一種能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及泛在能源網(wǎng)供用領(lǐng)域，具體涉及一種能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源互聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)能源供用體系的整體愿景，能源互聯(lián)網(wǎng)基于先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 以電能為核心的能源替代轉(zhuǎn)化技術(shù)擴(kuò)展了能源供用的優(yōu)化范圍。在電力行業(yè)中，微電網(wǎng)和 分布式電源的發(fā)展，在能源系統(tǒng)中扮演重要角色的電網(wǎng)中出現(xiàn)了海量"發(fā)用電聯(lián)合體"在滿 足自身負(fù)荷的需求外，具備了供應(yīng)多余電能的能力。未來(lái)的能源供用體系中要考慮，數(shù)以億 計(jì)的人們將在自己家里、辦公室里、工廠里生產(chǎn)出自己的綠色能源，并在能源互聯(lián)網(wǎng)上與大 家分享。對(duì)于這種大量分布的不同規(guī)模供電能力的管理和調(diào)度是電網(wǎng)企業(yè)面臨的全新課 題。同時(shí)，以電能為核心的能源間替代和轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展也將為不同種類能源間的替代和 轉(zhuǎn)換創(chuàng)造條件。技術(shù)條件支持下能源間的替代轉(zhuǎn)化需要建立描述能源間等價(jià)替換的交易模 型。目前國(guó)內(nèi)外這方面研究不多，現(xiàn)有的模型對(duì)于能源供用體系內(nèi)部的技術(shù)和市場(chǎng)信號(hào)變 化無(wú)法通過靈敏度分析等方法進(jìn)行精確分析，不方便進(jìn)行精細(xì)化能源管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出一種能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型，采用統(tǒng)一的連接和能源傳遞邏輯研究整體 能源供用體系，可以從宏觀精確研究能源體系中輸入(消耗能源)和輸出（能源應(yīng)用）間的關(guān) 系。對(duì)于能源供用體系內(nèi)部的技術(shù)和市場(chǎng)信號(hào)變化可以通過靈敏度分析等方法進(jìn)行精確分 析，方便進(jìn)行精細(xì)化能源管理。
[0004] 實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為：
[0005] -種能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型，所述模型包括:能源輸入層、能源供應(yīng)轉(zhuǎn)化層、能源輸 出層、微網(wǎng)及分布式電源。
[0006] 優(yōu)選的，所述能源輸入層包含可再生能源輸入、一次能源輸入和燃?xì)廨斎耄?br>[0007] 所述能源供應(yīng)轉(zhuǎn)化層包含熱能集中供應(yīng)、電能集中供應(yīng)和電能轉(zhuǎn)化；
[0008] 所述能源輸出層包含供熱和供電；
[0009] 所述微網(wǎng)及分布式電源用于反向供應(yīng)電能。
[0010]進(jìn)一步的，所述熱能集中供應(yīng)接受電能、燃?xì)夂推渌淮文茉摧斎氩a(chǎn)生熱能輸 出；
[0011] 所述電能集中供應(yīng)接受可再生能源輸入、燃?xì)廨斎牒推渌淮文茉摧斎氩a(chǎn)生電 能輸出；
[0012] 所述電能轉(zhuǎn)化接受電能輸入，反向轉(zhuǎn)化為燃?xì)廨敵觥?br>[0013] 優(yōu)選的，所述架構(gòu)模型用公式描述如下式：
[0014]
[0015]
[0016] 上式中：
[0017] Pe為用戶獲得電量總和;P。為用戶向電網(wǎng)反向送電量;ru為第Κ? = 1，2,3···，ΝΜΦ 輸入能源發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率;Pl為第?α = 1，2,3···，Ν)種輸入用于發(fā)電能源的有效量；
[0018] Ph為用戶獲得熱量總和;&為用戶基礎(chǔ)熱量系數(shù)為第a(a=l，2,3，···，!!!)種輸入 能源供熱的轉(zhuǎn)換效率;p a為第&(8=1，2,3，-_，!11)種輸入用于供熱能源的有效量。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] 本發(fā)明整體考慮未來(lái)能源系統(tǒng)全部供能需求，實(shí)現(xiàn)多種能源間的替代和轉(zhuǎn)化，通 過先進(jìn)信息技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的能源物理信息系統(tǒng)，在合理的商業(yè)模式下，發(fā)揮能源的綜合利 用優(yōu)勢(shì)，從而整體優(yōu)化未來(lái)的能源供用，實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能環(huán)保的優(yōu)化能源體系架構(gòu)，滿足未來(lái) 能源應(yīng)用需求。
[0021] 本發(fā)明設(shè)計(jì)電、供熱及供冷等形式的能源輸入通過與信息等支撐系統(tǒng)有機(jī)融合， 構(gòu)成協(xié)同工作的現(xiàn)代"綜合能源供給系統(tǒng)"。該系統(tǒng)內(nèi)多種能源(化石能源、可再生能源)通 過電、冷、熱和儲(chǔ)能等形式之間的協(xié)調(diào)調(diào)度供給，實(shí)現(xiàn)能源高效利用、滿足用戶多種能源應(yīng) 用需求、提高社會(huì)供能可靠性和安全性等目的；同時(shí)，通過多種能源系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)，還有 助于消除能源供應(yīng)瓶頸，提高各能源設(shè)備利用效率。
【附圖說明】
[0022]附圖1:本發(fā)明的能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型圖；
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024] 本發(fā)明構(gòu)建"能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型"的主要目的是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)（更多應(yīng)用新能 源）、提高能源效率(發(fā)揮不同能源優(yōu)勢(shì)和新型負(fù)荷的技術(shù)優(yōu)勢(shì)），從而改善用戶體驗(yàn)。不同 的能源對(duì)環(huán)境的影響不同，傳統(tǒng)的能源供應(yīng)體系中，特定的能源已經(jīng)形成了相對(duì)穩(wěn)定的消 費(fèi)市場(chǎng)，比如石油主要用于交通、化工、發(fā)電等行業(yè);天然氣則主要于日常生活、供熱、發(fā)電、 交通等領(lǐng)域?？稍偕茉茨壳皫缀跞坑脕?lái)發(fā)電。一次能源長(zhǎng)期以來(lái)形成了自身的產(chǎn)業(yè)鏈 條，不同種類能源間互相補(bǔ)充空間有限。但是，電能可以充當(dāng)不同能源間的橋梁。目前的可 再生能源絕大部分轉(zhuǎn)化為電能。如果通過電能用綠色可再生能源替換其他高污染一次能 源，可以提高能源消費(fèi)的整體環(huán)境友好程度。要實(shí)現(xiàn)這種能源的優(yōu)化供給需要具備幾個(gè)條 件:①要具備不同種類能源間的（供求關(guān)系等)信息互通;②要具備能源輸出互相替代的必 要技術(shù)手段，即通過電能能夠滿足被替代能源消費(fèi)主體的需求;③要能夠給能源消費(fèi)者清 晰、及時(shí)的引導(dǎo)信號(hào)，吸引能源消費(fèi)主體參與能源消費(fèi)優(yōu)化配置。具備以上技術(shù)條件，配合 必要的技術(shù)手段，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)能源的整體優(yōu)化利用。實(shí)現(xiàn)這一目的可以通過技術(shù)手段構(gòu) 建"能源互聯(lián)網(wǎng)"。
[0025] -種能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型，所述模型包括:能源輸入層、能源供應(yīng)轉(zhuǎn)化層、能源輸 出層、微網(wǎng)及分布式電源。
[0026] 所述能源輸入層包含可再生能源輸入、一次能源輸入和燃?xì)廨斎耄?br>[0027] 所述能源供應(yīng)轉(zhuǎn)化層包含熱能集中供應(yīng)、電能集中供應(yīng)和電能轉(zhuǎn)化；
[0028] 所述能源輸出層包含供熱和供電；
[0029] 所述微網(wǎng)及分布式電源用于反向供應(yīng)電能。
[0030] 所述熱能集中供應(yīng)接受電能、燃?xì)夂推渌淮文茉摧斎氩a(chǎn)生熱能輸出；
[0031 ]所述電能集中供應(yīng)接受可再生能源輸入、燃?xì)廨斎牒推渌淮文茉摧斎氩a(chǎn)生電 能輸出；
[0032]所述電能轉(zhuǎn)化接受電能輸入，反向轉(zhuǎn)化為燃?xì)廨敵觥?br>[0033] 所述架構(gòu)模型用公式描述如下式：
[0034]
[0035]
[0036] 上式中：
[0037] Pe為用戶獲得電量總和;P。為用戶向電網(wǎng)反向送電量;Hi為第以1 = 1，2,3"_，《種 輸入能源發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率;Pl為第?α = 1，2,3···，Ν)種輸入用于發(fā)電能源的有效量；
[0038] Ph為用戶獲得熱量總和為用戶基礎(chǔ)熱量系數(shù)(可以為0,為0時(shí)表示用戶本身沒 有熱量生產(chǎn)能力）;％為第&(&=1，2,3，一，111)種輸入能源供熱的轉(zhuǎn)換效率;？3為第 &(&=1，2， 3，···，m)種輸入用于供熱能源的有效量。
[0039] 公式（1)的物理含義為用戶獲得的電能總量等于所有電能供應(yīng)環(huán)節(jié)電能輸出之和 加上用戶側(cè)微網(wǎng)反向送回的電能總量；
[0040]公式(2)的物理含義為用戶獲得的熱量總和等于所有熱能供應(yīng)環(huán)節(jié)熱量之和加上 用戶本身的熱量基礎(chǔ)。
[0041]最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用于說明本申請(qǐng)的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍 的限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解:本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請(qǐng)后依然可對(duì)申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行種種變更、修改或 者等同替換，但這些變更、修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型，其特征在于，所述模型包括:能源輸入層、能源供應(yīng)轉(zhuǎn)化 層、能源輸出層、微網(wǎng)及分布式電源。2. 如權(quán)利要求1所述的架構(gòu)模型，其特征在于，所述能源輸入層包含可再生能源輸入、 一次能源輸入和燃?xì)廨斎耄?所述能源供應(yīng)轉(zhuǎn)化層包含熱能集中供應(yīng)、電能集中供應(yīng)和電能轉(zhuǎn)化； 所述能源輸出層包含供熱和供電； 所述微網(wǎng)及分布式電源用于反向供應(yīng)電能。3. 如權(quán)利要求2所述的架構(gòu)模型，其特征在于，所述熱能集中供應(yīng)接受電能、燃?xì)夂推?它一次能源輸入并產(chǎn)生熱能輸出； 所述電能集中供應(yīng)接受可再生能源輸入、燃?xì)廨斎牒推渌淮文茉摧斎氩a(chǎn)生電能輸 出； 所述電能轉(zhuǎn)化接受電能輸入，反向轉(zhuǎn)化為燃?xì)廨敵觥?. 如權(quán)利要求1所述的架構(gòu)模型，其特征在于，所述架構(gòu)模型用公式描述如下式： N Pe =^Vi.Pi +P〇 i=l m Ph = ^ VaPa ^ βη a=i 上式中： 為用戶獲得電量總和;P。為用戶向電網(wǎng)反向送電量;m為第1(1 = 1，2,3-，《種輸入 能源發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率;Pl為第?α = 1，2,3···，Ν)種輸入用于發(fā)電能源的有效量； Ph為用戶獲得熱量總和;&為用戶基礎(chǔ)熱量系數(shù);IU為第3(8=1，2,3，~，111)種輸入能源 供熱的轉(zhuǎn)換效率;Pa為第&(8=1，2,3，-_，!11)種輸入用于供熱能源的有效量。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型，所述模型包括：能源輸入層、能源供應(yīng)轉(zhuǎn)化層、能源輸出層、微網(wǎng)及分布式電源。本發(fā)明整體考慮未來(lái)能源系統(tǒng)全部供能需求，實(shí)現(xiàn)多種能源間的替代和轉(zhuǎn)化，通過先進(jìn)信息技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的能源物理信息系統(tǒng)，在合理的商業(yè)模式下，發(fā)揮能源的綜合利用優(yōu)勢(shì)，從而整體優(yōu)化未來(lái)的能源供用，實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能環(huán)保的優(yōu)化能源體系架構(gòu)，滿足未來(lái)能源應(yīng)用需求。
【IPC分類】G06Q10/06, G06Q50/06
【公開號(hào)】CN105469217
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510958603
【發(fā)明人】周海明
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日