[发明专利]基于Thermolib软件包的综合能源多能流统一实时仿真系统及方法

说明书

本发明提供一种基于Thermolib软件包的综合能源多能流统一实时仿真系统及方法，属于电力供热技术领域，输气模型包括天然气网模块；电力模型包括发电机模块和电网模块；热力模型包括发动机模块和热网模块；天然气模块将天然气传输给发动机模块和热网模块；发动机模块将天然气的内能转化为机械能和热能，并将机械能传输给发电机模块，将热能传输给热网模块；发电机模块将机械能转化为电能，并传输给电网模块；电网模块将电能传输给热网模块。本发明考虑了电气热多能流的不同时间尺度性，将电力模型、热(冷)模型以及输气模型，利用同一CPU的不同计算内核，进行分步长仿真计算，简化了传输环节，降低了计算复杂度，节约了计算资源，提高了计算效率和精度。

技术领域

本发明涉及电力供热技术领域，具体涉及一种基于Thermolib软件包的综合能源多能流统一实时仿真系统及方法。

背景技术

在电力综合供热中，综合能源系统基于能源分级利用原理，进行热能和电能的多梯度利用，在满足用户冷热电的需求状况下，极大地提高了能源利用率，成为未来能源结构的重要组成部分。但是，综合能源系统包含冷、热和电三种能量，具有设备繁多、运行工况复杂和多种能源互相耦合等特点，需要在建设和运营之前，仿真验证优化设计和优化运行策略等。所以，作为仿真测试的必要步骤，发展相对精确的综合能源仿真系统具有重要意义。

但是，由于电力系统和热力系统属于异质能源系统，电能和热能具有不同的物理属性和传递规律，数学表现形式差异。现有的综合能源仿真系统，大多利用不同的仿真软件对电热进行独立仿真，以数据相互通信的方式实现仿真系统运行，无法体现多能流的不同时间尺度性，且存在传输环节复杂，计算繁琐等问题，不便于模型扩展和分析，严重阻碍了综合能源系统的优化配置和运行技术发展。

另外，电气冷热多能流统一仿真时，考虑到电热时间尺度不同，电力系统动态响应时间一般最低为毫秒级，而热力系统的动态响应时间一般为秒或者分钟、小时级，所以如果统一利用电力系统仿真步长，大大增加了热力系统的不必要冗长计算；反之，如果利用热力系统的秒乃至分钟级仿真步长，则极易造成电力系统的动态缺失，造成严重的仿真精度问题。

综上，现有的综合能源仿真系统由于热电相互独立仿真而导致仿真系统结构复杂、不便于模型分析与扩展以及进行多时间尺度耦合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节约了计算资源、同时保证了仿真精度和速度，利用同一CPU的不同计算内核，进行分步长仿真计算的基于Thermolib软件包的综合能源多能流统一实时仿真系统及方法，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种基于Thermolib软件包的综合能源多能流统一实时仿真系统，包括：

结合Thermolib软件包和Matlab/Simulink的Library Brower(模块库)，搭建综合能源系统的输气模型、电力模型以及热力模型，即在Matlab/Simulink环境下，搭建电气冷热多能流模型；

所述输气模型包括天然气网模块；所述电力模型包括发电机模块和电网模块，所述电网模块包含可再生能源模块；所述热力模型包括发动机模块和热网模块；

所述天然气网模块连接发动机模块和热网模块，所述发动机模块连接发电机模块，所述发电机模块连接电网模块，所述电网模块连接热网模块；

所述天然气模块用于将天然气传输给发动机模块和热网模块；

所述发动机模块用于将天然气的内能转化为机械能和热能，并将机械能传输给发电机模块，将热能传输给热网模块；

所述发电机模块用于将机械能转化为电能，并传输给电网模块；

所述电网模块将电能传输给热网模块。