是單一的能源形式和能源技術(shù)的應(yīng)用，例如建筑行業(yè)采用先進(jìn)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)建筑的保溫，采用高效的熱泵系統(tǒng)，變頻的中央空調(diào)系統(tǒng)等等；在工業(yè)領(lǐng)域使用先進(jìn)的節(jié)能換熱設(shè)備，先進(jìn)的反應(yīng)設(shè)備；在交通領(lǐng)域使用先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)等等，即應(yīng)用端通過系統(tǒng)的集成技術(shù)體系，實現(xiàn)有用能真正效率的提升。在能源儲存環(huán)節(jié)，可對電能、熱能、冷能、機(jī)械能等各種類型的能源進(jìn)行存儲，通過一次借勢與二次借勢，最大限度的利用環(huán)境勢能，提高系統(tǒng)的能源利用效率。所謂一次借勢指的是直接利用太陽能或地?zé)崮転閼?yīng)用環(huán)節(jié)供應(yīng)能源的過程，這種利用是即時的，沒有延滯的。在沒有用途或難以利用的情況下從環(huán)境中收集，并在另一時期或地點產(chǎn)生了明顯用途或便于利用的能源的過程，稱為二次借勢。例如，利用能源儲存環(huán)節(jié)，例如，通過地下含水層把冬季的冷水儲存起來，等到夏天作為建筑物暖通系統(tǒng)的冷凍水使用，為大廈制冷，或利用地埋管將冬季的冷能儲存于土壤中，留到夏天使用。能源儲存的方式一般分為兩種一種是儲存的過程中，能源的種類不發(fā)生改變； 另外一種是將一種形式的能源轉(zhuǎn)化為另外一種形式的能源，進(jìn)行存儲。也即，在后者的能源儲存環(huán)節(jié)中還包括能源轉(zhuǎn)換。例如，利用電解水將太陽能電池發(fā)的電轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，以氫氣和氧氣的形式加以存儲。能源儲存環(huán)節(jié)的優(yōu)化包括提高能源儲存的效率，減少儲存過程中能源的損失；儲存過程中的控制優(yōu)化。能源儲存環(huán)節(jié)在四環(huán)節(jié)系統(tǒng)中的作用有如下幾點1、用于儲存系統(tǒng)中產(chǎn)生的或環(huán)境中吸取的能源，以待一段時間以后需要時使用，從而提高能源的利用效率；2、實現(xiàn)一次借勢與二次借勢，從而達(dá)到系統(tǒng)能效增益。
能源再生環(huán)節(jié)，指收集能源系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)節(jié)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、儲存環(huán)節(jié)的余能，并重新提供給本系統(tǒng)其它環(huán)節(jié)利用(如能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)或能效增益裝置)。如本系統(tǒng)利用了外系統(tǒng)的余能，則該部分應(yīng)計入能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而不應(yīng)算作再生環(huán)節(jié)。能源再生環(huán)節(jié)是系統(tǒng)內(nèi)的非線性環(huán)節(jié)。由于再生環(huán)節(jié)的能量輸入主要來自于系統(tǒng)內(nèi)部其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生的余能，其輸出端也是系統(tǒng)內(nèi)部的其他環(huán)節(jié)，這樣就形成了系統(tǒng)內(nèi)部的一個閉環(huán)反饋。當(dāng)再生環(huán)節(jié)吸收余能后，將形成一個系統(tǒng)能效的正反饋循環(huán)，從而產(chǎn)生能效的非線性效應(yīng)即能效增益。在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和應(yīng)用環(huán)節(jié)能量匹配的基礎(chǔ)上，加上儲存環(huán)節(jié)和再生環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)混合能源的梯級利用和過程優(yōu)化。例如，通過對熱能的儲存，可以實現(xiàn)熱能的梯級利用。應(yīng)當(dāng)注意，能源生產(chǎn)、能源儲存、能源應(yīng)用、能源再生四環(huán)節(jié)的概念并不限于常規(guī)的含義。例如，傳統(tǒng)的發(fā)電廠是常規(guī)的電能生產(chǎn)企業(yè)，但在本申請中進(jìn)一步將發(fā)電廠內(nèi)部的發(fā)電機(jī)等作為能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將其內(nèi)部的排放物回收系統(tǒng)作為能源再生環(huán)節(jié)，并將其內(nèi)部的用電設(shè)備作為能源應(yīng)用環(huán)節(jié)。因此，傳統(tǒng)的發(fā)電廠構(gòu)成下文所述的泛能網(wǎng)中的一個節(jié)點， 而不認(rèn)為是單獨的能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的電力網(wǎng)提供有限的電能儲存能力，即包含容量有限的能源儲存環(huán)節(jié)。供電端必須持續(xù)地產(chǎn)生電能以維持該鏈路上的能量流。而在傳統(tǒng)的電能利用系統(tǒng)中，通常不包括能源再生環(huán)節(jié)。例如，在應(yīng)用端，一部分電能以電器產(chǎn)生的廢熱的形式釋放到大氣中而舍棄?；谝陨习l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人提出了包括系統(tǒng)能效控制器、能源生產(chǎn)、能源儲存、能源應(yīng)用、能源再生的能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)。參見圖2a_2f，能源生產(chǎn)裝置101包括但不限于太陽能發(fā)電/供熱裝置1011、風(fēng)力發(fā)電裝置1012、地?zé)岚l(fā)電/供熱裝置1013、核能發(fā)電/供熱裝置1014、火力發(fā)電/供熱裝置 1015和冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置1016。冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置1016為選自燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、輻射板耦合太陽能板 (PVR)、冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)中的一種。其中，CCHP建立在能源的梯級利用概念基礎(chǔ)上， 將制冷、供熱(采暖和供熱水)及發(fā)電過程-體化的多聯(lián)產(chǎn)總能系統(tǒng)，在CCHP中，發(fā)電機(jī)組與空調(diào)機(jī)組共用發(fā)動機(jī)，可以顯著提高能源利用效率，減少二氧化碳化物及其他污染物的排放。進(jìn)一步地，參見圖3a，能源生產(chǎn)裝置101的原料主要包括太陽能、地?zé)帷L(fēng)能、地?zé)?、核物質(zhì)、煤以及生物質(zhì)等，將原料轉(zhuǎn)化為三種不同形式的混合能源——氣(燃?xì)?、電、 熱。三種原料分別進(jìn)入燃?xì)饩W(wǎng)、電力網(wǎng)和熱力網(wǎng)送至應(yīng)用端的能源應(yīng)用裝置103。此外，能源生產(chǎn)裝置101還可以產(chǎn)生熱水/冷水，經(jīng)由熱水/冷水管網(wǎng)提供給能源應(yīng)用裝置103。優(yōu)選地，在能源生產(chǎn)裝置中，一次能源通過能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)被轉(zhuǎn)化成可供應(yīng)用環(huán)節(jié)直接利用的電、熱、冷、氣等二次能源。例如，生物質(zhì)先在生物燃?xì)庋b置1017中經(jīng)過配料、發(fā)酵、凈化、分離四階段處理生成甲烷氣，然后作為原料提供給冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置1016 ；煤先在常壓催化裝置1018中氣化生成煤氣，然后作為原料提供給冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置1016。優(yōu)選地，所述能源生產(chǎn)裝置包括利用發(fā)電裝置產(chǎn)生的廢氣、廢熱產(chǎn)生熱能的熱能生產(chǎn)裝置，和/或利用發(fā)電裝置產(chǎn)生的廢氣、廢熱產(chǎn)生電能的電能生產(chǎn)裝置。進(jìn)一步地，參見圖3b，能源儲存裝置102包括但不限于儲電裝置1021和儲熱/儲冷裝置1022，其中儲電裝置1021例如是全釩液流電池、鋰離子電池，儲熱/儲冷裝置1022 例如是儲熱/冷罐。能源儲存裝置102接收能源生產(chǎn)裝置101提供的電能、熱能、熱水/冷水，并根據(jù)需求將其提供給能源應(yīng)用裝置103。進(jìn)一步地，參見圖3c，能源應(yīng)用裝置103包括但不限于充電站1031、加氣站1032、 工廠用電設(shè)備1033、別墅1034、公寓1035、智能能源服務(wù)系統(tǒng)1036。能源應(yīng)用裝置103產(chǎn)生諸如二氧化碳、廢水的排放物并將其提供給能源再生裝置 104。進(jìn)一步地，參見圖3d，能源再生裝置104包括但不限于二氧化碳處理裝置1041 (例如微藻吸碳生物能源工廠)和廢水處理裝置1042。在系統(tǒng)能效控制器的優(yōu)化調(diào)整下完成物質(zhì)流、能量流和信息流的協(xié)同、不同品位能源的動態(tài)匹配以及梯級利用。泛能網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)進(jìn)一步地，本發(fā)明人提出泛能網(wǎng)的多能源利用方案，其基本架構(gòu)是雙向傳輸耦合協(xié)同的信息流、能量流以及物質(zhì)流的互聯(lián)網(wǎng)，從而形成智能能源網(wǎng)絡(luò)體系。泛能網(wǎng)傳輸?shù)哪芰苛靼ǖ幌抻陔娔芎蜔崮?。此外，在泛能網(wǎng)中還傳輸物質(zhì)流， 如天然氣、熱水、冷水、CO2、沼氣等。泛能流是三流即能量流、物質(zhì)流、信息流相互耦合協(xié)同而形成的邏輯智能流；在泛能網(wǎng)中，泛能流流動到泛能網(wǎng)中的每一個節(jié)點中，從而各個節(jié)點以雙向的泛能流為載體而相互聯(lián)系在一起。泛能流的實質(zhì)是三流耦合和協(xié)同；通過三流耦合和協(xié)同產(chǎn)生非線性效應(yīng)即能效增益；泛能流就是智能流，因此泛能網(wǎng)的智能是基于三流耦合和協(xié)同的智能化。圖4示出用于實現(xiàn)多能源利用的泛能網(wǎng)的拓樸圖。泛能網(wǎng)包括由節(jié)點100互聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò)。泛能網(wǎng)的節(jié)點可以包括四環(huán)節(jié)的全集或子集，即能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102、能源應(yīng)用裝置103和能源再生裝置104中的一個或多個。泛能網(wǎng)不僅允許接入傳統(tǒng)的電能生產(chǎn)企業(yè)和傳統(tǒng)的家庭，更為重要的是允許接入新型的分布式能源，例如，配備有太陽能發(fā)電或風(fēng)能發(fā)電的家庭、配備有地?zé)岜玫纳钚^(qū)。通常，分布式能源系統(tǒng)位于能源應(yīng)用裝置附近。系統(tǒng)能效控制器105與節(jié)點100中的能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102、能源應(yīng)用裝置103和能源再生裝置104中的任一個相連，并且與上一級、同一級和/或下一級的其他節(jié)點相連，用于控制泛能流經(jīng)由虛擬管道106在四環(huán)節(jié)之間以及節(jié)點之間的輸入和輸
出ο在優(yōu)選的實施例中，節(jié)點100還直接或間接地連接到交易服務(wù)器200，任一節(jié)點中的能源應(yīng)用裝置都可以從交易服務(wù)器200獲得所需能源類型的有關(guān)信息并從其購買能源， 然后經(jīng)由虛擬管道106獲取該能源。虛擬管道106包括用于傳輸信息流的互聯(lián)網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)、用于傳輸能量流的電力網(wǎng)和熱力網(wǎng)、用于傳輸物質(zhì)流的燃?xì)饩W(wǎng)、熱水/冷水管網(wǎng)、二氧化碳回收管網(wǎng)、廢水回收管網(wǎng)甚至是物質(zhì)運輸工具的集合。物質(zhì)流或能量流網(wǎng)絡(luò)連接區(qū)域四環(huán)節(jié)中的所有裝置和設(shè)備。
虛擬管道106是泛能流傳輸?shù)妮d體。在泛能網(wǎng)的虛擬管道106中流動的能量流或物質(zhì)流帶有虛擬標(biāo)簽，可以簡單地理解為當(dāng)前可見的帶有感知信息標(biāo)簽的能源模塊組合和能源模塊組合。虛擬管道106的交匯點即成為泛能網(wǎng)100的節(jié)點，系統(tǒng)能效控制器105在節(jié)點處實現(xiàn)能源終端的接入和路由。泛能流可以在網(wǎng)絡(luò)的任何節(jié)點間暢通無阻的流通。泛能流的管道可以有物理實體的支撐，也可以是無物理實體的虛擬管道，比如，跨越太平洋的物理實體管道可以為虛擬的，并沒有修建這樣可見的管道，甚至可以延伸到其它星球。虛擬管道必須要與有物理實體的管道共生，這樣的物理實體管道可以簡單的理解為在當(dāng)前能看到的如天然氣管道、電力線、水管、輸油管道，還可以是飛機(jī)、輪船、汽車、火車等與信息通信管道耦合而成的，形式多樣，如信息通信與傳輸電能合一的電力線，或者天然氣管道與信息通信光纖相耦合的管道。節(jié)點設(shè)備完成泛能流終端的接入與路由。管道與節(jié)點設(shè)備提供商承擔(dān)管道與節(jié)點設(shè)備的研發(fā)與支撐，管道建設(shè)與運營的運營商承擔(dān)建設(shè)與維護(hù)。泛能網(wǎng)的每一層或者每一級子網(wǎng)，都是基于能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)而構(gòu)建的。大到宇宙，小到微觀粒子，都是以能源的四環(huán)節(jié)為基本要素而構(gòu)建的一個系統(tǒng)。在現(xiàn)實世界中，從城市的能源網(wǎng)絡(luò)，再到園區(qū)，到家庭，都是一級一級細(xì)分下去的一個四環(huán)節(jié)的能源網(wǎng)絡(luò)，因此我們說在一個物理區(qū)域中，形式上分布的能源網(wǎng)絡(luò)，實際上是有一個嚴(yán)格的按照四環(huán)節(jié)層層嵌套，環(huán)環(huán)相扣的一個有序的能源網(wǎng)絡(luò)，這種結(jié)構(gòu)上的有序性，為在這個區(qū)域中系統(tǒng)能效的最優(yōu)化建立了一個結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的物理基礎(chǔ)。某些節(jié)點以及其下級的子節(jié)點包括系統(tǒng)能效控制器、以及能源生產(chǎn)、能源儲存、能源應(yīng)用、能源再生四環(huán)節(jié)的全集，從而構(gòu)成上述的能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)。然而，另一些節(jié)點可能只包括系統(tǒng)能效控制器，以及能源生產(chǎn)、能源儲存、能源應(yīng)用、能源再生四環(huán)節(jié)的子集，例如，如前所述，傳統(tǒng)的發(fā)電廠并不是四環(huán)節(jié)系統(tǒng)，但只要利用系統(tǒng)能效控制器將其連接到系統(tǒng)能效控制器，就可以構(gòu)成一個節(jié)點。本發(fā)明的泛能網(wǎng)允許接入傳統(tǒng)的發(fā)電廠、傳統(tǒng)的家庭以及新型的分布式能源系統(tǒng)(如家庭太陽能發(fā)電裝置、區(qū)域風(fēng)力發(fā)電裝置)，只要最終在整個網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)成完整的能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)即可。虛擬標(biāo)簽是對能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個進(jìn)行表記、傳感和控制產(chǎn)生的信息的數(shù)據(jù)封裝。虛擬標(biāo)簽是在泛能網(wǎng)中傳輸?shù)男畔⒘鞯囊徊糠?，使得信息流與泛能網(wǎng)中傳輸?shù)哪芰苛骱臀镔|(zhì)流耦合在一起。例如，在泛能網(wǎng)中，在特定場景下傳輸帶有虛擬標(biāo)簽的電能，在特定場景下傳輸帶有虛擬標(biāo)簽的電能及天然氣的組合模塊，在特定場景下傳輸帶有虛擬標(biāo)簽的電能及熱能的組合模塊，在特定場景下傳輸帶有虛擬標(biāo)簽的電能及沼氣及冷能的組合模塊。 例如，虛擬標(biāo)簽包括以下信息能源類型電、天然氣、熱、冷、CO2、沼氣等類型，其中之一種或幾種的組合；生產(chǎn)者廠家、或可控區(qū)域、或虛擬參與交易單位；碳排放碳稅、碳指標(biāo)、減稅及補(bǔ)貼；其它日期、地點等。接入終端消耗和提供的將是這樣的更高級的能源形式，稱之為泛能。泛能流接入終端必須接入到這樣的網(wǎng)絡(luò)上才能獲取或提供泛能，泛能流終端可以是各種規(guī)模和形式的設(shè)備，目前可見的火力發(fā)電廠、核電發(fā)電廠、太陽能光電一體化設(shè)備、汽車充放電池、太陽能充電站、沼氣池、風(fēng)力發(fā)電站、電腦、冰箱、燃?xì)廨啓C(jī)、單體建筑、城市、區(qū)域、家庭，總之，將目前的一切能源應(yīng)用、能源生產(chǎn)、能源儲存、能源再生終端設(shè)備再增加支持泛能網(wǎng)接入的接口模塊加以改造。例如，混合動力車在將其充放電電池增加虛擬標(biāo)簽、充放電線接口、通信模塊接口，就可以接入系統(tǒng)能效控制器，實現(xiàn)從泛能網(wǎng)中獲得和/或提供帶有虛擬標(biāo)簽的電能。利用泛能網(wǎng)的交易和服各在上述基礎(chǔ)設(shè)施的泛能網(wǎng)中，可以開發(fā)各種服務(wù)與運作支撐體系，用以支撐泛能供需服務(wù)與交易?；诜耗芫W(wǎng)的交易模式不再是當(dāng)前傳統(tǒng)的供需雙方直接買賣交換模式， 供需之間增加了一個中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，雖然供需之間的選擇看起來仍是直接選擇的，需方可以從分布于全國乃至地球的供方中任意自由組合選擇，但選擇后交易的完成必須要經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，這個中間環(huán)節(jié)就是建立在泛能網(wǎng)基礎(chǔ)上的交易服務(wù)。參見圖4，交易服務(wù)器200作為泛能網(wǎng)的節(jié)點之一，控制直接或間接與之連接的節(jié)點的能源交易和服務(wù)，所述交易服務(wù)器包括存儲裝置，用于存儲多個能源生產(chǎn)裝置和/或能源儲存裝置的包含能源有關(guān)信息的虛擬標(biāo)簽；實時價格生成裝置，根據(jù)多個能源生產(chǎn)裝置和多個能源儲存裝置的虛擬標(biāo)簽以及能源應(yīng)用裝置的需求生成實時價格，其中所述交易服務(wù)器根據(jù)能源應(yīng)用裝置的請求，向其提供能源生產(chǎn)裝置和能源儲存裝置的虛擬標(biāo)簽以及實時價格信息。利用交易服務(wù)器200提供能源交易和服務(wù)的方法包括以下步驟a)多個能源生產(chǎn)裝置和/或能源儲存裝置將包含能源有關(guān)信息的虛擬標(biāo)簽傳輸?shù)椒耗芫W(wǎng)中；b)交易服務(wù)器根據(jù)多個能源生產(chǎn)裝置和多個能源儲存裝置的虛擬標(biāo)簽以及能源應(yīng)用裝置的需求生成實時價格；c)能源應(yīng)用裝置從交易服務(wù)器獲得能源生產(chǎn)裝置和能源儲存裝置的虛擬標(biāo)簽以及實時價格信息；d)能源應(yīng)用裝置根據(jù)獲得的信息選擇能源來源；e)能源應(yīng)用裝置通過虛擬管道獲取能源。經(jīng)營該交易服務(wù)的實體可以與建設(shè)泛能網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的實體分離。該交易服務(wù)大體具有的功能和技術(shù)為基于類似目前的地理信息技術(shù)、GPS技術(shù)、云計算、云存儲技術(shù)為供需雙方提供P2P的專有服務(wù)方案，比如，一個家庭用戶可以從泛能網(wǎng)上的任意一家供方選擇后服務(wù)器針對該用戶會實時自動計算一個價格，這樣不同的家庭用戶雖然選擇的是同一個供方，但價格分布特點會是基于網(wǎng)絡(luò)的實時價格，這個價格不是供方制定的常數(shù)價格而是基于供方的賣價針對該用戶計算出來的價格，是個實時分布式函數(shù)。經(jīng)營交易服務(wù)的公司必將出現(xiàn)類似與現(xiàn)在的谷哥、亞馬遜的公司。從需方來看盡管看起來是直接購買某個供方的泛能，但實際使用的物理能未必是該供方的，可能就是交易服務(wù)就近調(diào)度的附近的另一個供方的。只要接入到系統(tǒng)能效控制器，供需之間的自由選擇范圍極大增加，物理上的不可能就變?yōu)榭赡埽@就是泛能網(wǎng)的技術(shù)魅力和技術(shù)進(jìn)步帶來的革命性的進(jìn)步。在虛擬泛能網(wǎng)交易市場中，中間商從能源生產(chǎn)裝置批發(fā)其所生產(chǎn)的能源，通過交易平臺轉(zhuǎn)售或零售給能源應(yīng)用裝置、能源儲存裝置、或能源再生裝置。中間商的角色可以用金融系統(tǒng)中的銀行來類比，其中之一的重要功能是客戶的存(如泛能供給)和取(如泛能應(yīng)用)。買方按虛擬標(biāo)簽所示從中間商買來的能源(泛能)并不一定是能源生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的，但它的虛擬標(biāo)簽一定是該能源生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的，就像客戶從銀行取出的紙幣并不一定是該客戶存入的紙幣一樣。至于中間商是通過什么技術(shù)手段來完成該交易的，能源買賣雙方并不關(guān)心，他們只關(guān)心最后的價格和品質(zhì)。中間商的技術(shù)手段，包括基于泛能網(wǎng)的平臺，其中虛擬管道可以幫助中間商降低能源損耗、減輕運輸成本，從而實現(xiàn)節(jié)能排放和增效。對于區(qū)域能源可以通過泛能網(wǎng)關(guān)以虛擬工廠的形式參與虛擬能源市場，家庭用戶可以捆綁參與能源市場以增加話語權(quán)。利用泛能網(wǎng)的交易服務(wù)提供智能化、個性化的服務(wù)，其智能的發(fā)達(dá)程度是分層次和階段的，有一個進(jìn)化過程。當(dāng)前我們的能源應(yīng)用方式基本以人的意愿進(jìn)行，浪費很大。泛能網(wǎng)能夠注入人類的智慧，變得聰明起來，通過感知能源應(yīng)用環(huán)境，提供節(jié)約高效的能源應(yīng)用方案，環(huán)境改變了，能源應(yīng)用方式也遂之改變，人與物、物與物之間的泛能環(huán)境互感、互動，基于泛能網(wǎng)的這種能源應(yīng)用機(jī)制使得各方都聰明起來，達(dá)到人與人互智，在這樣的競爭機(jī)制下，先進(jìn)高效的環(huán)境友好的清潔能源方案必然會勝出，能源危機(jī)就會化危為機(jī)，人與自然就會和諧共生。目前可以看到的可再生能源如太陽能、風(fēng)能、水能等，再生能如沼氣、氫氣，可能會在未來勝出?？梢韵胂笪磥砦覀兊某鞘猩瞽h(huán)境會是什么樣，以我們生活的社區(qū)為例，在建設(shè)之初除了蓋房子外，重要的是要規(guī)劃房子所處的環(huán)境充分利用自然環(huán)境能源， 創(chuàng)造與自然和諧的生態(tài)系統(tǒng)，綜合規(guī)劃太陽能利用、風(fēng)能利用、地?zé)崮艿睦?、再生能源的利用、因地制宜的選擇自然資源能源，社區(qū)可以作為一個能源綜合梯級利用的子系統(tǒng)，將成為泛能網(wǎng)的接入終端，既可以是用能需方也可以變?yōu)楫a(chǎn)能供方，可以自由平等的參與泛能網(wǎng)的交易。社區(qū)中的家庭也可以組成一個泛能網(wǎng)接入終端，也可以與所處社區(qū)自由平等的參與泛能網(wǎng)的交易，這樣傳統(tǒng)的能源應(yīng)用觀念就會被打破，比如，可能存在一個大企業(yè)用的能是由很多家庭的富余、廉價、多品種能源的集合，目前的能源應(yīng)用方式這樣的機(jī)會是不可能發(fā)生的。泛能網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖5示出了泛能網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)的示意圖，其中作為示例說明了泛能網(wǎng)的機(jī)-機(jī)互感層的四種類型的節(jié)點201-204，泛能網(wǎng)的人-機(jī)互動層的智能服務(wù)平臺300、以及泛能網(wǎng)的人-人互智系統(tǒng)400。家庭節(jié)點201包括太陽能板101a、蓄電池組102a、電器設(shè)備103a和小型微藻吸碳裝置104a，并且經(jīng)由家庭網(wǎng)關(guān)105a接入泛能網(wǎng)。樓宇或社區(qū)節(jié)點202包括太陽能板101b、沼氣池101b，、蓄電池組102b、智能樓宇 103b，并且經(jīng)由區(qū)域網(wǎng)關(guān)105b接入泛能網(wǎng)。在該節(jié)點沒有設(shè)置能源再生裝置。交通行業(yè)節(jié)點203包括太陽能充電站101c、沼氣池101c’、蓄電池組102c、智能交通系統(tǒng)103c，并且經(jīng)由交通行業(yè)網(wǎng)關(guān)105c接入泛能網(wǎng)。在該節(jié)點沒有設(shè)置能源再生裝置。城市節(jié)點204包括太陽能發(fā)電站101d、蓄電池組102d、用電設(shè)施103d和大型微藻吸碳工廠104d，并且經(jīng)由城市網(wǎng)關(guān)105d接入泛能網(wǎng)。泛能網(wǎng)還提供了人-機(jī)互動層的智能服務(wù)平臺300，在該智能服務(wù)平臺上提供互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)301、能效優(yōu)化服務(wù)302和交易服務(wù)303。能效優(yōu)化服務(wù)302包括能源匹配、能源路由、能效增益、能效控制等。泛能網(wǎng)還導(dǎo)致了新的人-人互智系統(tǒng)400的產(chǎn)生，其中提供了專家決策功能。該互智系統(tǒng)包括與能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)相對應(yīng)的機(jī)構(gòu)，即能源生產(chǎn)機(jī)構(gòu)401、能源儲存機(jī)構(gòu)402、 能源應(yīng)用機(jī)構(gòu)403和能源環(huán)保部門404，以及泛能網(wǎng)人-人互智層的系統(tǒng)能效控制機(jī)構(gòu)。能源生產(chǎn)、儲存、應(yīng)用與再生四環(huán)節(jié)通過無處不在的表記與傳感，實現(xiàn)信息與能源的耦合，再通過聯(lián)網(wǎng)與控制實現(xiàn)機(jī)-機(jī)互感層的智能，這種智能是人類將已有能源應(yīng)用規(guī)律固化到聯(lián)網(wǎng)與控制設(shè)備中去的結(jié)果。泛能網(wǎng)是分布式智能網(wǎng)絡(luò)和集中式網(wǎng)絡(luò)的集成，由物理的多個層次家庭、區(qū)域和城市等組成，每個層次都由能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)組成；以虛擬的三個層次互感、互動和互智為特征。傳統(tǒng)的智能電力網(wǎng)、燃?xì)饩W(wǎng)、熱力網(wǎng)、物質(zhì)流網(wǎng)、信息網(wǎng)通過泛能網(wǎng)的系統(tǒng)能效控制器的橫向耦合協(xié)同，以互感、互動、互智虛擬邏輯三層次為特征的縱向耦合協(xié)同，使其成為一個巨型的人工智能能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。泛能網(wǎng)的家庭、區(qū)域、城市將是分布式能源的主要對象，與清潔能源如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿姆稚⑻攸c相對應(yīng)，泛能網(wǎng)中的家庭、區(qū)域、城市不但是能源應(yīng)用單位，也是因地制宜的能源生產(chǎn)、儲存單位，以泛能網(wǎng)互感、互動、互智為平臺，形成一個清潔、高效、智能、 安全的網(wǎng)絡(luò)。比如以家庭為例通過溫度、光照度、人體感知等傳感器可以感知人員的活動，進(jìn)而調(diào)節(jié)各房間的照明和空調(diào)等設(shè)備的設(shè)定，這就是對環(huán)境的互感；家庭能源管理系統(tǒng)(Home Energy Management System,HEMS)通過對氣價和電價的算法給出用電還是用氣的建議，這就是耦合協(xié)同后的互動；經(jīng)過一段時期的用戶詳細(xì)用電、氣、水、冷熱信息收集之后，還可以利用人工智能技術(shù)構(gòu)建家庭能源應(yīng)用模型，并進(jìn)一步采用時空等優(yōu)化技術(shù)將HEMS智能編程變?yōu)樽詣又悄茼憫?yīng)。在人-機(jī)互動層，泛能網(wǎng)提供了人機(jī)互動的平臺，人可以根據(jù)更高層的命令及系統(tǒng)內(nèi)部各種控制設(shè)備的運行情況生成合理的操作指令，并將指令下達(dá)給互感層的受控設(shè)備，人機(jī)互動主要是解決機(jī)機(jī)互感解決不了或不好解決的能效問題，給人的智能提供了手段和管控平臺。基于泛能網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺，接收底層動態(tài)(實時和非實時)反饋的信息，根據(jù)對事件類型的定義分析是否形成事件以及事件類型，難以決策的事件通過人-人互智層的人人互智網(wǎng)絡(luò)形成決策命令，據(jù)此下達(dá)相應(yīng)的決策命令給人_機(jī)互動層處理。泛能網(wǎng)通過互感、互動、互智解決了機(jī)與機(jī)、人與機(jī)、人與人的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。泛能網(wǎng)是一個信息、能量和物質(zhì)通過智能協(xié)同而融為一體的智能能源網(wǎng)絡(luò)體系。 它是一個無所不在、遍及人類生活中每個角落的集人類世界的“智”與物質(zhì)世界的“能”統(tǒng)一和諧的泛網(wǎng)絡(luò)體系。它的“能”體現(xiàn)在基于多品類混合能源(如電、熱、氣等)、四環(huán)節(jié)全生命周期(包括能源生產(chǎn)、儲運、應(yīng)用和再生)而構(gòu)建的能源系統(tǒng)。它的“智”體現(xiàn)在由互感 (機(jī)-機(jī))、互動(人-機(jī))、互智(人-人)而構(gòu)成的三層次決策優(yōu)化體系?！爸恰迸c“能” 的融合一方面解決了基于能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)建的能源網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)能效最優(yōu)化的目標(biāo)，另一方面解決了人的智力對泛能網(wǎng)系統(tǒng)能效的非線性的改變效果。如能源政策的改變對區(qū)域能源系統(tǒng)的作用遠(yuǎn)大于物理層面設(shè)備對系統(tǒng)節(jié)能的貢獻(xiàn)。泛能網(wǎng)具有第一個特征中描述的“智“的特征。這個智是一個邏輯上的優(yōu)化決策體系，包含了機(jī)-機(jī)互感，人-機(jī)互動，人-人互智的三層智能優(yōu)化決策。第一層橫向優(yōu)化 所謂的機(jī)-機(jī)互感指的是依靠機(jī)器的智能感知實現(xiàn)對能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)的最基本的控制和優(yōu)化，使得在無需人干預(yù)的情況下，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠的運行。這種智能可以理解為固化在機(jī)器中的基本的算法和程序。第二層橫向優(yōu)化人-機(jī)互動是人要根據(jù)一定的優(yōu)化目標(biāo)對系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)，使得機(jī)器的固化程序(行為)發(fā)生改變，最終完成一定的優(yōu)化目標(biāo)，如經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，局部能效最優(yōu)化目標(biāo)等等。第二層橫向優(yōu)化人-人互智實際上是社會決策體系，簡單的理解就是人們?yōu)榱私鉀Q一件事情而進(jìn)行的一個互商，最終形成一個決定，也可以類比理解為人們正對一件事情做了一個優(yōu)化的決策(目標(biāo))。三層縱向優(yōu)化三層的智能決策優(yōu)化是相互關(guān)聯(lián)，相互依存的。人-人互智的決策，要依賴人-機(jī)接口下達(dá)，解析到機(jī)器層面去執(zhí)行，因此三層邏輯優(yōu)化決策體系并不對應(yīng)某一物理層面，在某一物理層面可以包含至少一個層次的優(yōu)化。舉例而言，在四環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)中，實際包含了控制層，管控層，調(diào)度層等，整體的控制優(yōu)化是依靠機(jī)器(控制器，優(yōu)化器)，人(操作員，決策者)來共同完成的。特別需要指出的是，泛能網(wǎng)的三層智能優(yōu)化決策體系區(qū)別于傳統(tǒng)的信息智能系統(tǒng)，前者解決的智能化是能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)的整體優(yōu)化決策，不是單一的環(huán)節(jié)或者單一能源形式，因此它的目標(biāo)、策略、機(jī)制是完全區(qū)別于現(xiàn)有的或者傳統(tǒng)的IT網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)、單一能源網(wǎng)絡(luò)的。系統(tǒng)能效控制器和能效增益裝置系統(tǒng)能效控制器105包括終端、交換器、路由器、邏輯控制器、樓宇控制器、工控機(jī)、專用控制系統(tǒng)/控制器，能效優(yōu)化器中的至少兩種。系統(tǒng)能效控制器105獲取與之連接的能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102、能源應(yīng)用裝置103和能源再生裝置104的狀態(tài)信息，并將控制命令傳送到每一個裝置，從而形成了完整的閉環(huán)控制，以執(zhí)行能效優(yōu)化。應(yīng)當(dāng)注意，在圖4中示出了一個節(jié)點的系統(tǒng)能效控制器105，但該系統(tǒng)能效控制器 105的作用不限于節(jié)點內(nèi)。在泛能網(wǎng)中的各個節(jié)點的系統(tǒng)能效控制器105可以執(zhí)行協(xié)同控制。例如，上一級節(jié)點的系統(tǒng)能效控制器105不僅控制該節(jié)點中的能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102、能源應(yīng)用裝置103和能源再生裝置104，而且還控制下一級節(jié)點中的系統(tǒng)能效控制器。能效優(yōu)化器包括過程優(yōu)化器、環(huán)節(jié)優(yōu)化器、氣/電/熱力網(wǎng)優(yōu)化器、中央優(yōu)化器、模擬/仿真器、客戶端發(fā)布器、交換器、路由器和終端。通過對各設(shè)備的穩(wěn)態(tài)操作參數(shù)進(jìn)行微調(diào)來降低整體能耗。過程優(yōu)化器在熱能的梯級利用中增加余熱效率，以提高系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換效率。例如，過程優(yōu)化器連接至多個能源生產(chǎn)裝置101，并響應(yīng)系統(tǒng)能效的變化啟動/或停止所述多個能源生產(chǎn)裝置101中的至少一個能源儲存裝置102包括儲熱/冷罐，并且過程優(yōu)化器啟動/或停止能源儲存裝置102以執(zhí)行跨時段或跨季節(jié)儲熱/冷。例如，能源生產(chǎn)裝置101包括太陽能發(fā)電裝置，能源儲存裝置102包括全釩液流電池、鋰離子電池中的至少之一，并且過程優(yōu)化器啟動/或停止能源儲存裝置102以平衡能源生產(chǎn)裝置101的輸出功率的波動。系統(tǒng)能效控制器105實現(xiàn)上述的機(jī)機(jī)互感，因而，實現(xiàn)能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102、能源應(yīng)用裝置103和能源再生裝置104的閉環(huán)控制。此外，系統(tǒng)能效控制器105為管理者提供用于優(yōu)化能效及執(zhí)行控制的決策信息。實現(xiàn)如下的優(yōu)化控制策略能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和應(yīng)用環(huán)節(jié)的能量匹配調(diào)節(jié)，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)峰，時空優(yōu)化；在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和應(yīng)用環(huán)節(jié)能量匹配的基礎(chǔ)上，加上儲存環(huán)節(jié)和再生環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)混合能源的梯級利用和過程優(yōu)化；在四環(huán)節(jié)能效閉環(huán)控制基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)能效控制器的信息集成，可以實現(xiàn)區(qū)域混合能源的動態(tài)匹配，動態(tài)平衡和動態(tài)優(yōu)化。實現(xiàn)了區(qū)域系統(tǒng)能效的增益。綜上所述，系統(tǒng)能效控制器區(qū)別于傳統(tǒng)的控制器的不同主要在于其對于混合能源的統(tǒng)一調(diào)配，而不是單個的調(diào)節(jié)，體現(xiàn)了系統(tǒng)能效的核心思想。系統(tǒng)能效控制器105可以控制下一級的環(huán)節(jié)能效控制器，并且環(huán)節(jié)能效控制器可以進(jìn)一步控制環(huán)節(jié)內(nèi)的駐點能效控制器。例如能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)能效控制器的輸入是來自于電、熱、氣的駐點能效控制器，產(chǎn)生了混合能源的輸入，再到能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)能效控制器，能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)能效控制器通過二次調(diào)節(jié)，產(chǎn)生的混合能源能量匹配輸入到應(yīng)用環(huán)節(jié)能效控制器。系統(tǒng)能效控制器105實現(xiàn)環(huán)節(jié)能效控制器和駐點能效控制器的協(xié)同調(diào)節(jié)，直到在應(yīng)用端的能效達(dá)到了目標(biāo)值為止。一次能源通過能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)被轉(zhuǎn)化成可供應(yīng)用環(huán)節(jié)直接利用的電、熱、冷等二次能源，盡管相比傳統(tǒng)的應(yīng)用方式，這種能源梯級利用的模式明顯的提高了系統(tǒng)的能源利用率，但能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能源結(jié)構(gòu)卻相對固定，這與應(yīng)用環(huán)節(jié)對二次能源需求比例的不斷變化形成了矛盾。常見的生產(chǎn)端電、熱比例通常為1 1，而常見的應(yīng)用端電、熱比例為1 2 至1 3，這種情況通常意味著需要直接消耗高品位的一次能源來獲取所需要的低品位熱量或冷量。這種采暖和制冷需求的熱量和冷量的品位非常低，直接采用一次能源制取將造化較大的資源浪費。能效增益裝置包括系統(tǒng)能效控制器和相連接的勢能泵。勢能泵與分布式發(fā)電裝置、熱/冷生產(chǎn)裝置、熱/冷存儲裝置以及和能源應(yīng)用裝置相連接，其中所述勢能泵消耗電能生產(chǎn)裝置提供的電能，將能源應(yīng)用裝置103產(chǎn)生的廢熱提升到可利用的較高品位能，并且將提升后的熱能輸送到熱能存儲裝置102或者直接供給能源應(yīng)用裝置103。例如，勢能泵為熱泵。系統(tǒng)能效控制器105根據(jù)能源應(yīng)用裝置的狀態(tài)信息，在能源應(yīng)用裝置103產(chǎn)生廢熱時啟動能效增益裝置收集和提升廢熱，并將產(chǎn)生的熱能存儲到能源儲存裝置102中(在 “串聯(lián)”配置的情形下)或者直接供給能源應(yīng)用裝置(在“閉環(huán)”配置的情形下)利用。能效增益裝置以及能源生產(chǎn)、儲運、應(yīng)用和再生構(gòu)成擴(kuò)展的四環(huán)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)混合能源的閉環(huán)利用和能效增益。在能效增益裝置中，勢能泵(例如熱泵)和能源儲存裝置102配合，完成余熱、余壓、地?zé)岬难h(huán)和利用，輸出的混合能源直接或間接提供給能源應(yīng)用裝置103匹配利用，實現(xiàn)了四環(huán)節(jié)混合能源的循環(huán)利用，通過多次吸收環(huán)境勢能，可以逐步的實現(xiàn)能效的增益效果，減少輸入的一次能源的比例，加大可再生能源的比例，減少(X)2的排放，實現(xiàn)低碳利用。能效增益裝置利用勢能泵如熱泵等設(shè)備將環(huán)境中的低品位、不可直接被能源應(yīng)用環(huán)節(jié)利用的環(huán)境勢能進(jìn)行品位提升，用少量的高品位能量如電能驅(qū)動數(shù)倍于自身的環(huán)境勢能達(dá)到可被利用的較高品位。因此，包含能效增益裝置的擴(kuò)展四環(huán)節(jié)系統(tǒng)，其能源利用效能大大的提高了。能效優(yōu)化及評估能源系統(tǒng)的優(yōu)化方法按照層次的高低和對整體系統(tǒng)影響的大小可以大致分為五個層次結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要指對系統(tǒng)整體能量流程的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的重大改變，按照能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計思想，從系統(tǒng)能效優(yōu)化和增益出發(fā)，在空間和時間結(jié)構(gòu)上設(shè)計、優(yōu)化和規(guī)劃能源系統(tǒng)。四環(huán)節(jié)構(gòu)成能源全生命周期利用的閉環(huán)系統(tǒng)，可以構(gòu)成系統(tǒng)能效的結(jié)構(gòu)層面的正反饋，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能、能效增益效果。如串聯(lián)系統(tǒng)改為并聯(lián)系統(tǒng)，并聯(lián)系統(tǒng)改成串聯(lián)系統(tǒng)，或者對能效系統(tǒng)四環(huán)節(jié)過程增加或減少一個或多個環(huán)節(jié)，比如從只有應(yīng)用環(huán)節(jié)改變?yōu)樵黾由a(chǎn)、能源儲存環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化對系統(tǒng)影響重大，傳統(tǒng)上來說只是在系統(tǒng)設(shè)計過程中憑借經(jīng)驗進(jìn)行優(yōu)化，一旦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定型就很難再做改變。如果是專門設(shè)計的結(jié)構(gòu)較為靈活的流程，則有可能通過動態(tài)調(diào)節(jié)某些裝置達(dá)到整體結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化的效果。這時候的優(yōu)化算法可以用來自動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過參數(shù)的調(diào)節(jié)達(dá)到改變能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化效果。方式優(yōu)化對系統(tǒng)較重要的單個設(shè)備的升級換代及能源利用方式的突破性創(chuàng)新，從而導(dǎo)致系統(tǒng)整體能效的較大提升。例如使用熱泵與能源儲存相結(jié)合的能效提升技術(shù)充分利用環(huán)境勢能，大幅度提高電熱轉(zhuǎn)換效率；采用蓄熱式燃燒技術(shù)明顯提高煤氣化轉(zhuǎn)化率。時空優(yōu)化時空優(yōu)化是系統(tǒng)能效控制器的先進(jìn)控制策略之一，一次借勢和二次借勢則體現(xiàn)了時空優(yōu)化的特點，將環(huán)境勢能的質(zhì)和量與系統(tǒng)能量應(yīng)用環(huán)節(jié)的需求匹配，以實現(xiàn)環(huán)境勢能向系統(tǒng)有用能的轉(zhuǎn)換。時空優(yōu)化的目的是達(dá)到對能源時間和空間的運行特性同時進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到四環(huán)節(jié)能效系統(tǒng)全生命周期的效率最優(yōu)。其中時間維度的優(yōu)化包括能源生產(chǎn)與應(yīng)用的動態(tài)匹配，晝夜調(diào)峰，跨季節(jié)能源儲存等等，例如采用能源儲存電池調(diào)節(jié)太陽能電池功率波動，采用儲冷熱技術(shù)調(diào)節(jié)建筑物晝夜溫差，增大供暖/制冷的COP系數(shù)；采用跨季節(jié)儲冷熱的技術(shù)進(jìn)一步提高熱能利用效率。空間優(yōu)化包括對不同空間領(lǐng)域的能量互補(bǔ)調(diào)節(jié)，如根據(jù)建筑物內(nèi)人員的活動規(guī)律及實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)節(jié)建筑物不同區(qū)域的照明、供暖及電器設(shè)備的運行狀況，在保證正常功能的前提下實現(xiàn)節(jié)能效果。過程優(yōu)化過程優(yōu)化是在化工系統(tǒng)優(yōu)化中經(jīng)常使用的成熟技術(shù)。在系統(tǒng)能效優(yōu)化技術(shù)中同樣使用此方法對能源系統(tǒng)優(yōu)化，以能量流、物質(zhì)流、信息流三流耦合協(xié)同、達(dá)到最佳匹配，實現(xiàn)系統(tǒng)能效的過程優(yōu)化目標(biāo)。過程優(yōu)化可以在設(shè)計階段進(jìn)行，通過各種化工流程模擬軟件進(jìn)行能源系統(tǒng)的模擬仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)工藝參數(shù)的設(shè)計和設(shè)備的選型。在系統(tǒng)運行階段，可以通過簡化的過程模擬進(jìn)行實時或準(zhǔn)實時的模擬優(yōu)化，即時優(yōu)化各裝置的控制參數(shù)。通過對各設(shè)備穩(wěn)態(tài)操作參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)能源利用效率，降低整體系統(tǒng)能耗，過程優(yōu)化的參數(shù)調(diào)節(jié)的范圍一般不包括改變系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的參數(shù)，參數(shù)一般為連續(xù)變量且遠(yuǎn)離非線性突變的臨界點。例如在熱能的梯級利用中增加余熱效率，提高系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換效率。
駐點優(yōu)化單個設(shè)備或者裝置的優(yōu)化改進(jìn)，但不包括革命性創(chuàng)新技術(shù)，或者單個設(shè)備的提高對整個系統(tǒng)能效提高作用較小。例如建筑物內(nèi)的智能電器節(jié)能，低功耗IT設(shè)備節(jié)能，工業(yè)機(jī)泵設(shè)備采用變頻技術(shù)并精確調(diào)節(jié)頻率以達(dá)到最佳效率。系統(tǒng)能效評估體系根據(jù)DCS采集的實時數(shù)據(jù)或者由HYSYS動態(tài)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行能效分析，包括(火用)分析模型根據(jù)溫度、壓力、流量、組分等參數(shù)確定各股物質(zhì)流和能量流得物理(火用)、化學(xué)(火用)和擴(kuò)散(火用)；使用燃料-產(chǎn)品定義確定各單元的生產(chǎn)功能， 并確定各環(huán)節(jié)的(火用)損、(火用)效率和(火用)損系數(shù)；熱經(jīng)濟(jì)學(xué)模型建立系統(tǒng)的特征方程、(火用)成本方程、熱經(jīng)濟(jì)學(xué)成本方程，獲得各股(火用)流的(火用)成本及(火用)經(jīng)濟(jì)學(xué)成本；利用熱力學(xué)第二定律及熱經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)構(gòu)理論構(gòu)建了一套完整的四環(huán)節(jié)(火用)分析及熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法。以能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)為例，使用基于燃料-產(chǎn)品定義的熱經(jīng)濟(jì)學(xué)模型、(火用)成本和熱經(jīng)濟(jì)學(xué)成本模型量化設(shè)備之間的生產(chǎn)交互過程，分析系統(tǒng)成本形成的熱力學(xué)過程及其分布規(guī)律。性能診斷模型使用熱經(jīng)濟(jì)學(xué)診斷模型，以參考工況數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，獲得實際工況與參考工況之間的偏差，分析并量化導(dǎo)致偏差的原因；優(yōu)化模型建立考慮效率(Efficiency)-經(jīng)濟(jì)(Economy)-環(huán)境(Environment)的 3E優(yōu)化模型，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合優(yōu)化、設(shè)計優(yōu)化和運行優(yōu)化。單一系統(tǒng)的優(yōu)化能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)多品種混合能源聯(lián)產(chǎn)、循環(huán)生產(chǎn)。傳統(tǒng)的單一品種能源的生產(chǎn)過程能效較低，系統(tǒng)能效的能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)是指由多種能源生產(chǎn)設(shè)備組成的混合能源生產(chǎn)，如各種形式的熱電聯(lián)產(chǎn)、氣汽聯(lián)產(chǎn)，能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)由能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)能效控制器進(jìn)行控制，根據(jù)泛能網(wǎng)的能源供應(yīng)需求動態(tài)調(diào)節(jié)能源生產(chǎn)的種類和數(shù)量。系統(tǒng)能效技術(shù)中能源生產(chǎn)的調(diào)配策略與傳統(tǒng)的供需匹配策略不同，其最大的特點是能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和能源應(yīng)用環(huán)節(jié)并非直接聯(lián)系，而是通過一個叫泛能網(wǎng)關(guān)的中間層連接。泛能網(wǎng)關(guān)由能效增益裝置和能效匹配站組成，能效增益裝置由勢能泵和系統(tǒng)能效控制器組成，泛能網(wǎng)關(guān)可以在實現(xiàn)能源數(shù)量和品位匹配的基礎(chǔ)上吸取環(huán)境勢能，實現(xiàn)能效增益。能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和泛能網(wǎng)關(guān)都具有進(jìn)行能源數(shù)量和品位匹配的功能，因此四環(huán)節(jié)系統(tǒng)是一個具有雙層動態(tài)匹配結(jié)構(gòu)的能源系統(tǒng)，實際運行過程中的轉(zhuǎn)換匹配策略由系統(tǒng)能效控制器根據(jù)泛能網(wǎng)和四環(huán)節(jié)裝置的運行狀況監(jiān)測進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化和調(diào)控。包含能效匹配站的能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)是一個能量自組織系統(tǒng)，它既是一個系統(tǒng)，也是任何一個能量自組織系統(tǒng)的最基本單元。通過自身的空間和時間結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其作為能量自組織系統(tǒng)具有如下的功能和特征a)開放系統(tǒng)系統(tǒng)通過環(huán)境勢能和信息智能的吸取，可吸收足夠大負(fù)熵流，使系統(tǒng)始終保持在熵減過程中；b)閉環(huán)環(huán)節(jié)四個環(huán)節(jié)是閉環(huán)的，可以構(gòu)成結(jié)構(gòu)層面的正反饋；c)勢能泵和控制器的組合，構(gòu)成相變層面的正反饋；d)能量的質(zhì)和量的匹配，時空優(yōu)化；
e)三個流的最佳匹配，過程優(yōu)化；f)單一系統(tǒng)的優(yōu)化i.生產(chǎn)環(huán)節(jié)混合能源的生產(chǎn)，循環(huán)生產(chǎn)ii.儲存環(huán)節(jié)一、二次借勢和能量轉(zhuǎn)換iii.應(yīng)用環(huán)節(jié)恒值系統(tǒng)，動力系統(tǒng)iv.再生環(huán)節(jié)非線性環(huán)節(jié)(正反饋)v.能效增益裝置外界兩次借勢，內(nèi)部混合介質(zhì)基于序變量的相變優(yōu)化。能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)首先是一個開放系統(tǒng)，即可以不斷和外界環(huán)境交換物質(zhì)、能量和信息的智能進(jìn)化系統(tǒng)。能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)通過吸取環(huán)境的可更新火用及低品位環(huán)境勢能，使系統(tǒng)能效產(chǎn)生增益，通過吸收環(huán)境的負(fù)熵，實現(xiàn)系統(tǒng)的自組織和有序化，使系統(tǒng)的效率和智能不斷提高，實現(xiàn)系統(tǒng)自我升級和自我進(jìn)化。能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)的核心系統(tǒng)能效控制器通過信息網(wǎng)連接四環(huán)節(jié)設(shè)備的智能終端，泛能網(wǎng)節(jié)點以及泛能網(wǎng)關(guān)，根據(jù)實時監(jiān)測的能量流、信息流及物質(zhì)流的流量和流向以及四環(huán)節(jié)各設(shè)備的運行狀況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的能流、 物流及信息流的流向變化和流量增減，并及時調(diào)整四環(huán)節(jié)設(shè)備和泛能網(wǎng)設(shè)備的控制參數(shù)， 達(dá)到系統(tǒng)能效最優(yōu)的同時充分利用環(huán)境勢能和可更新火用。簡而言之，系統(tǒng)能效控制器既是實現(xiàn)信息和能量交互協(xié)同的核心樞紐，也是實現(xiàn)系統(tǒng)自組織有序化的物理載體。能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)吸收環(huán)境勢能的物理載體為勢能泵，勢能泵自身的動力來自環(huán)境中的可更新火用 (如太陽能)，同時可以吸收低品位的環(huán)境勢能，實現(xiàn)系統(tǒng)能效增益。能效匹配站同時具有能量流量調(diào)節(jié)和能量種類轉(zhuǎn)換的功能，根據(jù)系統(tǒng)能效控制器的信息流輸入，動態(tài)調(diào)節(jié)輸入輸出能流的種類、流量和品位，實現(xiàn)能源種類和品位的動態(tài)匹配，實現(xiàn)能源供需流向的有序化。泛能網(wǎng)是將信息網(wǎng)、能量網(wǎng)和物質(zhì)網(wǎng)融為一體的智能能源網(wǎng)絡(luò)，泛能網(wǎng)是泛能流的物理載體，它與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別是它不僅向系統(tǒng)能效控制器輸送信息流，而且可以根據(jù)系統(tǒng)能效控制器的信息流反饋隨時調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和泛能流的傳輸模式，將能量、信息和物質(zhì)耦合到一起實現(xiàn)能效最高和智能協(xié)同。能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)通過環(huán)境勢能和信息智能的吸取，可以吸收足夠大的負(fù)熵流，使系統(tǒng)始終保持在熵減過程之中，不斷向更智能更有序的方向進(jìn)化。系統(tǒng)能效的能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)是指由多品種能源構(gòu)成的混合能源生產(chǎn)，如各種形式的熱電聯(lián)產(chǎn)、氣汽聯(lián)產(chǎn)，能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)由生產(chǎn)環(huán)節(jié)能效控制器進(jìn)行控制，根據(jù)泛能網(wǎng)的能源供應(yīng)需求動態(tài)調(diào)節(jié)能源生產(chǎn)的種類和數(shù)量。系統(tǒng)能效技術(shù)中能源生產(chǎn)的調(diào)配策略與傳統(tǒng)的供需匹配策略不同，其最大的特點是能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和能源應(yīng)用環(huán)節(jié)并非直接聯(lián)系，而是通過一個叫泛能網(wǎng)關(guān)的中間層連接。泛能網(wǎng)關(guān)由能效增益裝置和能效匹配站組成，泛能網(wǎng)關(guān)可以在實現(xiàn)能源種類和品位匹配的基礎(chǔ)上吸取環(huán)境勢能，實現(xiàn)能效增益。能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和泛能網(wǎng)關(guān)都具有進(jìn)行能源種類和品位匹配的功能，因此能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)是一個具有雙層動態(tài)匹配結(jié)構(gòu)的能源系統(tǒng)，實際運行過程中的轉(zhuǎn)換匹配策略由系統(tǒng)能效控制器根據(jù)泛能網(wǎng)和四環(huán)節(jié)裝置的運行狀況監(jiān)測進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化和調(diào)控。圖6示出了包含能效匹配站的能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。該能效四環(huán)節(jié)系統(tǒng)包括能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102、能源應(yīng)用裝置103、能源再生裝置104四個環(huán)節(jié)和勢能泵601、冷熱電聯(lián)供裝置602。能效匹配站包括系統(tǒng)能效控制器105、勢能泵601、冷熱電聯(lián)供裝置602。能效增益裝置包括系統(tǒng)能效控制器105、勢能泵601。
由能源生產(chǎn)裝置101產(chǎn)生的泛能流提供給能效匹配站，系統(tǒng)能效控制器105將該泛能流分配給能效匹配站的冷熱電聯(lián)供裝置602或勢能泵601或能源儲存裝置102。通過能效匹配站匹配提升的泛能流向能源應(yīng)用裝置103輸出，系統(tǒng)能效控制器 105也可協(xié)調(diào)能源儲存裝置102向能源應(yīng)用裝置103輸出泛能流。能源應(yīng)用裝置103未耗盡的余能進(jìn)入能源再生裝置104或勢能泵101。能源再生裝置104和勢能泵601將回收或提升的泛能流返回供給能源生產(chǎn)裝置 101。系統(tǒng)能效控制器105依據(jù)能源應(yīng)用裝置103的泛能需求綜合調(diào)控能效四個環(huán)節(jié)和能效匹配站。在能效匹配站內(nèi)部，當(dāng)能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102供出的泛能滿足能源應(yīng)用裝置103需求時，系統(tǒng)能效控制器105不啟動能效匹配站工作。當(dāng)能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102供出的泛能不能滿足能源應(yīng)用裝置103需求，但啟動勢能泵601可以滿足時，系統(tǒng)能效控制器105優(yōu)先啟動勢能泵601工作。當(dāng)能源生產(chǎn)裝置101、能源儲存裝置102、啟動勢能泵601同時工作仍無法滿足能源應(yīng)用裝置103需求時，系統(tǒng)能效控制器105將啟動冷熱電聯(lián)供裝置602，滿足能源應(yīng)用裝置103的需求。能效匹配站圖7示出了能效匹配站的示意圖。能效匹配站包括系統(tǒng)能效控制器105，勢能泵 601、冷熱電聯(lián)供裝置602。能效匹配站的所有設(shè)備均受系統(tǒng)能效控制器105的協(xié)調(diào)控制。燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)饪刂破?21后，定量進(jìn)入冷熱電聯(lián)供裝置602，冷熱電聯(lián)供裝置602 發(fā)出的電力送入供電控制器722，所產(chǎn)生的冷量或熱量送入供熱控制器724。風(fēng)光互補(bǔ)光熱一體化裝置701發(fā)出的電力送入電力控制器725。電力控制器725 將電力分配給勢能泵601或儲電裝置707或供電控制器722。供電控制器722將電力向系統(tǒng)外部能源應(yīng)用裝置輸送。電力控制器725也可從儲電裝置707中獲取電力。風(fēng)光互補(bǔ)光熱一體化裝置701采集的熱量送入儲熱裝置702，使用時將熱量提供給采能控制器723。導(dǎo)冷熱管704、輻射制冷裝置705采集的冷量送入儲冷裝置706，使用時將冷量提供給采能控制器723。采能控制器723將熱量或冷量分配給勢能泵601，經(jīng)提升后送入供熱控制器724， 采能控制器723也可直接將熱量或冷量分配給供熱控制器724。供熱控制器7M將熱量或冷量向系統(tǒng)外部能源應(yīng)用裝置輸送。系統(tǒng)能效控制器105接收系統(tǒng)內(nèi)外信息，勢能泵601可以獨立滿足能源應(yīng)用裝置的需求時，不啟動冷熱電聯(lián)供裝置602，切斷燃?xì)饪刂破?21 ；不滿足時啟動上述裝置協(xié)助供能。風(fēng)光互補(bǔ)光熱一體化裝置701發(fā)出，并送往電力控制器725的電力，優(yōu)先供給供電控制器722向能源應(yīng)用裝置輸出；盈余時優(yōu)先送往勢能泵601 ；如還有富余，送往儲電裝置 707。電力不敷需要時，電力控制器725將從儲電裝置707中取電送往電力控制器725。如還不敷需要，系統(tǒng)能效控制器105將啟動冷熱電聯(lián)供裝置602向電力控制器725發(fā)送電力。在夏季，風(fēng)光互補(bǔ)光熱一體化裝置701采集的太陽光熱量被送入儲熱裝置702，冬季，儲熱裝置702的熱量被送入采能控制器723，如果熱量溫度大于50°C，采能控制器723 將直接向供熱控制器7M供熱，供熱控制器7M再向能源應(yīng)用環(huán)節(jié)103輸出。如果熱量溫度小于50°C，采能控制器723將熱量向勢能泵601供出，由勢能泵601提升后再向供熱控制器7M進(jìn)而向能源應(yīng)用環(huán)節(jié)103輸出。不足時由系統(tǒng)能效控制器105啟動冷熱電聯(lián)供裝置 602補(bǔ)足。在冬季，導(dǎo)冷熱管704采集的大氣冷量被送入儲冷裝置706，夏季，儲冷裝置706的冷量被送入采能控制器723，如果熱量溫度小于10°C，采能控制器723將直接向供熱控制器 7M供冷，供熱控制器7M再向能源應(yīng)用環(huán)節(jié)103輸出。如果熱量溫度大于10°C，采能控制器723將冷量向勢能泵601供出，由勢能泵601提升后再向供熱控制器724進(jìn)而向能源應(yīng)用環(huán)節(jié)103輸出。不足時由系統(tǒng)能效控制器105啟動冷熱電聯(lián)供裝置602補(bǔ)足。夏季的夜晚，輻射制冷裝置705將熱量向大氣輻射，并將冷量儲存到儲冷裝置 706，白天時供給采能控制器723，按照同樣策略運行。圖8a和8b分別示出了利用傳統(tǒng)電力網(wǎng)和泛能網(wǎng)管理電能利用的系統(tǒng)能效的示意圖，其中曲線cla和clb分別表示傳統(tǒng)電力網(wǎng)中的供電量(即供給)和用電量(即需求) 隨時間的變化，曲線分別表示泛能網(wǎng)中的供電量(即供給)和用電量(即需求) 隨時間的變化。在傳統(tǒng)電力網(wǎng)和泛能網(wǎng)中，供電量基本上是穩(wěn)定的，不隨時間而變化(如曲線cla 和da所示)。然而，在傳統(tǒng)電力網(wǎng)中，用電量隨時間的變化導(dǎo)致供需之間的不匹配，從而使得傳統(tǒng)電力網(wǎng)的系統(tǒng)能效很低。相反，在泛能網(wǎng)中，由于在節(jié)點中引入了分布式發(fā)電裝置和電能儲存裝置，因此可以起到“削峰填谷”的作用，使得用電量始終與供電量匹配(如曲線 clb和c2b所示)，從而提高了系統(tǒng)能效。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的泛能網(wǎng)通過對各個節(jié)點的能效控制器的互動控制，可以統(tǒng)一調(diào)度整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的分布式發(fā)電裝置和電能儲存裝置，從而使得“削峰填谷”的作用最大化。這大大超出了智能電力網(wǎng)中提出的分布式發(fā)電裝置的入網(wǎng)管理的概念。進(jìn)一步地，如前所述，本發(fā)明的泛能網(wǎng)利用相互耦合的能量流、物質(zhì)流和信息流， 實現(xiàn)多能量(多種類型的能量和/或來自多個地理位置的能量)的耦合利用。盡管已經(jīng)結(jié)合特定的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明所包含的主旨并不限于這些具體的實施例。相反，本發(fā)明的主旨意在包含全部可替換、修改和等價物，這些都包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)能效控制器，連接至能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個，其中，所述系統(tǒng)能效控制器協(xié)同控制能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的至少一個的泛能流的輸入和輸出，所述泛能流包括能量流、物質(zhì)流、信息流中的至少之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述能源生產(chǎn)裝置包括分布式能源系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述分布式能源系統(tǒng)位于能源應(yīng)用裝置附近。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述分布式能源系統(tǒng)包括發(fā)電裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述發(fā)電裝置為選自冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置、風(fēng)力發(fā)電、溫差發(fā)電、燃料電池、太陽能發(fā)電裝置的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置為選自燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、輻射板耦合太陽能板(PVR)、冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述發(fā)電裝置利用能源應(yīng)用裝置產(chǎn)生的廢氣、廢熱和壓差發(fā)電。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述能源生產(chǎn)裝置包括利用發(fā)電裝置產(chǎn)生的廢氣、廢熱產(chǎn)生熱能的熱能生產(chǎn)裝置，和/或利用發(fā)電裝置產(chǎn)生的廢氣、廢熱產(chǎn)生電能的電能生產(chǎn)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中能源儲存裝置為全釩液流電池、鋰離子電池、儲熱/冷罐中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中能源應(yīng)用裝置包括充電站、加氣站、 工廠用電設(shè)備、別墅、公寓、智能能源服務(wù)系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中能源再生裝置包括微藻吸碳裝置、廢水再生裝置、廢熱再生裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述系統(tǒng)能效控制器包括終端、交換器、路由器、邏輯控制器、樓宇控制器、工控機(jī)、專用控制系統(tǒng)/控制器、能效優(yōu)化器中的至少兩禾中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述能效優(yōu)化器包括過程優(yōu)化器、 環(huán)節(jié)優(yōu)化器、氣/電/熱力網(wǎng)優(yōu)化器、中央優(yōu)化器、模擬/仿真器、客戶端發(fā)布器、交換器、路由器和終端。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述過程優(yōu)化器通過對各設(shè)備的穩(wěn)態(tài)操作參數(shù)進(jìn)行微調(diào)來降低整體能耗。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述過程優(yōu)化器在熱能的梯級利用中增加余熱效率，以提高系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述過程優(yōu)化器連接至多個能源生產(chǎn)裝置，并響應(yīng)系統(tǒng)能效的變化啟動/或停止所述多個能源生產(chǎn)裝置中的至少一個。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述能源儲存裝置包括儲熱/冷罐，并且其中所述過程優(yōu)化器啟動/或停止能源儲存裝置以執(zhí)行跨時段或跨季節(jié)儲熱/冷。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述能源生產(chǎn)裝置包括太陽能發(fā)電裝置，所述能源儲存裝置包括全釩液流電池、鋰離子電池中的至少之一，并且其中所述過程優(yōu)化器啟動/或停止能源儲存裝置以平衡能源生產(chǎn)裝置的輸出功率的波動。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述系統(tǒng)能效控制器獲取與之連接的能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的狀態(tài)信息，并將控制命令傳送到能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置，以執(zhí)行能效優(yōu)化。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述能量流包括電能和熱能。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述物質(zhì)流為選自冷、熱、電以及能源再生裝置產(chǎn)生的產(chǎn)品中的至少一種。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述物質(zhì)流包括天然氣、熱水、冷水、CO2、沼氣等的至少之一。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述能源再生裝置產(chǎn)生的產(chǎn)品為螺旋藻。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述信息流包括能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的虛擬標(biāo)簽及能源的實時價格信息。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述虛擬標(biāo)簽是能量流、物質(zhì)流的屬性信息以及輸送來源地/目的地的數(shù)據(jù)封裝。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中通過光纖、電力線載波和電纜中的至少之一傳輸所述信息流。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述系統(tǒng)能效控制器實現(xiàn)機(jī)機(jī)互感。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，其中所述系統(tǒng)能效控制器為管理者提供用于優(yōu)化能效及執(zhí)行控制的決策信息。
29.一種采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器管理能源利用的能效控制方法， 所述方法包括以下步驟a)所述系統(tǒng)能效控制器獲取能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的狀態(tài)信息；b)所述系統(tǒng)能效控制器根據(jù)所述狀態(tài)信息確定各設(shè)備協(xié)同運行的優(yōu)化方案。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中利用過程優(yōu)化器，通過對各設(shè)備的穩(wěn)態(tài)操作參數(shù)進(jìn)行微調(diào)來降低整體能耗。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中利用過程優(yōu)化器，在熱能的梯級利用中增加余熱效率，以提高系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中利用過程優(yōu)化器，響應(yīng)系統(tǒng)能效的變化啟動/或停止所述多個能源生產(chǎn)裝置中的至少一個。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述能源儲存裝置包括儲熱/冷罐，并且其中利用過程優(yōu)化器，啟動/或停止能源儲存裝置以執(zhí)行跨時段或跨季節(jié)儲熱/冷。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述能源生產(chǎn)裝置包括太陽能發(fā)電裝置，所述能源儲存裝置包括全釩液流電池、鋰離子電池中的至少之一，并且其中利用過程優(yōu)化器，啟動/或停止能源儲存裝置以平衡能源生產(chǎn)裝置的輸出功率的波動。
35.一種能效增益裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)能效控制器和與系統(tǒng)能效控制器相連的勢能泵，其中所述勢能泵消耗電能生產(chǎn)裝置提供的電能，將能源應(yīng)用裝置產(chǎn)生的廢熱提升到可利用的程度，并且將提升后的熱能輸送到熱能存儲裝置或者直接供給能源應(yīng)用裝置直接利用。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的能效增益裝置，其中所述勢能泵為熱泵。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的能效增益裝置，還包括分布式發(fā)電裝置、熱/冷生產(chǎn)裝置、 熱/冷存儲裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的能效增益裝置，其中所述分布式發(fā)電裝置為選自冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置、風(fēng)車發(fā)電、溫差發(fā)電、燃料電池、太陽能發(fā)電裝置的至少一種。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的能效增益裝置，其中所述冷熱電聯(lián)產(chǎn)裝置為選自燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、輻射板耦合光伏板(PVR)、冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)中的一種。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的能效增益裝置，其中所述熱/冷存儲裝置為儲熱/冷罐。
41.一種能效匹配站，連接至能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置、能源再生裝置以實現(xiàn)各裝置之間的能量匹配，所述能效匹配站包括系統(tǒng)能效控制器、勢能泵、冷熱電聯(lián)供裝置，其中在能源生產(chǎn)裝置和/或能源儲存裝置提供的能量不能滿足能源應(yīng)用裝置的需求時，所述系統(tǒng)能效控制器啟動勢能泵和/或冷熱電聯(lián)供裝置以提供額外的能量。
42.一種智能能源服務(wù)系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)能效控制器，以及連接至系統(tǒng)能效控制器的能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個，其中所述智能能源服務(wù)系統(tǒng)消耗的能源的至少一部分由其自身提供。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于實現(xiàn)能源利用的系統(tǒng)能效控制器，連接至能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置中的至少一個，其中，所述系統(tǒng)能效控制器協(xié)同控制能源生產(chǎn)裝置、能源儲存裝置、能源應(yīng)用裝置和能源再生裝置的至少一個的泛能流的輸入和輸出，所述泛能流包括能量流、物質(zhì)流、信息流中的至少之一。還公開了與系統(tǒng)能效控制器相連的能效增益裝置、能效匹配站以及智能能源服務(wù)系統(tǒng)。本發(fā)明利用系統(tǒng)能效控制器優(yōu)化能源利用的全過程，從而提高了系統(tǒng)能效。
文檔編號G05B19/418GK102236349SQ20101017343
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者仵浩, 劉濤, 方振雷, 李金來, 湯青, 甘中學(xué) 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司