[发明专利]一种多能源互联系统的能效评估方法

说明书

一种多能源互联系统的能效评估方法。本发明对多能源系统的概念进行重新定义并进行阐述，在此基础上建立了该系统的多输入多输出模型，同时还给出了一个适合于多能源系统的通用评估体系，通过系统能量利用率和全局耗能比的评价指标来评价系统的能量利用水平。实例对某高校进行能量配置优化，得出最优的能量配比。本发明可为能量运输的规划设计提供意见，为缓解能源危机提供参考。

技术领域

本发明属于多种能源组合利用的网络能效技术领域，具体涉及一种多能源互联系统的能效评估方法。

背景技术

随着多种能源网络的发展，其能效问题得到越来越多的关注。因此对多能源互联系统进行优化运行对缓解能源需求有着重要的意义。由于多能源互联系统能源种类复杂，要实现多能源互联系统的节能高效运行，对单一能源进行优化控制的效果并不理想，必须对整个系统进行统一考虑和全面协调。

目前的综合评估方法只针对于具体化的系统，在输入输出尚不明确的情况下，没有建立一个通用的评估体系。

发明内容

本发明考虑能源运输过程中的能量损耗，分析了多种能源网络的能源输入输出关系，并提出更加完善和科学的基于输入输出模型多能源互联系统能效评估方法，基于能源利用效率最高对系统进行优化，得出不同输入能源的最优配比以及每个节点处的能量分配，给出能量流动的最优路径。通过调整能源输入的配比以及控制各传输路径的能量传输量，达到提高系统能源利用率的效果。

一种多能源互联系统的能效评估方法，其特征在于，如下步骤：

(1)建立多能源系统输入-输出基本模型；

(2)建立能源网络相关矩阵，包括关联矩阵，坐标矩阵，距离矩阵，损耗矩阵，分配矩阵，效率矩阵；

(3)建立负荷节点能量与能源供应点对应的矩阵关系；

(4)基于能量利用率及全局耗能比，对多能源系统性能进行优化及评价。

根据权利要求1所述的一种多能源互联系统的能效评估方法，其特征在于，所述多能源互联系统多输入多输出基本模型为：

仿照电网的结构，定义一个能源网络中存在与其他能源网络关联的点或者存在自身能源转换的点为该能源网的节点，自身能源网以及多各能源网的节点间的传输路径称为支路。该模型中表示存在其他能源网络向该节点输入能量，称之为“输入节点”；“·”表示存在该节点所在能源网络通过该节点向其他能源网络输出能量，称之为“输出节点”；表示能源网络自身的能量转换节点，与其他网络无关联，称之为“转换节点”。每个节点有且只有一种状态，对于包含多状态节点的特殊情况，可视为相同坐标的不同节点。

根据权利要求1所述的一种多能源互联系统的能效评估方法，其特征在于，所述能源网络相关矩阵为：

A.关联矩阵

由于各节点输入输出能量求解过程受到各节点间能量转换方式的影响，能量输入与输出之间不能用一个简单的转换矩阵表示，因此定义关联矩阵M，用于确定多能源系统能量流动求解的顺序，矩阵大小为：

每个能源网络节点按照能量流动经过节点的顺序排列，构成关联矩阵的行，各能源网络间按照关联关系排列确定每个节点的对应列。关联矩阵M可表示为：

其中，输出节点用-1表示，输入节点用1表示，转换节点用c表示，其余矩阵参数用0填充，代表转换效率为1的转换节点，定义为“虚拟节点”，每一列同时存在一个输入和一个输出节点或者存在一个转换节点，则每个能源网络除能源供应点和负荷点外均存在l个能源节点。

将该关联矩阵分解为两个矩阵，称之为输入矩阵MI和输出矩阵MO，则存在，