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园区综合能源方案中的多能源优化调控策略研究(2)

北极星智能电网在线  来源:能源生态圈  作者:能源e直播  2018/3/21 8:51:29  我要投稿  

规划设计:

测算冷、热、电等负荷情况

根据资源对能源类型进行选型

制定多种能源下,不同季节的总体运行策略

按照负荷要求设计能源生产设备的容量

运行:

掌握能源生产设备的运行状态

制定优化调控的目标

对多能源之间进行优化调控

检测能源消费侧的用能情况,实时优化调整

2、规划设计阶段的策略

以上图为例,园区内有8栋楼,在考虑运行策略的时候会对这8栋楼的负荷指标进行初步的预测,得出一个总量数,同时结合人们每天的生活习惯,得出一个初步的预测图。

通过对上图的分析可以得出园区的负荷情况,包括每天不同时点的负荷运行要求,以这个作为输入条件,对园区规划设计中的设备选型、供能能源站及拓扑结构进行详细的设计。

在上图的园区中利用了地源热泵,中水、污水源热泵给末端进行供冷、供暖,同时融合了水蓄能的装置。

系统设计好之后,根据不同的季节、经济条件、电价水平等情况对园区的总体运行策略进行初步规划,以达到最优目标。

3、运行阶段的优化调控

规划设计阶段初步确定了一些大的运行策略,但实际上在运行阶段的时候还会受到天气、负荷变化等的影响。

上图中最下方的设计策略指的是规划设计阶段的运行策略,实际上每天的调度计划还要考虑天气、负荷预测等因素。负荷预测主要来源于园区内的历史数据,例如相同天气情况下末端的运行情况。用这几方面作为调度计划的输入条件,就可以得出园区内每天的调度计划,在执行调度计划的过程中,还需要考虑供需的平衡优化,通过供需平衡,实现实时调度,像供冷或者供暖主要是根据管网内供水和回水的温度来判断的,再对调控的执行进行细微的优化,来达到调控的目标。

在上述调控思路下,需要考虑以下几个点:

(1)调控目标可以从2个方面来考虑:

经济角度:在满足用能需求的条件下,怎么才能让运行成本更低,更省钱、更经济。

社会效益:如何更多地使用可再生能源,减少排放,让园区供能更绿色。不同的调控目标下,调控的计划、方式会有所不同。

(2)调度计划:以小时为单位,制定运行计划,包括各能源设备的启停、工况、功率等。

(3)负荷预测:

(4)供需平衡优化

针对供冷、供暖;监测供回水管网的温度变化,监测频率分钟级;设定时间窗口,当温度在时间窗口内一直不满足条件,则对能源生产侧进行调控优化。

工程案例介绍

以某园区为例,园区以企业办公为主,以电能为中心、多种能源综合协调供应的区域能源互联网工程,满足了园区27.88万平方米、365*24小时的“电、冷、热、热水” 等综合能源需求。

园区内供能的系统主要有9大类,比一般的园区要多:

地源热泵系统

冰蓄冷系统

机载冷水机组

蓄热式电锅炉

太阳能热水系统

光伏发电系统

太阳能空调系统

风力发电系统

铅酸储能系统

同一种能源类型有好几种供能设备,涉及到比较多的策略、算法,在这种情况下做多能源的调控就比较有意义。

综合能源调控平台为综合能源项目的神经中枢,以“调得起、调得准、控得住”为总体要求,通过充分感知园区能源需求、全面调控园区各能源生产系统,达到园区多种能源供需平衡和综合能效管理。

能源网运行调控平台有以下4个方面的功能:

在线监测:利用三维可视化技术,实现对 能源网多角度、全方面的综合监测,保证绿色复合型能源网安全、稳定、高效运行。

优化调控:利用负荷预测、生产预测、调度模型,实现园区内多种能源的经济运行。

运行维护:实现能源网设备全生命周期的管理,精细的三维数字模型为生产人员、维修人员提供可视化培训。

指标体系:建立区域能源互联网评价指标体系,全面、客观的评价区域能源互联网建成后运营水平。

平台采用了先进的调控算法,实现了多种能源的自动调控运行,不仅节省了运行成本,而且大大提高了运地效率。通过1-2年运行数据的测算得出,整个园区的成本回收在6-7年左右的时间。

经验总结

这里重点总结一下以往项目中比较深刻的经验。

1、可靠性

采集终端可靠性:能源的优化调控以数据采集为基础,不管是能源生产侧、 还是消费侧,需要安装大量的采集终端;表计采集的可靠性,直接决定了平台的实用性。

网络通信可靠性:末端采集通信、数据传输网络,有线、无线等。

2、容错性

故障诊断:当数据不准确时,能缩小故障的范围,辅助判断故障原因,提高运维效率;

容错性:数据的采集难以实现100%的可靠,当数据出现问题时,保证不影响系统的整体运行。

3、管理问题

多能源的优化调控策略,不同于传统能源的运行,对人员专业能力要求比较高,要加强培训、管理,做好制度建设,不然效果也会大打折扣。

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