多能源系統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)化

在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)以后，須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化能夠顯著提升設(shè)備利用效率、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境效益。優(yōu)化變量通常包括原動(dòng)機(jī)的類型、容量，系統(tǒng)的運(yùn)行策略等。

通常從運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)采集得到的數(shù)據(jù)一般更準(zhǔn)確、真實(shí)，基于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化也更為可靠，但獲得實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)需要花費(fèi)大量的時(shí)間并需要高昂的運(yùn)行費(fèi)用作為支撐，并且只能對(duì)具體的某個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究。使用瞬態(tài)仿真方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，效率高，費(fèi)用低，系統(tǒng)運(yùn)行條件(包括原動(dòng)機(jī)類型、容量、當(dāng)?shù)貧夂虻?更改簡便，因此大部分現(xiàn)有研究均采用計(jì)算機(jī)仿真對(duì)多能系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。常用的優(yōu)化算法有混合整數(shù)線性規(guī)劃法、混合整數(shù)非線性規(guī)劃法、隨機(jī)優(yōu)化法、遺傳算法等。2100433B

（1）以熱定電：系統(tǒng)首先滿足用戶的熱需求，發(fā)出的電提供給用戶，如果電量不足或剩余，則從電網(wǎng)補(bǔ)充或上網(wǎng)售電

（2）以電定熱：系統(tǒng)首先保證滿足用戶的電需求，所發(fā)出的熱量提供給用戶以滿足熱需求，如果熱量不足，則采用鍋爐補(bǔ)燃，如果熱量過剩則廢棄或采用一個(gè)蓄熱罐儲(chǔ)存。

（3）持續(xù)運(yùn)行：系統(tǒng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)持續(xù)運(yùn)行，不考慮能源需求的變化，這種運(yùn)行策略適用于原動(dòng)機(jī)不能夠靈活調(diào)節(jié)功率的情況，如果系統(tǒng)所生產(chǎn)的能源能滿足覆蓋用戶的需求，則余電長期上網(wǎng)，反之，則長期從電網(wǎng)購電。

（4）調(diào)峰運(yùn)行：系統(tǒng)僅在負(fù)荷高峰期間運(yùn)行，以降低用能高峰期間從電網(wǎng)購得的電能。

多能源系統(tǒng)是指冷、熱、電、氣等多種能源系統(tǒng)在能源生產(chǎn)、傳輸、使用等環(huán)節(jié)耦合而形成的一種新的能源系統(tǒng)觀。多能源系統(tǒng)充分利用不同形式能源的互濟(jì)與互補(bǔ)，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，提升系統(tǒng)靈活性，增加系統(tǒng)可靠性，挖掘系統(tǒng)互補(bǔ)性。

化石能源的枯竭和環(huán)境日益惡化的雙重壓力下，綜合能源系統(tǒng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。綜合能源系統(tǒng)的相關(guān)研究已經(jīng)得到國際社會(huì)的廣泛關(guān)注，然而其可靠性評(píng)估研究仍處于起步階段。首先介紹了綜合能源系統(tǒng)的定義、典型結(jié)構(gòu)以及發(fā)展意義等，進(jìn)而對(duì)其可靠性評(píng)估的研究現(xiàn)狀及亟待解決的問題進(jìn)行了歸納，最后圍繞亟待解決的問題，從模型、算法及評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)3 個(gè)方面對(duì)綜合能源系統(tǒng)可靠性評(píng)估未來的研究方向進(jìn)行展望。

綜合能源系統(tǒng)涉及電、氣、冷/熱等多種不同的能源形式，各種能源形式在生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)及存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)中存在明顯的特性差異，同時(shí)它們之間還存在復(fù)雜的相互轉(zhuǎn)化和耦合關(guān)聯(lián)。此外，相對(duì)于傳統(tǒng)的單一供能系統(tǒng)，能源系統(tǒng)與信息通信技術(shù)的深度融合使得綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行模式發(fā)生顯著的變化。上述特性給綜合能源系統(tǒng)可靠性評(píng)估的建模、算法及評(píng)價(jià)指標(biāo)帶來了一系列的問題，基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及機(jī)器學(xué)習(xí)的可靠性評(píng)估建模，充分利用信息流實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確模擬和快速評(píng)估的可靠性評(píng)估算法，針對(duì)不同供能形式特性的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系將是綜合能源系統(tǒng)可靠評(píng)估未來的研究方向。 2100433B

由于提高能源綜合利用率、促進(jìn)可再生能源開發(fā)利用以及保證能源供應(yīng)安全可靠等一系列的優(yōu)勢(shì)，綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)得到國際社會(huì)的廣泛關(guān)注，成為國際能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略研究方向。美國早在2001 年就提出了綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)劃，更于2007 年將綜合能源系統(tǒng)的研究上升到國家能源戰(zhàn)略的高度。歐洲和日本等70 余個(gè)地區(qū)和國家促進(jìn)能源可持續(xù)利用的角度，開展了一系列的綜合能源系統(tǒng)研究計(jì)劃，并綜合能源系統(tǒng)的概念、運(yùn)行方式及經(jīng)濟(jì)性分析等方面的研究已取得了初步的成果。

相比國外，我國的綜合能源系統(tǒng)研究也已經(jīng)起步，并有一系列的研究成果發(fā)表。有研究人員將綜合能源系統(tǒng)的相關(guān)研究歸納為建模與仿真、規(guī)劃、運(yùn)行與優(yōu)化控制、安全性理論與方法、效益評(píng)估與運(yùn)營機(jī)制等幾個(gè)方面，具體分析了國內(nèi)外綜合能源系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，針對(duì)我國綜合能源系統(tǒng)發(fā)展中面臨的一些問題給出了相應(yīng)的建議，并指出我國綜合能源系統(tǒng)的研究發(fā)展是關(guān)乎國家能源安全、涉及國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略問題。

由此可見，國內(nèi)外綜合能源系統(tǒng)的相關(guān)研究已經(jīng)在綜合能源系統(tǒng)的概念和框架、多能流分析與計(jì)算、建模與仿真、規(guī)劃與運(yùn)行控制以及經(jīng)濟(jì)性分析與優(yōu)化等方面取得了初步的成果。然而，作為系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行的基礎(chǔ)，針對(duì)綜合能源系統(tǒng)可靠性評(píng)估的相關(guān)研究仍處于起步階段。

王如竹、翟曉強(qiáng)編著的這本《綠色建筑能源系統(tǒng)》通過介紹主要高效節(jié)能技術(shù)的工作原理以及運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合一些工程實(shí)例詳解部分技術(shù)的應(yīng)用方案，為綠色建筑能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究提供借鑒。此外，在我國大力發(fā)展綠色建筑之際，該書的及時(shí)出版更可為設(shè)計(jì)師以及開發(fā)商提供一些較為合理的技術(shù)路線和設(shè)計(jì)參數(shù)。