一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法与流程

本发明涉及能源管理领域，具体为用于一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法。

背景技术：

1、随着智慧城市建设的不断推进，智慧园区已成为未来城市发展的重要方向。作为现代城市发展的重要组成部分，工业园区在能源利用方面面临着越来越多的挑战。为了更好地管理能源，提高园区能源的效率，降低能源消耗，园区能源管理系统应运而生。智慧能源管理系统作为新一代的能源管理体系，依托于高度发展的信息技术和物联网技术，在工业领域，通过对生产设备的能耗监测和管理，可以显著提高生产过程的能源使用效率，降低生产成本。工业园区能源调控一般采用能源收集再利用，即对电、热、气设备产生的余能进行再利用。

2、公开号cn 115907190 a公开了一种园区能源多类型储能设备协调运行优化系统，包括：数据收集模块、协议适配模块、模型生成模块、智能优化模块。该发明通过数据的动态转化以及分析不同设备中综合能源的调度，实现了各个设备之间的信息交互，提高了数据的交换速度；通过神经网络预测模型对能源的使用进行预测，提高能源的使用效率，提高了多园区综合能源系统的综合收益以及能源的利用率。该园区能源多类型储能设备协调运行优化系统，针对园区内设备能源消耗进行优化，并能对未来能源利用率进行预测，但整个园区范围内还需考虑各生产设备产生的余能转换和利用情况，产能设备及余能回收得到的多余能源在重新供给至能够利用的生产设备过程中，若跨度较远，则会存在不必要的能耗，不能实现产能及余能利用最大化。

3、为此，我们提出一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于实现各类型余能统一优化和管理，充分捕捉复杂的能量转换动态，实现实时能量优化调控。

2、本发明提供了一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，包括以下步骤：

3、s1、余能回收设备安装：在生产过程中易产生余能的地方安装高效余能回收设备；

4、s2、余能微网部署：将园区包含的市电接入设备、产能设备、余能回收设备、生产用能设备组群及储能设备划分为多个微网，各微网内部署分布式控制器，配置对应微网内的市电接入设备、产能设备、余能回收设备、储能设备和生产用能设备组群，所述市电接入设备包含断路器、继电器、微网电表；

5、s3、自组织网络节点部署：在各微网内部署自组织网络节点，设置网络协议和参数，自组织网络节点通过无线通信自动配置、优化和修复，所述自组织网络节点包括传感器节点、边缘计算节点和通信节点，所述传感器节点对微网内实时数据进行采集；

6、s4、数据预处理：所采集的微网内实时数据经边缘计算节点初步处理后传输至数据中台进行预处理，经数据中台处理的数据传输至工业园区能源管理系统；

7、s5、数字孪生构建：利用采集到的实时数据，通过建筑信息3d建模技术在工业园区能源管理平台中构建工业园区的数字孪生模型，数字孪生模型对工业园区中不同能源类型的能量流动进行仿真和预测；

8、s6、微网内能源微观调控：各微网内部署有微网内能源管理系统，通过微网内能源管理系统中高效余能回收与再利用模块，实时监测各微网内市电接入设备断路器及继电器的通断情况、微网电表测得的微网内市电消耗量、产能设备及余能回收设备的能源输出量、生产用能设备组群的运行状态及能源消耗量、储能设备的储能量，调整各微网内余能回收和能源利用策略，动态管理和调度各微网内电网供电、产能、用能、储能、余能回收的能源使用平衡，优化各微网内余能的利用和存储分配；利用多层前馈神经网络在微网内能源管理系统中进行非线性建模，生成多变量余能转换模型，所述多变量余能转换模型用于计算余能转换值，指导各微网内余能的高效利用和存储调度；

9、s7、自主学习与优化控制：基于机器算法搭建设备优化控制模型，综合各微网内采集的实时数据，生成设备优化控制调度策略，使得工业园区的生产用能设备组群运行于能耗最优状态；

10、s8、微网间能源宏观调控：利用自适应能源网络，根据各微网内生产用能设备组群及储能设备实时数据和需求变化，动态调整微网间能源网络的结构和参数，优化控制高储能微网的溢出储能向高用能微网供给，促进能源供需平衡；对不同能源类型进行优化调度，确保各类能源的高效利用，所述能源类型包含电、冷、热；采用全局实时优化算法，综合考虑能耗、成本、环保、微网距离因素，进行多目标优化。

11、优选的，步骤s1所述余能回收设备包括热电转换装置、热交换器和冷凝器，所述热电转换装置及热交换器用于余热回收，所述冷凝器用于余冷回收。

12、优选的，步骤s2所述微网的分区依据为工业园区内产能设备、余能回收设备、生产用能设备组群及储能设备的地理位置、能耗需求、功能用途。

13、优选的，步骤s2所述产能设备包含光伏发电设备、风力发电设备、燃气锅炉、热泵。

14、优选的，步骤s2所述储能设备包含储能电池、热储能系统、冷储能系统。

15、优选的，步骤s2所述生产用能设备组群包含除湿除尘设备组、冷源设备组、空调机组、智能照明设备组、纯水设备组、锅炉机组、空气压缩设备组、充电桩设备组。

16、优选的，步骤s3所述微网内实时数据包含实时环境数据、设备用能数据、设备余能数据。

17、优选的，步骤s4所述初步处理包含数据清洗、数据归一化、初步的数据分析和本地决策，所述预处理包含数据清洗、数据标准化及格式统一，数据清洗去除无效、重复、错误的数据，处理缺失值，确保数据质量，数据标准化及格式统一以将不同来源和格式的数据转换成统一的标准格式，便于进一步处理和分析。

18、优选的，步骤s5所述数字孪生模型包括各微网的虚拟模型、园区的能源流动模型和环境模型。

19、优选的，步骤s5所述工业园区能源管理平台与步骤s6所述微网内能源管理系统间进行数据共享，所述微网内能源管理系统将对应微网内的余能数据与储能数据实时传输至工业园区能源管理平，所述工业园区能源管理平台根据全局余能数据与储能数据进行综合分析和优化。

20、本发明的有益效果：

21、1、引入微网内能源动态调控，产能设备生成的电能及余能回收设备收集的余能可以及时供给至邻近生产用能设备及储能设备，减少远距离传输造成的二次能源损耗；

22、2、通过微网间能源宏观调控，控制高储能微网的溢出储能向高用能微网供给，减少高用能微网的市电接入量，促进工业园区整体的能源供需平衡；

23、3、数字孪生模型的构建，为工业园区提供全面的虚拟环境，对工业园区各微网设备部署、能源流向及能耗情况进行实时仿真和预测，提升系统的优化能力和响应速度，提高能源管理和调度的准确性、实时性和有效性。

技术特征：

1.一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s1所述余能回收设备包括热电转换装置、热交换器和冷凝器，所述热电转换装置及热交换器用于余热回收，所述冷凝器用于余冷回收。

3.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s2所述微网的分区依据为工业园区内产能设备、余能回收设备、生产用能设备组群及储能设备的地理位置、能耗需求、功能用途。

4.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s2所述产能设备包含光伏发电设备、风力发电设备、燃气锅炉、热泵。

5.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s2所述储能设备包含储能电池、热储能系统、冷储能系统。

6.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s2所述生产用能设备组群包含除湿除尘设备组、冷源设备组、空调机组、智能照明设备组、纯水设备组、锅炉机组、空气压缩设备组、充电桩设备组。

7.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s3所述微网内实时数据包含实时环境数据、设备用能数据、设备余能数据。

8.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s4所述初步处理包含数据清洗、数据归一化、初步的数据分析和本地决策，所述预处理包含数据清洗、数据标准化及格式统一。

9.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s5所述数字孪生模型包括各微网的虚拟模型、园区的能源流动模型和环境模型。

10.根据权利要求1所述的一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法，其特征在于，步骤s5所述工业园区能源管理平台与步骤s6所述微网内能源管理系统间进行数据共享，所述微网内能源管理系统将对应微网内的余能数据与储能数据实时传输至工业园区能源管理平，所述工业园区能源管理平台根据全局余能数据与储能数据进行综合分析和优化。

技术总结本发明涉及能源管理领域，具体为一种基于微网的工业园区余能回收能源调控方法。包含步骤:S1、余能回收设备安装；S2、余能微网部署；S3、自组织网络节点部署；S4、数据预处理；S5、数字孪生构建；S6、微网内能源微观调控；S7、自主学习与优化控制；S8、微网间能源宏观调控。通过微网内能源动态调控和微网间能源宏观调控，既能减少远距离传输造成的二次能源损耗，又能控制高储能微网的溢出储能向高用能微网供给，减少高用能微网的市电接入量，促进工业园区整体的能源供需平衡；数字孪生模型的构建，对工业园区各微网设备部署、能源流向及能耗情况进行实时仿真和预测，能提升系统优化能力和响应速度，提高能源管理和调度的准确性、实时性和有效性。技术研发人员：杨宏强,吴伟,江宝玉,田鹏受保护的技术使用者：深圳市森辉智能自控技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29