[发明专利]一种多能耦合综合能源系统的弹性调度系统及方法

说明书

本发明提供了一种多能耦合综合能源系统的弹性调度系统及方法，涉及能源利用技术领域。其中多能耦合综合能源系统为一种工业能源运行系统接入工业网络通讯；能源系统与调度系统之间通过工业网络通讯实现数据通讯；能源系统包括光伏发电装置、风力发电装置、制氢装置、氢燃料电池、压缩机、储罐、加氢机和热能设备；弹性调度系统包括配电网和配热网。本发明将调度系统与工业网络通讯结合，使得基地多能耦合更加紧密，由此令调度系统稳定性得到大幅度改善。还在其调度系统中加入了氢能源供应的监测机制，对监测获得的数据进行分析，给出调度方案，调动配电网和配热网实现氢能、电能、热能比例调度，最大程度提高园区综合能效，降低综合成本。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，特别涉及一种多能耦合综合能源系统的弹性调度系统及方法。

背景技术

大规模发展风能、太阳能等可再生清洁能源，推进能源消费结构向低碳化和清洁化方向转型已成为能源发展的新风向。然而以现有技术角度看，可再生能源的供需协同仍存在矛盾，风能光能产生的电无法及时消纳与传输，弃风弃电现状依然严重。

另一方面氢能作为真正的清洁燃料受到广泛关注与研究，灵活地将富余可再生能源发电与氢能生产结合起来将成为解决可再生能源消纳问题和终端燃料清洁化的有力解决方案。

现有技术也给出了解决方案，如一篇申请号为“201811472180.8”的中国专利，提供了一种综合能源调度系统，采用模块化的设计设置有新能源发电子系统、电解水制氢模块及燃料电池发电模块，新能源发电子系统可将产生的电能输送至电解水制氢模块，电解水制氢模块利用提供的电能对水资源进行处理以制备氢气，并输送至燃料电池发电模块，并在有需求时还可将氢气输送至外部用氢设备。燃料电池发电模块可利用氢气产生电能、高温尾气及高温水，产生的电能可输送至连接的外部用电负载，并且在有余电时还可输送至调度电网，高温尾气和高温水可输送至外部供热设备或外部供冷设备，高温水还可直接供给外部供水设备。该综合能源调度系统可消纳清洁能源，并满足制氢、供热、余电上网等基本的能源需求。

但是，随着热电联产机组、电热泵、电锅炉等能量转换设备的普及，电力系统和热力系统之间的耦合日益密切，逐步形成电-热综合能源系统。另一方面，可再生能源具有显著的随机性、波动性和间歇性等特点，电力系统的功率又需要时时处处平衡，导致电力系统灵活性不足。在上述现有技术考虑可再生能源综合系统调度方法中，可再生能源并网的电力系统灵活性不足的缺陷被放大。而多能转换设备的推广使得电、热、气在生产、传输、使用等环节的耦合逐步加深，终端用电设备中，约25％的电能通过电加热器、制冷设备转化为了热能，电热耦合尤其紧密。

因此，如何有效增大综合能源系统运行的灵活性和可行域，降低系统运行成本，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种多能耦合综合能源系统的弹性调度系统及方法，有效增大综合能源系统运行的灵活性和可行域，降低系统运行成本。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本发明在第一方面提供了一种多能耦合综合能源系统的弹性调度系统，其中多能耦合综合能源系统为一种工业能源运行系统接入工业网络通讯；所述多能耦合综合能源系统与所述弹性调度系统之间通过工业网络通讯实现数据通讯；所述多能耦合综合能源系统包括光伏发电装置、风力发电装置、制氢装置、氢燃料电池、压缩机、储罐、加氢机和热能设备；所述弹性调度系统包括配电网和配热网；其中

所述光伏发电装置和风力发电装置发电产生电能接入配电网，由配电网为用户侧的电负荷和/或热负荷进行配电；

所述制氢装置从配电网获取电能以产生氢气、氧气和高温蒸汽；产生的一部分氢气通过氢燃料电池发电产生电能接入配电网，由配电网为用户侧的电负荷和/ 或热负荷进行配电；产生的另一部分通过压缩机压缩接入储罐，由加氢机调取氢能；高温蒸汽通过热能设备接入配热网，由配热网为用户侧电负荷和/或热负荷进行配热。