СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК G06Q50/06 F24D19/10 F24H9/20 H02J3/14 

Настоящее изобретение касается способа управления системой энергоснабжения, имеющей по меньшей мере два энергогенератора, предоставляющих энергию в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии. Изобретение касается также устройства управления для управления системой энергоснабжения.

Способ эксплуатации системы, имеющей несколько устройств генерации тепла, известен, например, из EP 2187136 A2. Эта система может предоставлять тепловую мощность с применением нескольких устройств генерации тепла, при этом распределение тепловой мощности по отдельным устройствам генерации тепла является варьируемым, так что они могут эксплуатироваться близко к своему оптимальному коэффициенту полезного действия. Распределение мощности может осуществляться не только через вышестоящую систему управления котлом, но и путем согласования между собой отдельных устройств генерации тепла.

Из международной заявки на патент WO 2009/141176 A1 известна мобильная система отопления, которая имеет несколько эксплуатируемых с использованием топлива отопительных устройств, находящиеся друг с другом в коммуникационной связи через шинную систему. Эта система отопления выполнена таким образом, что при пуске системы отопления, базируясь на предопределенных правилах, одно из отопительных устройств конфигурируется как задающее устройство применительно к активированию других отопительных устройств, подключенных к шинной системе. Остальные отопительные устройства конфигурируются как подчиненные устройства.

Европейская заявка на патент EP 2144130 A1 раскрывает систему группового управления, которая может коллективно управлять множеством устройств и допускает гибкое добавление или изменение групп устройств.

Гибридная система отопления, состоящая из по меньшей мере одного котла с утилизацией тепла газов котла и по меньшей мере одного котла без утилизации тепла газов котла, известна из международной заявки на патент WO 2008/091970 A2. Включение или, соответственно, выключение отдельных котлов управлением осуществляется после определения отопительной нагрузки, в том числе, на базе потока в главном трубопроводе системы отопления, а также других пусковых критериев. Выбор котлов осуществляется также в зависимости от наружной температуры, а также часов эксплуатации отдельных котлов.

В основе настоящего изобретения лежит задача, предоставить способ управления системой энергоснабжения, с помощью которого может достигаться улучшенный по сравнению с уровнем техники срок службы применяемых энергогенераторов. В частности, должен предоставляться способ управления системой энергоснабжения, при котором может уменьшаться количество процессов включения и выключения. С помощью предлагаемого изобретением способа может особенно равномерно распределяться продолжительность использования энергогенераторов, благодаря чему могут обеспечиваться щадящая эксплуатация и улучшенный срок службы энергогенераторов. Далее, при этом может достигаться особенно надежная эксплуатация системы энергоснабжения.

Изобретатели обнаружили, что, в частности, системы энергоснабжения, которые предоставляют несколько разных видов энергии, должны выполнять множество различных требований. Во-первых, может иметься множество разных требований потребности. Во-вторых, у множества энергогенераторов может иметься также множество различных ограничений в отношении предоставляемой мощности и/или текущей доступности энергогенераторов. Для эксплуатации системы энергоснабжения в соответствии с потребностью должны учитываться все требования потребности и ограничения энергогенераторов. Итак, предлагаемые изобретением способы впервые позволяют управлять такой системой энергоснабжения и, в частности, также системами мультивалентного энергоснабжения координированным образом.

Задача решается способом управления системой энергоснабжения, причем система энергоснабжения имеет по меньшей мере два энергогенератора, предназначенных для того, чтобы предоставлять по меньшей мере по одному виду энергии, тепло и/или холод и/или электрическую энергию. Каждый энергогенератор имеет также регулировочное устройство для регулирования энергогенератора. Система энергоснабжения включает в себя устройство управления для координированного управления регулировочными устройствами, при этом устройство управления сначала регистрирует требование предоставления энергии для предоставления энергии в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии. По каждому виду энергии устройство управления определяет, какие энергогенераторы требуются для выполнения требования предоставления энергии, и создает требования включения энергогенераторов, требующихся для выполнения требования предоставления энергии, и требования выключения энергогенераторов не требующихся для выполнения требования предоставления энергии. Для каждого энергогенератора устройство управления определяет наличие одного, нескольких или ни одного требования включения и наличие одного, нескольких или ни одного требования выключения.

По первому аспекту изобретения для каждого энергогенератора, для которого имеется по меньшей мере одно требование включения, устройство управления выдает требование включения соответствующему регулировочному устройству. Для каждого энергогенератора, для которого не имеется ни одного требования включения и имеется по меньшей мере одно требование выключения, устройство управления выдает требование выключения соответствующему регулировочному устройству. Выдача требований включения и/или выключения осуществляется, таким образом, по правилу «включение прежде выключения».

Правило «включение прежде выключения» служит для того, чтобы все энергогенераторы, которые получают по меньшей мере одно требование включения, включались или, соответственно, оставались включенными. Это правило может вводиться особенно просто, так как обычно не должны учитываться никакие другие параметры. Правило «включение прежде выключения» приводит к тому, что в любое время в эксплуатации находятся достаточно энергогенераторов, чтобы выполнять имеющиеся требования потребностей.

По второму аспекту изобретения для каждого энергогенератора, для которого имеется по меньшей мере одно требование выключения, устройство управления выдает требование выключения соответствующему регулировочному устройству. Для каждого энергогенератора, для которого не имеется ни одного требования выключения и имеется по меньшей мере одно требование включения, устройство управления выдает требование включения соответствующему регулировочному устройству. Выдача требований включения и/или выключения осуществляется, таким образом, по правилу «выключение прежде включения». Тем самым может достигаться особенно равномерно распределенная по всем энергогенераторам загрузка энергогенераторов.

Правило «выключение прежде включения» служит для того, чтобы все энергогенераторы, которые получают по меньшей мере одно требование выключения, выключались или, соответственно, оставались выключенными. Это правило может вводиться особенно просто, так как обычно не должны учитываться никакие другие параметры. Правило «выключение прежде включения» приводит к тому, что в эксплуатации находятся наименьшее возможное количество энергогенераторов для выполнения имеющихся требований потребностей. Тем самым может достигаться особенно высокая загрузка отдельных энергогенераторов.

По третьему аспекту изобретения устройство управления устанавливает приоритет для каждого вида энергии, так что каждый вид энергии получает приоритет различного уровня. Соответственно установленным приоритетам устройство управления выдает для каждого энергогенератора, для которого имеются по меньшей мере одно требование включения и по меньшей мере одно требование выключения различных видов энергии, соответствующему регулировочному устройству то требование включения или требование выключения, которое было создано видом энергии, имеющим соответственно более высокий приоритет. Приоритеты могут устанавливаться либо статически, либо динамически, например, в зависимости от параметров системы.

Тем самым может достигаться, что, когда для какого-либо энергогенератора имеются несколько требований включения и/или требований выключения различных видов энергии, всегда выдается только требование включения или требование выключения вида энергии, имеющего высший приоритет, так что можно избегать конфликтов. Далее, путем выбора приоритетов видов энергии может достигаться, что всегда будет гарантировано снабжение видом энергии, который считается особенно важным.

Решить задачу удается, кроме того, с помощью способа управления системой энергоснабжения, причем эта система энергоснабжения имеет по меньшей мере два энергогенератора, предназначенных для того, чтобы предоставлять по меньшей мере по одному виду энергии, тепло и/или холод и/или электрическую энергию. Каждый энергогенератор имеет к тому же регулировочное устройство для регулирования энергогенератора. Система энергоснабжения включает в себя устройство управления для координированного управления регулировочными устройствами, при этом устройство управления периодически в заданные дискретные моменты времени выполняет следующие этапы способа: сначала регистрируется требование предоставления энергии для предоставления энергии в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии. По каждому виду энергии устройство управления определяет, какие энергогенераторы требуются для выполнения этого требования предоставления энергии и создает требования включения энергогенераторов, требующихся для выполнения требования предоставления энергии, и требования выключения энергогенераторов, не требующихся для выполнения требования предоставления энергии. По каждому виду энергии устройство управления создает требования включения энергогенераторов, требующихся для выполнения требования предоставления энергии, и требования выключения энергогенераторов, не требующихся для выполнения требования предоставления энергии.

По четвертому аспекту изобретения устройство управления определяет первый энергогенератор, предназначенный для одновременного предоставления первого вида энергии и второго вида энергии, для которого в предшествующий момент времени имелось требование включения первого вида энергии и требование выключения по второму виду энергии, и для которого в настоящий момент времени имеется требование выключения по первому виду энергии. В случае если в настоящий момент времени имеется требование предоставления энергии для предоставления второго вида энергии, устройство управления создает требование включения второго вида энергии для первого энергогенератора.

Тем самым может достигаться, что первый энергогенератор, который сначала предоставлял энергию первого вида энергии, теперь становится ответственным за предоставление второго вида энергии. Таким образом можно избежать выключения энергогенератора. Далее, тем самым может достигаться отсутствие необходимости включения второго энергогенератора для предоставления второго вида энергии. Избегание процессов включения и/или процессов выключения может увеличивать срок службы энергогенераторов. Далее, энергогенераторы, когда они остаются в эксплуатации в течение долгого времени, могут также более долгое время эксплуатироваться при оптимальной отдаче мощности, благодаря чему, например, может достигаться особенно эффективная и при малом количестве вредных веществ эксплуатация.

В смысле изобретения энергогенератор «включен», когда предоставляемая знергогенератором мощность превышает некоторое заданное пороговое значение мощности. То есть для «включения» энергогенератора предоставляемая энергогенератором мощность повышается до тех пор, пока предоставляемая энергогенератором мощность не будет больше заданного порогового значения мощности.

В смысле изобретения энергогенератор «выключен», когда предоставляемая энергогенератором мощность не достигает некоторого заданного порогового значения мощности. То есть для «выключения» энергогенератора предоставляемая энергогенератором мощность понижается до тех пор, пока предоставляемая энергогенератором мощность не будет меньше заданного порогового значения мощности.

Предпочтительно система энергоснабжения представляет собой систему мультивалентного энергоснабжения, электростатическом разделении которой используют в целом по меньшей мере два разных энергоносителя.

Система мультивалентного энергоснабжения представляет собой систему энергоснабжения, применяющую в качестве источника энергии больше одного энергоносителя. Она имеет по меньшей мере два энергогенератора, которые предоставляют по одному используемому виду энергии, такому как, например, тепло, холод, механическая энергия и/или электрическая энергия. Тепло может, например, предоставляться для горячего водоснабжения и/или системы отопления и/или в качестве технологического тепла, например, для промышленных целей применения. Для транспортировки тепла обычно применяется текучая среда-носитель, то есть газ или жидкость, например, вода или водяной пар.

Указанные по меньшей мере два энергогенератора системы мультивалентного энергоснабжения используют в сумме по меньшей мере два разных энергоносителя. В качестве энергоносителей могут находить применение ископаемые и/или регенеративные энергоносители. Например, могут применяться два или больше из следующего списка: уголь, природный газ, мазут, дизельное топливо, бензин, водород, биогаз, древесина (например, в виде окатышей и/или щепы) или другие виды биомассы, геотермическая энергия, солнечное излучение, ветер, электрическая энергия (например, электрический ток и/или электрическое напряжение), тепло централизованного теплоснабжения, механическая энергия (например, энергия воды). Благодаря применению разных энергоносителей может улучшаться надежность энергоснабжения, так как может уменьшаться зависимость от доступности какого-либо энергоносителя (такого как, например, солнце и/или ветер).

В частности, система мультивалентного энергоснабжения может применять комбинацию из регенеративных и ископаемых энергоносителей, так что может достигаться особенно надежная эксплуатация системы энергоснабжения, так как колеблющаяся во времени доступность одного из используемых энергоносителей может компенсироваться применением по меньшей мере одного другого энергоносителя. При этом предлагаемый изобретением способ допускает возможность реагирования управления системы энергоснабжения на условия, изменяющиеся во времени.

Так, например, энергогенератор, который использует в качестве источника энергии солнце, не может предоставлять энергию по ночам. Ветряная турбина не может предоставлять энергию при отсутствии ветра. У теплового насоса может быть задан минимальный интервал, в котором не разрешается выключать тепловой насос, или, соответственно, период времени, в который не разрешается снова включать тепловой насос после выключения. Все эти и другие специфические свойства могут иметь последствия для эксплуатации системы мультивалентного энергоснабжения. Поэтому устройство управления может быть предназначено для того, чтобы управлять системой энергоснабжения в зависимости от специфических свойств энергогенераторов.

Система мультивалентного энергоснабжения имеет по меньшей мере два энергогенератора, использующие каждый по меньшей мере один из вышеназванных энергоносителей для предоставления энергии в виде тепла, холода и/или электрической энергии, например, два или больше из следующего списка, не являющегося окончательным перечнем: котел масляного отопления, котел газового отопления, котел с утилизацией тепла газов котла, газовый двигатель, газовая турбина, блочная теплоэлектроцентраль (блочная ТЭЦ), дровяной котел, (электрический) тепловой насос, фотогальваническая установка, ветряная турбина, термический солнечный коллектор, топливный элемент. Кроме того, может быть введено комбинированное производство электрической и тепловой энергии, например, с помощью двигателя Стирлинга.

Для оптимальной эксплуатации системы мультивалентного энергоснабжения управление системы энергоснабжения должно осуществляться в зависимости от специфических свойств энергогенераторов, которые, в том числе, зависят от вида используемого энергоносителя. Настоящее изобретение нацелено, в том числе, на то, чтобы комбинировать эти специфические свойства энергогенераторов друг с другом синергетическим образом. Выражаясь другими словами, предлагаемый изобретением способ позволяет оптимально комбинировать друг с другом соответствующие преимущества разных энергоносителей, в частности с точки зрения их доступности и/или энергосодержания. Это удается благодаря координированному управлению энергогенераторами, так что из мультивалентности системы энергоснабжения, то есть использования различных энергоносителей, может получаться преимущество по сравнению с системами моновалентного энергоснабжения, использующими только один энергоноситель.

Управление системами мультивалентного энергоснабжения может быть очень сложным и требует, как правило, адаптированного к конкретной конфигурации системы, точно выверенного решения, такого как, например, управление с программируемой памятью. Издержки разработки и связанные с ними затраты на предоставление управления системой, в зависимости от сложности системы мультивалентного энергоснабжения, могут быть очень высокими. Кроме того, при инсталляции системы энергоснабжения конфигурация соответствующего управления может быть очень сложной и занимающей много времени. Один из предпочтительных способов нацелен на то, чтобы оптимально управлять множеством разных систем мультивалентного энергоснабжения, имеющих различно организованные инфраструктуры и различные компоненты. Одно из предпочтительных устройств управления предназначено для того, чтобы оптимально управлять множеством разных систем мультивалентного энергоснабжения.

Предлагаемое изобретением устройство управления может быть предназначено для осуществления предлагаемого изобретением способа управления системой мультивалентного энергоснабжения. В частности, устройство управления может управлять множеством различных конфигураций системы, не подвергаясь новому программированию для каждой новой или измененной конфигурации системы. Вместо этого устройство управления должно только соответственно вновь конфигурироваться для управления другой или измененной конфигурацией системы, имеющей отличающиеся краевые условия.

Координированное управление регулировочными устройствами означает, что устройство управления при определении заданных значений и/или при создании требований включения и/или при создании требований выключения учитывает совокупность энергогенераторов в системе энергоснабжения. Это может означать, что при одновременном наличии множества требований предоставления энергии по разным видам энергии следует учитывать, какой энергогенератор может предоставлять какой вид (виды) энергии. Далее, может быть необходимо, чтобы управление определяло, требуются ли для выполнения требования (требований) предоставления энергии несколько энергогенераторов. При выборе энергогенераторов для выполнения требования (требований) предоставления энергии устройство управления может, к тому же, принимать во внимание, сколько времени нужно различным энергогенераторам для достижения определенного заданного значения и/или имеются ли ограничения в отношении доступности используемого энергогенераторами энергоносителя.

Чтобы обеспечить возможность координированного управления регулировочными устройствами, устройство управления может быть предназначено для того, чтобы регистрировать множество специфических свойств энергогенераторов и при необходимости сравнивать друг с другом и/или распознавать и учитывать зависимости между энергогенераторами. В частности, при управлении системой энергоснабжения могут учитываться специфические свойства, касающиеся отдачи мощности энергогенераторов. Специфические свойства, касающиеся отдачи мощности, включают в себя, в том числе, максимально предоставляемую данным энергогенератором мощность и время, которое нужно энергогенератору для перехода из выключенного в оптимальное состояние эксплуатации.

Разные энергогенераторы могут иметь очень различные специфические свойства и соответственно этому ставить различные или даже противоположные требования при их эксплуатации в системе энергоснабжения. Далее в качестве примера описываются характерные специфические свойства некоторых выбранных энергогенераторов.

Котел масляного отопления или, соответственно, котел газового отопления использует ископаемые источники энергии мазут или, соответственно, природный газ и вырабатывает тепло, которое обычно передается текучей среде-носителю, чаще всего воде. Он может вырабатывать высокие мощности в течение короткого времени, а также быстро выключаться. Такой котел отопления обладает возможностью хорошего регулирования и поэтому может применяться в режиме модуляции. Котел отопления допускает, кроме того, частое включение и выключение и поэтому может также применяться двухступенчатым образом в режиме включения/выключения. Таким образом, котлы масляного отопления и котлы газового отопления обладают возможностью особенно гибкого применения при их эксплуатации и часто применяются в качестве так называемых котлов пиковых нагрузок, которые должны быстро реагировать на колебания требований предоставления энергии. Общая стоимость энергии, которая учитывает стоимость самого энергоносителя, а также стоимость технического обслуживания и капиталовложения в котел отопления, по сравнению с другими энергогенераторами движутся на среднем уровне.

Блочная теплоэлектроцентраль (блочная ТЭЦ) обычно использует ископаемые источники энергии, но могла бы также эксплуатироваться с биогазом или водородом, происходящим из регенеративных источников. Она вырабатывает тепло и электрическую энергию (например, электрический ток и/или электрическое напряжение), обладает возможностью хорошего регулирования и может быстро разгоняться до высоких мощностей и также быстро снова переходить на низкую нагрузку. Но в отличие от котла отопления, блочная ТЭЦ не должна часто включаться или, соответственно, выключаться. Для экономичной эксплуатации блочной ТЭЦ она используется, как правило, при продолжительной эксплуатации. При этом, несмотря на высокие капиталовложения, блочная ТЭЦ в целом выходит на относительно низкую общую стоимость энергии.

Дровяной котел использует твердое топливо из возобновляемого источника энергии (древесина, например, в виде окатышей или щепы) и вырабатывает тепло. Он обладает возможностью только ограниченного регулирования и может только относительно медленно разгоняться до высоких мощностей или, соответственно, снова переходить на низкую нагрузку. Из-за долгого времени переключения дровяной котел не должен часто включаться или, соответственно, выключаться. При выключении уже в целях безопасности обычно необходимо подождать, пока полностью сгорит уже находящееся в топке топливо. При включении, напротив, сначала достаточное количество топлива должно транспортироваться в топку и воспламеняться. Он имеет относительно низкую общую стоимость энергии. Поэтому он чаще всего применяется в качестве котла основной нагрузки, который по возможности непрерывен в эксплуатации и может выполнять требование минимальной энергии системы энергоснабжения. Чтобы можно было реагировать на колебания в требуемом количестве энергии, дровяной котел чаще всего применяется в комбинации с буферным аккумулятором, который временно аккумулирует предоставляемее дровяным котлом тепло, когда требуемое потребителями количество тепла меньше количества тепла, предоставляемого дровяным котлом. Если требуемое потребителями количество тепла больше количества тепла, предоставляемого дровяным котлом, сначала аккумулированное количество тепла может снова отдаваться буферным аккумулятором. Альтернативно или дополнительно к буферному аккумулятору часто в системе энергоснабжения вместе с дровяными котлами применяется газовый котел отопления. Газовый котел отопления включается тогда, когда требуемое количество тепла превышает количество тепла, имеющееся у дровяного котла и у буферного аккумулятора. То есть газовый котел отопления используется в качестве котла пиковых нагрузок. Чаще всего дровяные котлы эксплуатируются попарно, чтобы всегда по меньшей мере один из двух дровяных котлов был готов к эксплуатации.

Электрический тепловой насос расходует электрическую энергию и поэтому, в зависимости от того, из какого источника была получена электрическая энергия, использует ископаемые и/или регенеративные источники энергии. Он может вырабатывать тепло и/или холод, однако имеет ограниченный диапазон температуры. Обычно тепловой насос может обеспечивать максимальную температуру подводящей линии 60°C. Он обладает возможностью хорошего регулирования и может быстро разгоняться до высоких мощностей и также быстро снова переходить на низкую нагрузку. Однако его нельзя часто включать или, соответственно, выключать. Он имеет относительно низкую общую стоимость энергии.

Другим компонентом, который применяется во многих системах энергоснабжения, является буферный аккумулятор. Буферный аккумулятор может временно аккумулировать в буфере предоставленную энергогенераторами энергию. В зависимости от вида энергии, буферный аккумулятор может быть, например, аккумулятором электрической энергии, например, в виде аккумуляторов или конденсаторов, или аккумулятором тепла и/или аккумулятором холода, например, в виде изолированного водяного бака. Кроме того, энергия может также аккумулироваться в виде механической энергии, например, в маховике. Буферный аккумулятор допускает указанное по меньшей мере частичное разобщение эксплуатации энергогенераторов с потребителями энергии. При этом может улучшаться коэффициент полезного действия системы энергоснабжения.

По меньшей мере один из энергогенераторов может быть предназначен для того, чтобы одновременно предоставлять по меньшей мере два вида энергии. Примером этого является блочная теплоэлектроцентраль (блочная ТЭЦ), которая может предоставлять как тепло, так и электрическую энергию.

Способ может, к тому же, включать в себя этап, в котором определяется первый энергогенератор, предназначенный для одновременного предоставления первого вида энергии и второго вида энергии, например, тепла и электрической энергии, для которого имеется требование включения первого вида энергии и требование выключения второго вида энергии, то есть чтобы, например, имелись требование включения тепла и требование выключения электрической энергии. Этим первым энергогенератором может быть, например, блочная ТЭЦ.

Далее, может определяться второй энергогенератор, предназначенный для представления второго вида энергии (например, электрической энергии), для которого имеется требование включения второго вида энергии. Тогда устройство управления может быть предназначено для того, чтобы создавать требование включения второго вида энергии для первого энергогенератора и требование выключения второго вида энергии для второго энергогенератора. То есть первый энергогенератор может принимать от второго энергогенератора требование включения второго вида энергии. Это может осуществляться предпочтительно тогда, когда первый энергогенератор в последовательности включения по второму виду энергии стоит только после второго энергогенератора, и поэтому включался бы, собственно, только тогда, когда второй энергогенератор уже включен. Но так как первый энергогенератор уже получил требование включения от первого вида энергии, устройство управления распознает, что включения второго энергогенератора можно избежать, когда требование предоставления энергии может выполняться первым энергогенератором.

В традиционных способах управления множеством энергогенераторов системы энергоснабжения отдельные энергогенераторы включаются или, соответственно, выключаются поочередно в предварительно установленной последовательности. Включение следующего в последовательности энергогенератора осуществляется всегда только тогда, когда мгновенная потребность в энергии больше не может удовлетворяться уже включенными энергогенераторами. Соответственно энергогенераторы выключаются только тогда, когда предоставляемое количество энергии превышает требуемую потребность. При этом может случиться, что энергогенератор, обладающий возможностью только очень медленного включения или, соответственно, выключения и/или регулирования, блокирует включение (или выключение) следующего энергогенератора в последовательности, так что для удовлетворения потребности или, соответственно, для дросселирования общей мощности при сниженной потребности может требоваться очень долгое время.

В другом известном способе управления множеством энергогенераторов системы энергоснабжения отдельные энергогенераторы включаются и/или выключаются и регулируются независимо друг от друга (параллельно). При этом управление осуществляется совершенно не координируемым образом. Ограничения или, соответственно, специфические свойства отдельных энергогенераторов не могут учитываться при управлении системой энергоснабжения.

Предлагаемый изобретением способ управления может комбинировать поочередное управление с параллельным управлением энергогенераторами. Для этого энергогенераторы распределяются на группы, при этом в пределах одной группы устанавливается варьируемая последовательность энергогенераторов. Далее, может устанавливаться последовательность групп, называемая каскадом, при этом каскад включает в себя одну или несколько групп.

Каскад представляет собой уровень распределения энергогенераторов, который является для групп вышестоящим, и устанавливает в каждом случае поочередную последовательность включения и/или выключения энергогенераторов или, соответственно, групп энергогенераторов. Управление каскадами может осуществляться независимо друг от друга. Таким образом могут определяться несколько параллельно выполняемых поочередных последовательностей энергогенераторов, при этом для включения и/или выключения могут в каждом случае устанавливаться различные критерии. По каждому виду энергии может устанавливаться собственное распределение энергогенераторов на группы и каскады.

В каждой группе устанавливается очередность (последовательность) энергогенераторов, причем эта очередность может быть варьируемой, например, в зависимости от регулируемых величин энергогенераторов. Так, например, между несколькими энергогенераторами одной группы может реализовываться компенсация времени работы. Последовательность включения и/или выключения энергогенераторов в пределах одного каскада может определяться в зависимости от последовательности групп и очередностей в пределах групп.

В пределах каждого каскада может автономно приниматься решение, должны ли и по каким критериям включаться и/или выключаться энергогенераторы в данной последовательности. Для этого для каждого каскада может быть установлено множество критериев, которые, например, определяют пороговые значения в зависимости от требований предоставления энергии.

Каскады могут выполняться устройством управления параллельно. Благодаря этому может заметно улучшаться качество регулирования по сравнению со способами, при которых устанавливается только одна единственная линейная очередность энергогенераторов. Кроме того, при параллельном выполнении каскадов может предотвращаться зависание последовательности переключения на одном энергогенераторе, которое препятствует процессу переключения. Качество регулирования описывает поведение регулирования. При этом высокое (или хорошее) качество регулирования означает, что определенное требуемое заданное значение может достигаться за особенно короткое время. Низкое (или плохое) качество регулирования означает, что определенное требуемое заданное значение достигается только за относительно долгое время.

В одном из предпочтительных способов устройство управления определяет для каждого энергогенератора заданные значения для выполнения требования предоставления энергии в зависимости от определенного требования (требований) включения и/или требования (требований) выключения и выдает эти заданные значения регулировочным устройствам соответствующих энергогенераторов.

Устройство управления может предпочтительно регистрировать от каждого из регулировочных устройств ограничения относительно регулируемых величин каждого энергогенератора, причем эти ограничения касаются минимальных и/или максимальных значений предоставляемой этим энергогенератором мощности и/или указывают, должен ли данный энергогенератор быть включен или выключен. Альтернативно ограничения, касающиеся регулируемых величин энергогенераторов, могут также задаваться другим образом, чем регулировочным устройством, например, вручную пользователем.

Эти ограничения могут представлять собой специфические для генераторов ограничения. В качестве ограничений могут, например, задаваться минимальное значение и/или максимальное значение. Минимальное значение и/или максимальное значение могут быть также одинаковой величины. Тем самым может задаваться рабочая точка, в которой должен эксплуатироваться энергогенератор. Такая рабочая точка может, например, гарантировать особенно высокий коэффициент полезного действия энергогенератора. При регистрации ограничений может достигаться, чтобы устройство управления координированным образом при определении заданных значений для выполнения требований предоставления энергии принимало во внимание уставки энергогенераторов. В частности, можно избежать того, чтобы устройство управления определяло заданное значение для какого-либо энергогенератора, который не может выполнить это заданное значение из-за собственных ограничений.

Кроме того, устройство управления может быть предназначено для того, чтобы регистрировать от каждого из регулировочных устройств специфические свойства, касающиеся отдачи мощности каждого энергогенератора, которые указывают, как энергогенератор реагирует на изменение регулируемой величины. Альтернативно специфические свойства, касающиеся отдачи мощности энергогенератора, могут также задаваться другим образом, чем путем регистрации регулировочным устройством, например, вручную пользователем. Такие специфические свойства могут представлять собой характеристику энергогенератора, которая, например, указывает, какую мощность выдает энергогенератор, когда настраивается определенная установочная величина. Эти специфические свойства могут, в частности, касаться динамических свойств энергогенератора. Например, они могут описывать, сколько времени требуется энергогенератору, чтобы разогнаться до полной нагрузки (максимальная отдача мощности), или, соответственно, сколько времени нужно, чтобы выключить энергогенератор (отсутствие отдачи мощности).

Специфическое свойство энергогенератора может, кроме того, зависеть от гидравлической привязки энергогенератора в системе энергоснабжения. Так может достигаться, чтобы энергогенераторы активировались в соответствии с их физическим расположением в системе энергоснабжения. При этом может, например, упрощаться выполнение требования определенной температуры подводящей линии.

Специфическое свойство энергогенератора в соответствии с изобретением может быть также предоставляемым им видом (предоставляемыми видами) энергии. Кроме того, это специфическое свойство может быть также применяемым энергогенератором энергоносителем и/или зависеть от вида применяемого энергоносителя.

Предпочтительно способ может включать в себя этап, при котором определяется, имеется ли требование предоставления энергии больше, чем по одному из видов энергии, теплу, холоду или электрической энергии. Тогда распределение каскадов может устанавливаться в зависимости от предоставляемого энергогенераторами вида энергии. Регулирование энергогенераторов осуществляется тогда устройством управления в зависимости от установленного для видов энергии распределения энергогенераторов на каскады.

Способ может, к тому же, включать в себя этап, в котором определяется, имеется ли для одного энергогенератора больше одного требования предоставления энергии. В случае если для одного энергогенератора имеется больше одного требования предоставления энергии, устройство управления может определять, какому требованию предоставления энергии должен отдаваться приоритет. Тогда заданные значения для энергогенератора определяются в зависимости от этого приоритетного требования предоставления энергии. Выбор приоритетов требований предоставления энергии может осуществляться, например, в зависимости от требуемого вида энергии.

Предпочтительно устройство управления включает в себя устройство для регистрации ограничений. Ограничения могут касаться минимальных и/или максимальных значений предоставляемой каким-либо энергогенератором мощности и/или указывать, должен ли быть включен или выключен данный энергогенератор.

Устройство управления может также включать в себя блок координирования, который предназначен для того, чтобы выдавать требования включения и/или выключения и/или уставки заданных значений по видам энергии в соответствии с выбором приоритетов видов энергии устройству выдачи заданных значений. Для этого блок координирования может быть предназначен для того, чтобы устанавливать приоритет по каждому виду энергии, так что каждый вид энергии получает приоритет различного уровня. Благодаря этому могут разрешаться конфликты при наличии противоположных требований включения или выключения к одному энергогенератору. Тогда принимается в каждом случае то требование включения или выключения, которое было создано видом энергии, имеющим более высокий приоритет.

В соответствии с изобретением система энергоснабжения может быть предназначена для того, чтобы предоставлять энергию в виде тепла, холода и/или электрической энергии. По каждому виду энергии может иметься по меньшей мере одно требование предоставления энергии. Требования предоставления энергии по каждому виду энергии могут независимо друг от друга регистрироваться устройством управления и подвергаться дальнейшей переработке в соответствующие требования заданных значений к энергогенераторам. Требование предоставления энергии может, например, поступать от одного потребителя, множества потребителей либо какого-либо внешнего или внутреннего устройства, которое координирует требования множества потребителей. По каждому виду энергии могут, кроме того, устанавливаться критерии для энергогенераторов, которые принадлежат к соответствующему виду энергии. Требования предоставления энергии по каждому виду энергии могут регистрироваться устройством управления независимо друг от друга и подвергаться дальнейшей переработке в соответствующие уставки заданных значений энергогенераторам.

Далее, по одному виду энергии может также иметься больше одного требования предоставления энергии. Для этого один вид или несколько видов энергии может подразделяться, например, в зависимости от привязки энергогенераторов и/или имеющихся в циркуляционных контурах потребителя видов потребителей, на несколько подвидов энергии. Это может, например, служить для поставки (физического) вида энергии тепла разным циркуляционным контурам потребителей, имеющим различные требования. При этом энергогенераторы, которых касается требование предоставления энергии, могут быть также привязаны к отдельным друг от друга циркуляционным контурам потребителей. Альтернативно посредством клапанов, дроссельных заслонок и/или выключателей может осуществляться переключение между разными циркуляционными контурами потребителей.

По виду энергии тепло разные требования предоставления энергии могут, например, иметься тогда, когда для предоставления горячей воды (питьевой воды) и отопления и/или технологического тепла (технической воды или, соответственно, пара) требуются различные температуры подводящей линии.

Распределение на виды энергии тепло, холод и электрическую энергию может также дополняться другими видами энергии (например, механической энергией). Далее, один вид энергии может также подразделяться на подвиды энергии в зависимости от использования. Например, вид энергии тепло может подразделяться на горячую воду, тепло для отопления и/или горячий воздух. Вид энергии холод может, например, подразделяться на охлаждение зданий (например, система кондиционирования с подачей свежего воздуха) и охлаждение оборудования (например, охлаждающее средство для охлаждения машин). Соответственно может устанавливаться последовательность приоритетов по подвидам энергии в пределах одного вида энергии и/или по всем видам энергии и подвидам энергии.

Так как в системе энергоснабжения могут быть энергогенераторы, которые одновременно могут предоставлять больше одного вида энергии, может быть необходимым устанавливать, при каких предпосылках должны включаться или, соответственно, выключаться и/или регулироваться или управляться такие энергогенераторы. Устройство управления при управлении энергогенераторами может отдавать приоритет определенным видам энергии, так чтобы требованию предоставления энергии или, соответственно, требованиям включения и/или требованиям выключения по первому виду энергии отдавалось предпочтение по сравнению с требованием предоставления энергии или, соответственно, требованиями включения и/или требованиями выключения второго вида энергии. Устройство управления может также устанавливать или регистрировать последовательность приоритетов для видов энергии. Последовательность приоритетов может, например, устанавливаться вручную пользователем. То есть устройство управления может регистрировать и обрабатывать требования предоставления энергии или, соответственно, требования включения и/или требования выключения в зависимости от приоритета данного вида энергии.

Например, блочная ТЭЦ вырабатывает как тепло, так и электрическую энергию (электрический ток и/или электрическое напряжение). Следовательно, для блочной ТЭЦ могут иметься два различных требования по двум видам энергии. Но так как предоставляемая блочной ТЭЦ электрическая энергия при отсутствии соответствующего требования потребителей, снабжаемых системой энергоснабжения, может в любое время запитываться в общественную электросеть, блочная ТЭЦ обычно используется при продолжительной эксплуатации.

Вид энергии тепло включает в себя все энергогенераторы, которые могут предоставлять тепловую энергию. К тому же блок управления для вида энергии тепло учитывает условия включения и/или выключения, которые имеют отношение к требованию предоставления энергии тепла, например, требуемую температуру подводящей линии системы и/или температуру буфера. Аналогичным образом устанавливается принадлежность энергогенераторов к видам энергии электрическая энергия и холод.

Каждый энергогенератор в системе энергоснабжения имеет регулировочное устройство для регулирования регулируемых величин энергогенератора. Регулируемые величины энергогенератора включают в себя, например, температуру котла энергогенератора, объемный и/или массовый поток среды-носителя через энергогенератор, температуру среды-носителя на подводящей линии и/или на отводящей линии энергогенератора, потребление мощности энергогенератора и/или отдачу мощности энергогенератора. У энергогенератора, который предоставляет электрическую энергию, регулируемые величины могут касаться электрического тока, электрической мощности и/или электрического напряжения.

Регулировочные устройства координируются устройством управления, которое является вышестоящим для этих регулировочных устройств. Устройство управления предназначено для того, чтобы регистрировать требование предоставления энергии по энергии в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии. Требование предоставления энергии может быть, например, требованием предоставления определенной температуры подводящей линии или определенной температуры в буферном аккумуляторе, в частности в определенной области буферного аккумулятора, или быть электрической мощностью. Требование предоставления энергии может, например, создаваться одним потребителем или группой потребителей и посредством надлежащей связи с передачей данных выдаваться устройству управления.

Устройство управления может быть предназначено также для того, чтобы определять для каждого энергогенератора заданные значения для выполнения требования предоставления энергии в зависимости от каждого используемого энергоносителя, причем эти заданные значения включают в себя также указания включения или выключения энергогенератора.

Устройство управления предназначено также для того, чтобы выдавать эти заданные значения регулировочным устройствам. Для связи с регулировочными устройствами устройство управления использует надлежащее соединение с передачей данных.

Разные используемые в системе энергоснабжения энергоносители могут, например, вследствие различной стоимости и/или колеблющейся доступности ставить требования к системе энергоснабжения. Чтобы гарантировать по возможности непрерывную эксплуатацию системы энергоснабжения, устройство управления находит заданные значения для энергогенераторов, например, в зависимости от текущей и/или же рассчитанной на будущее, заданной или оценочной доступности используемых энергоносителей.

Например, устройство управления может быть предназначено для того, чтобы эксплуатировать предпочтительные энергогенераторы, которые, например, используют особенно оптимальные по стоимости и/или регенеративные энергоносители, с высокой или, соответственно, максимальной мощностью. Непредпочтительные энергогенераторы, которые, например, используют менее оптимальные по стоимости и/или ископаемые энергоносители и предусмотрены для покрытия пиков нагрузки, не должны использоваться для аккумулирования тепла в буферном аккумуляторе. Предпочтительным образом предпочтительным энергогенераторам должно разрешаться использовать буферный аккумулятор для реализации более долгого времени работы или, соответственно, меньшего количества процессов переключения. Но устройство управления может также выбирать для заряда буферного аккумулятора непредпочтительные энергогенераторы.

Одного только целенаправленного включения и выключения энергогенераторов устройством управления было бы недостаточно для выполнения требования предоставления энергии, потому что путем одного только переключения не определяется, с какой степенью модуляции или, соответственно, с какой мощностью (или при каком уровне температуры) должен работать получивший допуск энергогенератор. Отсюда следует, что от устройства управления требуются уставки заданных значений.

Различные регулируемые величины системы энергоснабжения (например, температура подводящей линии системы, температура буфера, электрический ток, электрическое напряжение) требуют, чтобы отдельным энергогенераторам выдавались индивидуальные уставки заданных значений. Наряду с этим должны также учитываться краевые условия. Эти краевые условия могут, например, включать в себя стратегии регулирования, установленные предпочтительные энергогенераторы и/или динамику буфера.

Целенаправленного допуска энергогенераторов недостаточно для регулирования, например, температуры подводящей линии системы и/или температуры буфера на желаемый уровень при требуемой мощности. Потому что допуском не определяется, какую мощность при каком уровне температуры должен вырабатывать данный получивший допуск энергогенератор. Поэтому требуются дополнительные уставки заданных значений. В системе энергоснабжения могут быть представлены различные энергогенераторы, имеющие индивидуальные специфические для генераторов ограничения (например, минимальные и максимальные значения мощности, объемного потока или времени работы). Дополнительно широкие возможности конфигурации позволяют энергогенераторам работать с соответственно различными регулируемыми величинами (напр., температура подводящей линии системы, состояние заряда буфера, электрический ток, электрическое напряжение). Эти обстоятельства требуют, чтобы каждый энергогенератор, наряду с допуском или требованием переключения, получал индивидуальные заданные значения.

Предпочтительно каждое регулировочное устройство каждого энергогенератора имеет интерфейс для приема заданных значений от устройства управления. Регулировочные устройства через надлежащие акторы действуют на энергогенераторы для регулирования регулируемых величин на соответствующее заданное значение. Регулируемые величины включают в себя, например: (электрическую или тепловую или холодильную) мощность, которую вводит энергогенератор в систему энергоснабжения, объемный или массовый поток (или электрический ток) от энергогенератора в систему энергоснабжения, температуру подводящей линии энергогенератора (электрическое напряжение).

Устройство управления не может действовать непосредственно на эти регулируемые величины, а только выдает заданные значения регулировочному устройству энергогенератора. Регулирование регулируемых величин на заданные значения остается в области ответственности регулировочных устройств. Устройство управления может задавать регулировочному устройству вместо постоянного заданного значения также некоторый рабочий диапазон (соответственно с помощью верхнего либо нижнего ограничения или, соответственно, порогового значения), в котором регулируемые величины могут настраиваться регулировочным устройством. Устанавливаемый устройством управления рабочий диапазон может, соответственно этому, определяться одним или несколькими заданными значениями, которые устанавливают минимальные и/или максимальные значения регулируемых величин. Регулируемыми величинами являются, например:

максимальная тепловая или электрическая мощность (или, соответственно, тепловая мощность, холодильная мощность) энергогенератора, которую не разрешается превышать. Требование устанавливается, например, в процентах по отношению к физически возможной максимальной мощности данного энергогенератора;

минимальная термическая или электрическая мощность (или, соответственно, тепловая мощность или холодильная мощность) энергогенератора, недостижение которой не разрешено. Требование устанавливается, например, в процентах по отношению к физически возможной максимальной мощности данного энергогенератора;

максимальный объемный поток (или массовый поток или электрический ток) энергогенератора, который течет от энергогенератора или, соответственно, через него в систему энергоснабжения. Требование устанавливается, например, в процентах по отношению к физически возможному максимальному потоку (току) данного энергогенератора;

минимальный объемный поток (или массовый поток или электрический ток) энергогенератора, который течет от энергогенератора или, соответственно, через него в систему энергоснабжения. Требование устанавливается, например, в процентах по отношению к физически возможному максимальному потоку (току) данного энергогенератора;

минимальная и/или максимальная заданная температура подводящей линии энергогенератора или электрическое напряжение. Требование устанавливается в градусах Цельсия или, соответственно, Вольтах. Конкретные значения, которые посылает устройство управления регулировочным устройствам энергогенераторов, далее называются также заданными значениями.

Краткое описание фигур

Другие предпочтительные варианты осуществления описываются подробнее ниже на одном из примеров осуществления, изображенном на чертежах, которым, однако, не ограничено изобретение.

Схематично показано:

фиг.1: изображение логики управления системы энергоснабжения по первому примеру осуществления;

фиг.2: изображение логики управления системы энергоснабжения, имеющей пять энергогенераторов для трех видов энергии, по второму примеру осуществления;

фиг.3: гидравлическая схема системы энергоснабжения по третьему примеру осуществления, имеющей две блочных ТЭЦ, буферный аккумулятор и два газовых котла;

фиг.4: распределение энергогенераторов третьего примера осуществления на виды энергии, каскады и группы;

фиг.5: четвертый пример осуществления, который представляет собой модификацию распределения энергогенераторов третьего примера осуществления на виды энергии, каскады и группы третьего примера осуществления;

фиг.6: гидравлическая схема системы энергоснабжения по седьмому примеру осуществления, имеющей два газовых котла, две блочных ТЭЦ, буферный аккумулятор и два дровяных котла;

фиг.7: распределение энергогенераторов седьмого примера осуществления на каскады и группы;

фиг.8: пример матрицы требования;

фиг.9 иллюстрирует концепцию соответствующего потребности задействования энергогенераторов при помощи индикаторов включения в соответствии с режимом «низкое сокращение цикла»;

фиг.10 иллюстрирует концепцию соответствующего потребности задействования энергогенераторов при помощи индикаторов включения в соответствии с режимом «высокое сокращение цикла».

Подробное описание примеров осуществления

В последующем описании одного из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения одинаковые ссылочные обозначения обозначают одинаковые или сравнимые компоненты.

Первый пример осуществления

На фиг.1 показана схематичная конструкция устройства S управления для управления системой энергоснабжения по первому примеру осуществления. Система энергоснабжения представляет собой предпочтительно систему мультивалентного энергоснабжения, энергогенераторы E1-E3 которой используют в целом по меньшей мере два разных энергоносителя. Изображенная на фиг.1 система энергоснабжения имеет три энергогенератора E1-E3, которые предоставляют энергию в виде тепла F1 и/или холода F3 и/или электрической энергии F2.

Система энергоснабжения имеет устройство S управления, которое предназначено для того, чтобы регистрировать по меньшей мере одно требование EA предоставления энергии для представления энергии в виде тепла F1 и/или холода F3 и/или электрической энергии F2. Указанное по меньшей мере одно требование EA предоставления энергии может, например, создаваться множеством потребителей (не изображено), задаваться вручную пользователем или создаваться вышестоящим устройством, которое поддерживает связь с устройством управления. Устройство S управления определяет заданные значения для множества энергогенераторов E1-E3 системы энергоснабжения в зависимости от указанного по меньшей мере одного требования EA предоставления энергии и выдает эти заданные значения SW регулировочным устройствам R1-R3 энергогенераторов E1-E3.

Хотя изображенный на фиг.1 пример осуществления системы энергоснабжения включает в себя три энергогенератора E1-E3, изобретение не ограничено тем, что система энергоснабжения включает в себя только три энергогенератора E1-E3. Собственно, с помощью предлагаемого изобретением устройства S управления или, соответственно, с применением предлагаемого изобретением способа возможно управление сколь угодно большим количеством энергогенераторов.

Устройство S управления предназначено для того, чтобы по каждому виду энергии F1-F3 определять, какие энергогенераторы E1-E3 требуются для выполнения указанного по меньшей мере одного требования EA предоставления энергии. Определение может осуществляться в зависимости от требуемого указанным по меньшей мере одним требованием EA предоставления энергии количества энергии и предоставляемой энергогенераторами E1-E3 мощности.

По каждому виду энергии F1-F3 устройство S управления создает требования ВКЛ включения для энергогенераторов E1-E3, требующихся для выполнения указанного по меньшей мере одного требования EA предоставления энергии. Далее, устройство S управления создает по каждому виду энергии F1-F3 требования ВЫКЛ выключения для энергогенераторов E1-E3, не требующихся для выполнения указанного по меньшей мере одного требования EA предоставления энергии.

Для каждого энергогенератора E1-E3 устройство S управления определяет наличие одного, нескольких или ни одного требования ВКЛ включения и наличие одного, нескольких или ни одного ни одного требования ВЫКЛ выключения.

В первом режиме эксплуатации «ВКЛ прежде ВЫКЛ» устройство S управления для каждого энергогенератора E1-E3, для которого имеется по меньшей мере одно требование ВКЛ включения, выдает требование ВКЛ включения соответствующему регулировочному устройству R1-R3. Для каждого энергогенератора E1-E3, для которого не имеется ни одного требования ВКЛ включения и имеется по меньшей мере одно требование ВЫКЛ выключения, устройство S управления выдает требование ВЫКЛ выключения соответствующему регулировочному устройству R1-R3.

Во втором режиме эксплуатации «ВЫКЛ прежде ВКЛ» устройство S управления для каждого энергогенератора E1-E3, для которого имеется по меньшей мере одно требование ВЫКЛ включения, выдает требование ВЫКЛ выключения соответствующему регулировочному устройству R1-R3. Для каждого энергогенератора E1-E3, для которого не имеется ни одного требования ВЫКЛ выключения и имеется по меньшей мере одно требование ВКЛ включения, устройство S управления выдает требование ВКЛ включения соответствующему регулировочному устройству R1-R3.

В третьем режиме эксплуатации устройство S управления выбирает приоритет для каждого вида F1-F3 энергии, так что каждый вид F1-F3 энергии получает приоритет различного уровня. Например, тепло F1 может получать высший, электрический ток F2 средний и холод F3 самый низкий приоритет. Для каждого энергогенератора E1-E3, для которого имеются по меньшей мере по одному требованию ВКЛ включения и по меньшей мере одному требованию ВЫКЛ выключения различных видов F1-F3 энергии, определяется требование включения или выключения вида энергии, имеющее высший приоритет. Устройство S управления выдает требование ВКЛ включения или требование ВЫКЛ выключения, которое было создано видом F1-F3 энергии, имеющим более высокий приоритет, соответствующему регулировочному устройству R1-R3.

Если для какого-либо энергогенератора E1, представляющего собой, например, блочную теплоэлектроцентраль (блочную ТЭЦ), которая одновременно может предоставлять как тепло F1, так и электрический ток F2, имеются требование ВКЛ включения электрического тока F2 и требование ВЫКЛ выключения тепла F1, в соответствии с приведенным в качестве примера распределением приоритетов регулировочному устройству R1-R3 выдается требование ВЫКЛ выключения.

Устройство S управления предназначено также для того, чтобы определять для каждого энергогенератора E1-E3 заданные значения SW для выполнения указанного по меньшей мере одного требования EA предоставления энергии в зависимости от определенного требования (требований) ВКЛ включения и/или требования (требований) ВЫКЛ выключения и выдавать эти заданные значения SW регулировочным устройствам R1-R3.

Когда устройство S управления регистрирует требования EA предоставления энергии для одновременного предоставления тепла F1 и электрического тока F2, то устройство S управления может определять первый энергогенератор, предназначенный для одновременного предоставления первого вида энергии, тепла F1, и второго вида энергии, электрического тока F2, например, вышеназванную блочную ТЭЦ E1.

Например, для блочной ТЭЦ E1 имеются как требование ВЫКЛ выключения первого вида энергии, тепла F1, так и требование ВКЛ включения второго вида энергии, электрического тока F2. Далее, устройство S управления определяет, что для второго энергогенератора E2, который предназначен для предоставления тепла F1, например, газового котла E2, имеется требование ВКЛ включения первого вида энергии, тепла F1.

В этом случае устройство S управления распознает, что блочная ТЭЦ E1 может выполнять требование EA предоставления энергии как по теплу F1, так и по электрическому току F2, и уже включена для предоставления электрического тока F2. Включения газового котла E2 здесь можно избежать. Поэтому устройство S управления создает требование ВКЛ включения первого вида энергии, тепла F1, для блочных ТЭЦ E1 и требование ВЫКЛ выключения первого вида энергии, тепла F1, для газового котла E2 и выдает эти требования переключения соответствующим регулировочным устройствам R1-R2. Тогда блочная ТЭЦ E1 предоставляет требуемую энергию в виде тепла F1 и электрического тока F2. А в подключении газового котла E2 совсем нет необходимости.

Устройство S управления выполняет предлагаемый изобретением способ управления предпочтительно периодически в заданные дискретные моменты k времени. В соответствии с четвертым режимом эксплуатации устройство управления определяет первый энергогенератор E1, который предназначен для одновременного предоставления первого вида энергии, тепла F1, и второго вида энергии, электрического тока F2. При этом снова речь может идти о блочной ТЭЦ E1 вышеописанного примера. Для блочной ТЭЦ E1 в прошедший момент k-1 времени имелось требование ВКЛ включения второго вида энергии, электрического тока F2, и требование ВЫКЛ выключения первого вида энергии, тепла F1. Вследствие требования ВКЛ включения второго вида F2 энергии блочная ТЭЦ E1 находилась в эксплуатации. По отношению к первому виду F1 энергии блочная ТЭЦ E1 имела статус «получившей стороннее требование». Сторонние требования энергогенераторов описываются более подробно в связи с шестым примером осуществления. В настоящий момент k времени устройство управления создало требование ВЫКЛ выключения к блочной ТЭЦ E1 по второму виду F2 энергии. В случае если по-прежнему имеется также требование ВЫКЛ выключения первого вида энергии, тепла F1, блочная ТЭЦ E1 выключалась бы, так как теперь имелось бы требование ВЫКЛ выключения по двум видам энергии, теплу F1 и электрическому току F2, которые может предоставлять блочная ТЭЦ E1.

Но если у устройства S управления в текущий момент k времени имеется требование EA предоставления энергии для предоставления первого вида энергии, тепла F1, то устройство S управления может распознавать, что предпочтительно создать требование ВКЛ включения для блочной ТЭЦ E1 по виду F1 энергии. То есть блочная ТЭЦ E1 уже вследствие ранее созданного требования ВКЛ включения вида F2 энергии находится в эксплуатации и не должна включаться только сейчас. То есть можно было бы избежать процесса переключения блочной ТЭЦ E1. Это задействование блочной ТЭЦ E1 видом энергии тепло F1 может, в частности, осуществляться даже тогда, когда в последовательности переключения вида энергии тепло F1 на очереди была бы совсем не блочная ТЭЦ E1, а второй энергогенератор, например, газовый котел E2. То есть может предотвращаться выключение блочной ТЭЦ E1 и включение газового котла E2.

Вышеописанное создание требования ВКЛ включения первого вида энергии, тепла F1, для блочной ТЭЦ E1 может также осуществляться в зависимости от так называемого индикатора включения. Индикатором включения для энергогенератора E1 является другой энергогенератор E2-E3, которому тоже передается требование ВКЛ включения по тому же самому виду энергии. В настоящем примере это может быть газовый котел E2, который тоже может предоставлять тепло F1. Если для газового котла E2 в предшествующий момент k-1 времени имелось требование ВЫКЛ выключения первого вида энергии, тепла F1, а теперь, в настоящий момент k времени, передается требование ВКЛ включения первого вида энергии, тепла F1, то, как описано выше, требование ВКЛ включения переносится на блочную ТЭЦ E1. Созданное требование ВКЛ включения к газовому котлу E2 является индикатором того, что должно предоставляться больше тепла F1. Поэтому газовый котел E2 называется здесь индикатором включения для блочной ТЭЦ E1.

Устройство S управления может по каждому виду F1-F3 энергии регистрировать или даже самостоятельно устанавливать по последовательности включения и/или выключения энергогенераторов E1-E3. Определение требований ВКЛ включения и/или требований ВЫКЛ выключения осуществляется тогда в зависимости от последовательности. Но, как изложено выше, устройство S управления может также решать, что энергогенераторы E1-E3 будут пропускаться в последовательности, если при этом можно избежать процесса переключения.

Второй пример осуществления

На фиг.2 показан второй пример осуществления системы энергоснабжения, имеющей пять энергогенераторов E1-E5. Далее подробнее описываются только отличия второго примера осуществления от первого примера осуществления. Устройство S управления включает в себя здесь три блока S1-S3 управления и блок K координирования. Блоки S1-S3 управления регистрируют требование EA предоставления энергии по одному виду F1-F3 энергии каждый.

Например, первый блок S1 управления может регистрировать требование EA предоставления энергии в виде требования тепла, второй блок S2 управления требование EA предоставления энергии в виде требования предоставления электрической энергии, и третий блок S3 управления требование EA предоставления энергии в виде требования холода. Так как в системе энергоснабжения могут быть энергогенераторы E1-E5, которые предоставляют больше одного вида F1-F2 энергии, как, например, блочная теплоэлектроцентраль, которая предоставляет электрическую энергию F2 и тепло F1, может быть, чтобы устройство S управления регистрировало требования EA предоставления энергии по разным видам F1-F3 энергии, касающиеся одного и того же энергогенератора E1-E5.

Блок K координирования предназначен для того, чтобы проверять регистрируемые тремя блоками S1-S3 управления требования EA предоставления энергии и проверять найденные из них заданные значения на конфликты и соответственно координировать использование энергогенераторов E1-E5. Для этого отдельным видам F1-F3 энергии могут, например, присваиваться различные приоритеты. В системе энергоснабжения, имеющей одну или несколько блочных ТЭЦ, было бы, например, целесообразно отдавать приоритет требованиям предоставления электрической энергии F2, чтобы блочная ТЭЦ не выключалась, когда (временно) отсутствует требование предоставления тепла F1, и поэтому создается требование выключения тепла F1.

Блок K координирования предназначен для того, чтобы регулировать взаимодействие между разными видами F1-F3 энергии. Энергогенераторы E1-E5, предоставляющие несколько видов F1-F3 энергии и получающие требование ВКЛ включения касательно первого вида F1-F3 энергии, например, тока F2, не должны, например, иметь возможность отключения вследствие требований EA предоставления энергии по второму виду F1-F3 энергии, например, теплу F1, или третьему виду F1-F3 энергии, например, холоду F3. Для этого блок K координирования присваивает видам энергии приоритеты. Последовательность приоритетов может быть постоянной или варьируемой.

Например, тот вид F1-F3 энергии, который первым передает энергогенератору E1-E3 требование включения, может получать высший приоритет. Этот вид F1-F3 энергии может сохранять высший приоритет, пока существует его требование. В случае если в этапе k расчета несколько видов F1-F3 энергии передают требование переключения одному энергогенератору E1-E5, приоритет может также определяться в соответствии с предопределенной последовательностью приоритетов.

Блок K координирования может, к тому же, учитывать необходимость осуществления как можно меньшего количества процессов переключения. В частности, блок K координирования учитывает при этом также специфические для генераторов уставки, так как есть энергогенераторы E1-E5, которые не разрешено включать определенное время после включения или выключения. Другие энергогенераторы E1-E5 могут включаться и выключаться практически неограниченно.

Третий пример осуществления

На фиг.3 показано схематичное изображение третьего примера осуществления системы энергоснабжения для предоставления тепла и электрической энергии. На фиг.3 для теплоснабжения изображена гидравлическая схема (схематичное изображение инфраструктуры) системы энергоснабжения, у которой тепло отдается текучей среде-носителю, например, воде. Среда-носитель транспортирует тепло по подводящей линии V к по меньшей мере одному циркуляционному контуру потребителя (не изображено). Подводящая линия V изображена сплошной стрелкой, которая иллюстрирует направление течения среды-носителя к циркуляционному контуру потребителя. В циркуляционном контуре потребителя может быть расположено множество потребителей, например, множество батарей отопления.

По отводящей линии R среда-носитель течет от циркуляционного контура потребителя назад к системе энергоснабжения. Отводящая линия R изображена штриховой стрелкой, которая иллюстрирует направление течения среды-носителя. Течение среды-носителя может, например, обеспечиваться циркуляционными насосами, которые могут быть расположены в циркуляционном контуре генератора, например, в энергогенераторах B1-B2, G1-G2 и/или в циркуляционном контуре потребителя. К тому же в энергогенераторах B1-B2, G1-G2 и/или в подводящей линии V и/или в отводящей линии R могут быть расположены клапаны и/или дроссельные заслонки и/или сенсоры для измерения тока и/или температуры, чтобы управлять, или, соответственно, регулировать течение через энергогенераторы B1-B2, G1-G2.

Система энергоснабжения имеет две блочные теплоэлектроцентрали (блочные ТЭЦ) B1-B2 и два газовых котла G1-G2, при этом две блочные ТЭЦ B1-B2 расположены параллельно друг другу, каждая между подводящей линией V и отводящей линией R. По отводящей линии R приходящая от потребителей среда-носитель течет к энергогенераторам, которые подводят к среде-носителю тепло. По подводящей линии V среда-носитель течет к циркуляционному контуру потребителя. Блочные ТЭЦ предназначены для того, чтобы предоставлять энергию в виде тепла F1 и электрического тока F2. Два газовых котла G1-G2 предназначены для того, чтобы предоставлять энергию в виде тепла F1.

Первый газовый котел G1 расположен тоже параллельно блочным ТЭЦ B1-B2 и ниже по потоку от них на подводящей линии V. Первый газовый котел G1 представляет собой, например, котел с утилизацией тепла газов котла, имеющий высокий коэффициент полезного действия. Дальше ниже по потоку на подводящей линии V параллельно первому газовому котлу G1 и блочным ТЭЦ B1-B2 находится буферный аккумулятор P. Дальше ниже по потоку от буферного аккумулятора P последовательно в подводящей линии V расположен второй газовый котел G2, так что этот второй газовый котел G2 может непосредственно поднимать температуру подводящей линии. Вследствие расположения второго газового котла G2 в подводящей линии после буферного аккумулятора он не может влиять на температуру аккумулированной в буферном аккумуляторе воды. Второй газовый котел G2 представляет собой, в частности, газовый котел, которые еще может работать даже тогда, когда температура среды-носителя уже относительно высока.

Хотя на фиг.3 явно не изображено, блочные ТЭЦ B1-B2 и газовые котлы G1-G2 имеют по регулировочному устройству R1-R4 для регулирования регулируемых величин энергогенераторов B1-B2, G1-G2. Устройство S управления соединено с регулировочными устройствами R1-R4 и может периодически в заданные дискретные моменты k времени запрашивать настроенные регулируемые величины у регулировочных устройств R1-R4 и выдавать заданные значения SW, а также требования ВКЛ включения и требования ВЫКЛ выключения регулировочным устройствам R1-R4. Система энергоснабжения может быть при этом выполнена аналогично тому, как изображено на фиг.1, но с четырьмя энергогенераторами B1-B2, G1-G2. Устройство S управления может принимать требования EA предоставления энергии, то есть требования предоставления электрической энергии F2 и/или тепла F1, например, от циркуляционного контура потребителя или вышестоящего управления потребителя. Устройство S управления управляет энергогенераторами B1-B2, G1-G2 через регулировочные устройства R1-R4 для удовлетворения требуемой потребности в энергии.

Система энергоснабжения настоящего примера должна эксплуатироваться в соответствии со следующей постановкой задачи: блочные ТЭЦ B1-B2 должны применяться предпочтительно, чтобы наряду с теплом F1 по возможности в любое время могла также предоставляться электрическая энергия F2. К тому же эксплуатация блочных ТЭЦ становится особенно надежной благодаря наиболее возможному долгому и непрерывному времени работы, и избегание процессов переключения позволяет щадить энергогенераторы B1-B2, G1-G2.

Первый газовый котел G1 должен применяться только тогда, когда обе блочные ТЭЦ B1-B2 уже находятся в эксплуатации, и предоставляемого ими в подводящей линии V тепла недостаточно, чтобы выполнять требование EA предоставления энергии, например, в виде требуемой температуры в буферном аккумуляторе P или температуры подводящей линии системы на переходе к циркуляционному контуру потребителя (в крайнем правом положении на фиг.3). Альтернативно газовый котел G1 может также включаться уже тогда, когда только одна из двух блочных ТЭЦ B1-B2 уже находится в эксплуатации, чтобы можно было особенно быстро реагировать на временно повышенную потребность тепла.

Второй газовый котел G2 должен включаться только тогда, когда две блочные ТЭЦ B1-B2 и первый газовый котел G1 уже находятся в эксплуатации, и предоставляемого тепла недостаточно, чтобы давать требуемую температуру подводящей линии. Последовательность включения газовых котлов G1 и G2 должна быть постоянной, так как газовый котел G1 представляет собой котел с утилизацией тепла газов котла, имеющий высокий коэффициент полезного действия. Блочные ТЭЦ B1 и B2 должны иметь возможность включаться также при наличии требования EA предоставления энергии по электрической энергии. Кроме того, между двумя блочными ТЭЦ B1-B2 должна происходить компенсация времени работы.

Теперь с помощью фиг.4 поясняется, как может определяться последовательность включения или, соответственно, выключения энергогенераторов системы энергоснабжения. Так как система энергоснабжения может предоставлять как тепло F1, так и электрическую энергию F2, управление системы энергоснабжения разделяется на два вида энергии F1 (тепло) и F2 (электрическую энергию).

Как упомянуто выше, требованием к управлению является, что между указанными блочными ТЭЦ B1-B2 должна осуществляться компенсация времени работы. Чтобы блочные ТЭЦ применялись в первую очередь, при управлении по уровню техники должна была бы устанавливаться постоянная последовательность включения и/или выключения, имеющая блочные ТЭЦ B1-B2 на первых двух местах. Но при постоянной последовательности включения и/или выключения компенсация времени работы была бы не реализуема. Первая блочная ТЭЦ B1 при традиционном управлении получила бы существенно больше часов эксплуатации, чем вторая блочная ТЭЦ B2. Если бы альтернативно компенсация времени работы осуществлялась по всем четырем генераторам B1-B2, G1-G2 тепла, оба газовых котла G1-G2 приходили бы к такому же или близкому времени работы, что и блочные ТЭЦ B1-B2, вследствие чего не могло бы выполняться требование предпочтительного применения блочных ТЭЦ B1-B2.

Для реализации компенсации времени работы устанавливается принадлежность двух блочных ТЭЦ B1-B2 к первой группе GR1. В пределах этой группы блочных ТЭЦ B1-B2 могут меняться своими местами. Критерием того, на каком месте должна стоять какая-либо блочная ТЭЦ в группе, может быть разница времени работы между этими блочными ТЭЦ B1-B2. Для предотвращения постоянного обмена местами двух блочными ТЭЦ B1-B2 в пределах группы GR1 может, к тому же, устанавливаться минимальная разница времени работы, начиная с которой должен осуществляться обмен местами. Устройство управления регистрирует время работы этих блочных ТЭЦ B1-B2 и в зависимости от зарегистрированного времени работы устанавливает последовательность блочных ТЭЦ B1-B2.

Специфические критерии места являются критериями включения или, соответственно, выключения энергогенераторов, которые сохраняются на своем соответствующем месте в группе и при обмене местами в пределах группы не перемещаются вместе с энергогенераторами. Специфический критерий места может, например, представлять собой уставки, как какой-либо энергогенератор должен включаться или, соответственно, выключаться во времени. Они могут, например, представлять собой интеграл включения и/или интеграл выключения. Другим примером критерия места является выключение энергогенератора в зависимости от температуры буфера.

При применении критериев места для включения или, соответственно, выключения энергогенераторов может устанавливаться поведение системы энергоснабжения, которое независимо от того, какой энергогенератор в данный момент находится на соответствующем месте. Так, например, могут устанавливаться пороговые значения, при превышении или недостижении которых в каждом случае осуществляется определенное, заранее установленное поведение переключения. Так, например, для каждого места в последовательности энергогенераторов может устанавливаться, должен ли при превышении или недостижении какого-либо порогового значения выключаться или включаться энергогенератор на данном месте. Таким образом можно заранее в определенных пределах устанавливать поведение системы энергоснабжения, имеющей при определенных обстоятельствах еще неизвестную конфигурацию, независимо от энергогенераторов, фактически применяемых позднее.

Как уже упомянуто, последовательность, в которой включаются первый газовый котел G1 и второй газовый котел G2, должна быть постоянной. Не должна осуществляться компенсация времени работы между газовыми котлами G1-G2. Чтобы достичь этого, устанавливается принадлежность двух газовых котлов G1-G2 к двум отдельным группам GR2, GR3.

Три группы GR1-GR3 первого вида F1 энергии могут распределяться в один общий каскад 1. При этом каскад представляет собой вышестоящий для групп уровень распределения энергогенераторов. Последовательность групп GR1-GR3 обычно задана постоянной и не изменяется устройством S управления. Но может быть также предусмотрено, чтобы последовательность групп изменялась при определенных обстоятельствах. Чтобы блочные ТЭЦ B1-B2 могли достигать наибольшего возможного количества часов эксплуатации, группа GR1 располагается в пределах каскада 1 на первом месте. Так как газовый котел G1 должен эксплуатироваться предпочтительно, группа GR2 располагается на втором месте. В настоящем примере осуществления последовательность группы установлена таким образом.

Блочные ТЭЦ B1-B2 могут в этом примере эксплуатироваться для предоставления тепла следующим образом: первая блочная ТЭЦ B1 на первом месте в пределах группы GR1 (в зависимости от компенсации времени работы, это может быть также вторая блочная ТЭЦ B2) включается при недостижении требуемой температуры подводящей линии системы. При этом требуемая температура подводящей линии системы измеряется ниже по потоку от второго газового котла G2 в подводящей линии V. При превышении предопределенного порогового значения температуры в буферном аккумуляторе P, которая измеряется в буферном аккумуляторе P на нижнем слое, первая блочная ТЭЦ B1 выключается.

Управление второй блочной ТЭЦ B2 на втором месте в группе GR1 осуществляется аналогичным образом управлению первой блочной ТЭЦ B1. Когда, несмотря на включенную блочную ТЭЦ B1, регистрируется недостижение требуемой температуры подводящей линии системы, устройство S управления подключает вторую блочную ТЭЦ B2. При превышении предопределенного порогового значения температуры в буферном аккумуляторе P, которая, например, измеряется в буферном аккумуляторе P на среднем слое, устройство S управления снова отключает вторую блочную ТЭЦ B2.

Газовый котел G1 включается при уже включенных блочных ТЭЦ B1 и B2 при недостижении требуемой температуры подводящей линии системы. Выключение газового котла G1 осуществляется, когда превышается пороговое значение температуры в буферном аккумуляторе P, которое измеряется в верхнем слое.

Когда первые три энергогенератора в каскаде 1 вида энергии тепло F1 уже находятся в эксплуатации, но измеряется недостижение требуемой температуры подводящей линии системы, то включается второй котел G2. Как только требуемая температура подводящей линии превышается, устройство S управления снова отключает газовый котел G2.

Описанные здесь критерии переключения, относящиеся к превышению и недостижению температур в подводящей линии и буфере, являются примерами критериев места, которые действуют независимо от того, какой энергогенератор в каждый момент времени принадлежит к упомянутому месту.

Наряду с требованиями EA предоставления энергии по теплу F1, устройство S управления принимает также требования EA предоставления энергии по электрической энергии F2 или, соответственно, электрической мощности (например, в виде требования тока или требования напряжения). Поэтому блочные ТЭЦ B1-B2, наряду с требованием EA предоставления энергии по теплу F1, могут также переключаться или, соответственно, регулироваться в зависимости от требования EA предоставления энергии по электрической энергии F2. Поэтому устанавливается принадлежность блочных ТЭЦ B1-B2 ко второму виду F2 энергии, электрической энергии. Требования EA предоставления энергии по электрической энергии F2 и/или требования переключения (ВКЛ/ВЫКЛ) к энергогенераторам, которые предоставляют электрическую энергию F1, создаются или, соответственно, учитываются устройством S управления.

Блочные ТЭЦ B1-B2 могут, таким образом, применяться для удовлетворения требований EA предоставления энергии двух видов F1-F2 энергии. При этом может случиться, что устройством S управления будут приняты (или, соответственно, созданы) противоположные требования. Так, может быть, что вид энергии тепло F1 потребует необходимости выключения обеих блочных ТЭЦ, так как, например, буферный аккумулятор P достиг своей максимальной температуры. С другой стороны, вид энергии электрическая энергия F2 потребует дальнейшей эксплуатации первой блочной ТЭЦ. То есть устройство S управления должно решать, какому требованию по какому виду F1-F2 энергии должен отдаваться приоритет.

В частности, требования EA предоставления энергии по теплу F1 и по электрической энергии F2 обрабатываются устройством S координированным образом. Это соответствует нахождению компромисса между требованием предоставления энергии по теплу F1 и требованием предоставления энергии по электрической энергии F2. Если вид энергии тепло F1, например, требует выключения ВЫКЛ какой-либо блочной ТЭЦ B1-B2, устройство S управления сначала проверяет, требуется ли дальнейшая эксплуатация этой блочной ТЭЦ B1-B2 для удовлетворения требования предоставления энергии по электрической энергии F1-F2, прежде чем данная блочная ТЭЦ B1-B2 будет выключена.

Одна из возможных стратегий предусматривает, чтобы всегда отдавался приоритет требованию ВКЛ включения («ВКЛ прежде ВЫКЛ»). Соответственно этому энергогенератор всегда остается включенным тогда, когда по меньшей мере один вид F1-F3 энергии требует данного энергогенератора. Этот энергогенератор выключается только тогда, когда ни один вид F1-F3 энергии больше не требует эксплуатации этого энергогенератора. Альтернативные стратегии могут предусматривать, чтобы всегда отдавался приоритет требованию ВЫКЛ выключения («ВЫКЛ прежде ВКЛ») или устанавливались приоритеты видов F1-F3 энергии, так чтобы устройство S управления всегда с предпочтением следовало требованию ВКЛ/ВЫКЛ переключения определенного вида F1-F3 энергии.

Далее описывается одна из модификаций третьего примера осуществления, при которой должны выполняться следующие поставленные задачи: требования по электрической энергии F2 должны покрываться блочными ТЭЦ B1-B2. Далее, должны учитываться задаваемые потребителями при эксплуатации блочных ТЭЦ B1-B2 блокировки тока. Блокировка тока обозначает здесь уставку, что в локальную сеть не разрешается запитывать электрическую энергию из системы энергоснабжения. Таким образом, при блокировках тока потребность тепла должна обеспечиваться одними только газовыми котлами G1-G2.

В случае если одновременно имеется потребность в электрической энергии и в тепле, должны предпочтительно применяться блочные ТЭЦ B1-B2. Благодаря этому эксплуатация системы энергоснабжения может быть особенно надежной. Пока блокировки тока нет, блочные ТЭЦ B1-B2 применяются для предоставления тепла, при этом блочные ТЭЦ B1-B2 могут использоваться особенно эффективно при одновременном предоставлении электрической энергии.

Количество процессов включения и выключения блочных ТЭЦ B1-B2 вследствие изменяющихся требований по электрической энергии F2 и/или теплу F1 должно по возможности сокращаться. Тем самым должны щадиться блочные ТЭЦ B1-B2 и достигаться особенно непрерывная и надежная продолжительная эксплуатация.

По уровню техники для выполнения вышеназванных требований известны два режима эксплуатации. При первом режиме эксплуатации требования предоставления электрической энергии действуют непосредственно на блочные ТЭЦ B1-B2 и поэтому автоматически имеют более высокий приоритет, чем требования предоставления тепла. Этот режим эксплуатации может иметь следствием сильно ограниченное качество регулирования.

При альтернативном втором режиме эксплуатации устройство управления учитывает только требования предоставления тепла. Генерируемая при этом блочными ТЭЦ B1-B2 электрическая энергия является лишь побочным продуктом и может соответственно этому не адаптироваться к потребности. Блокировки тока в этом режиме эксплуатации игнорируются.

В том и другом описанных режимах эксплуатации требования предоставления электрической энергии и тепла не могут учитываться одновременно при управлении системой энергоснабжения, хотя система энергоснабжения была бы для этого технически пригодна, так как энергогенераторы могут регулироваться каждый по отдаче своей мощности. Оба режима эксплуатации имеют, к тому же, тот недостаток, что изменения требований могут приводить к ненужным процессам переключения энергогенераторов. Это иллюстрируется на следующем примере первого режима эксплуатации.

В исходном состоянии блочная ТЭЦ вследствие требования представления электрической энергии находится в эксплуатации. Возникающее при этом тепло может покрывать потребность тепла. Когда потребность в электрической энергии исчезает, блочная ТЭЦ выключается. При этом сокращается предоставляемое количество тепла, что приводит к недостаточному снабжению теплом, так что через короткое время блочная ТЭЦ снова включается, на этот раз с целью теплоснабжения. Этот (дополнительный) процесс включения и выключения приводит как к ухудшенному качеству регулирования при предоставлении тепла, так и к уменьшенному ожидаемому сроку службы и надежности системы энергоснабжения.

Четвертый пример осуществления

Предлагаемое изобретением управление системы энергоснабжения третьего примера осуществления с учетом требований EA предоставления энергии больше, чем по одному виду F1-F2 энергии, описывается далее с помощью фиг.5. На фиг.5 показан четвертый пример осуществления, при котором устройство S управления в качестве другого компонента включает в себя блок K координирования, который предназначен для того, чтобы координировать требования EA предоставления энергии по теплу F1 и электрической энергии F2. При этом устройство S управления, аналогично тому, как описано во втором примере осуществления и изображено на фиг.2, может включать в себя предназначенный для каждого вида F1-F2 энергии блок S1-S2 управления, при этом блок K координирования сравнивает друг с другом и координирует созданные блоками S1-S2 управления заданные значения SW перед выдачей данным регулировочным устройствам R1-R4. Как изображено на фиг.5, результат координирования возвращается блоком K координирования к видам F1-F2 энергии или, соответственно, к соответствующим блокам S1-S2 управления. Координирование означает, в частности, что решаются конфликты между требованиями включения и выключения по различным видам F1-F2 энергии, и распознаются процессы переключения, которых можно избежать.

Способ, осуществляемый устройством S управления, имеющим блок K координирования, может, например, выполняться следующим образом: устройство S управления проверяет, достаточно ли было бы блочной ТЭЦ B1, которая находится в эксплуатации вследствие требования EA предоставления энергии для предоставления электрической энергии F2, для удовлетворения требования EA предоставления энергии для предоставления тепла F1. Для этого устройство S управления проводит оценку мощности, потребной для удовлетворения требования EA предоставления энергии для предоставления тепла F1. Если ранее зарегистрированное требование EA предоставления энергии для предоставления электрической энергии F2 отпадает, то есть создается требование ВЫКЛ выключения вида F2 энергии (в частности, самим устройством S управления), то блок K координирования может решать, продолжать эксплуатировать блочную ТЭЦ B1 теперь уже для предоставления тепла F1 (задействование блочной ТЭЦ B1 видом F1 энергии). Для этого устройство S управления создает требование ВКЛ включения вида энергии тепла F1. Переход требования ВКЛ включения от вида энергии электрическая энергия F2 к виду энергии тепло F1 называется также сторонним задействованием.

Блочная ТЭЦ B1, вследствие незамедлительной замены требования ВКЛ включения для предоставления электрической энергии F2 на требование ВКЛ включения для предоставления тепла F1, остается непрерывно включенной и теперь уже продолжает вырабатывать тепло, которое требуется для поддержания потребности тепла. Благодаря этому можно избежать процесса переключения при выключении и повторном включении блочной ТЭЦ B1. Качество регулирования для предоставления тепла остается всегда высоким, и срок службы блочной ТЭЦ B1 может улучшаться.

Путем проверки возможности перехода требования ВКЛ включения к какому-либо энергогенератору от одного вида энергии к другому из управляемой эксплуатации системы энергоснабжения (для первого вида F1 энергии регистрируется требование ВКЛ включения, изменения требования переключения для предоставления другого вида F2 энергии принимаются как мешающие воздействия) получается регулируемая эксплуатация системы. С помощью блока K координирования осуществляется возврат рассчитанных требований ВКЛ/ВЫКЛ переключения к соответственно другому виду энергии, так что изменения в требованиях переключения могут учитываться непосредственно и координированным образом.

Пятый пример осуществления

На фиг.6 показана гидравлическая схема системы энергоснабжения по пятому примеру осуществления. Система энергоснабжения включает в себя по два газовых котла G1-G2, две блочные ТЭЦ B1-B2 и два дровяных котла H1-H2, а также буферный аккумулятор P. Кроме того, в подводящей линии V расположен сенсор T1 температуры, который измеряет температуру подводящей линии системы. В буферном аккумуляторе P расположены три сенсора T2, T3, T4 температуры, которые измеряют каждый температуру в буферном аккумуляторе P, соответственно, в верхней области, в средней области и в нижней области буферного аккумулятора. Сенсоры T1-T4 выдают свои сигналы устройству S управления.

Управление системой энергоснабжения осуществляется в зависимости от зарегистрированного требования EA предоставления энергии, которое, например, устанавливает требуемую температуру подводящий линии, например, в точке T1 измерения, или температуру буферного аккумулятора в одной из трех точек T2-T4 измерения буферного аккумулятора P. Устройство S управления может тогда в зависимости от отклонения измеренных в точках T1-T4 измерения значений от уставок требования EA предоставления энергии определять заданные значения SW для энергогенераторов B1-B2, G1-G2, H1-H2 и выдавать соответствующим регулировочным устройствам.

Устанавливается принадлежность двух дровяных котлов H1-H2 вместе к одной группе GR1. Как описано выше, в группе может происходить компенсация времени работы между дровяными котлами H1-H2. Соответствующим образом устанавливается принадлежность двух блочных ТЭЦ B1-B2 к группе GR2, и они тоже эксплуатируются с компенсацией времени работы. Устанавливается принадлежность двух газовых котлов G1 и G2 к одной группе GR3. Между газовыми котлами G1-G2 также может происходить компенсация времени работы. Это распределение энергогенераторов на группы осуществляется в пределах вида энергии тепло F1. Кроме того, две блочные ТЭЦ B1-B2 распределяются на группы (или одну группу) в пределах вида энергии электрическая энергия F2.

Дровяные котлы H1-H2 и блочные ТЭЦ B1-B2 считаются предпочтительными энергогенераторами, так как их эксплуатация по сравнению с газовыми котлами G1, G2 имеет экономические преимущества. Для этого устанавливается принадлежность групп GR1 и GR2 к первому каскаду 1. Последовательность групп GR1 и GR2 в пределах группы может приниматься на основании специфических для групп критериев. Так, последовательность может устанавливаться, например, в зависимости от действующей стоимости топлива или доступности применяемых энергоносителей, приниматься в зависимости от запланированных мероприятий по техническому обслуживанию или ставиться в зависимость от требования предоставления энергии по электрической энергии F2. Кроме того, на последовательность групп GR1, GR2 в каскаде 1 могут также влиять критерии, специфические для генераторов.

Уставкой устройству S управления может быть необходимость запасать в буферном аккумуляторе P большое количество энергии. При этом для регулирования температуры буфера выбирается сенсор T4 температуры буфера в нижней области буферного аккумулятора P. Заданная температура буфера настраивается, например, на 70°C. Тогда устройство S управления обеспечивает, чтобы буферный аккумулятор P заряжался полностью с температурой 70°C.

Если буферный аккумулятор P должен запасаться только приблизительно наполовину, для регулирования температуры буфера выбирается сенсор T3 температуры буфера в средней области буферного аккумулятора P.

Если запасание в буфер нежелательно, для регулирования температуры буфера выбирается сенсор T2 температуры буфера в верхней области буферного аккумулятора P. Уставка заданной температуры буфера не требуется, так как заданная температура подводящей линии энергогенератора может рассчитываться по заданной температуре подводящей линии системы. Генерируется только такое количество энергии, которое забирается потребителями, в этом случае буферный аккумулятор P не заряжается. Температура подводящей линии системы может, например, измеряться сенсором T1 температуры на подводящей линии V.

Фиг.7 иллюстрирует распределение энергогенераторов седьмого примера осуществления на группы и каскады. Кроме того, отображается в качестве примера состояние системы, при котором два дровяных котла H1-H2 первой группы GR1 оба включены и работают при полной нагрузке. Обе блочные ТЭЦ B1-B2 второй группы GR2 выключены. Первый газовый котел G1 включен и эксплуатируется с модуляцией при нагрузке в данный момент 40%.

Шестой пример осуществления

В шестом примере осуществления должен быть детально описан принцип действия предлагаемого изобретением способа. Способ нацелен на то, чтобы в наибольшей возможной степени минимизировать процессы включения и выключения энергогенераторов. Другими словами, целью способа является избежать зацикливания энергогенераторов.

У определенных энергогенераторов, таких как, например, блочные ТЭЦ или тепловой насос, существует (физически обусловленная) связь между несколькими видами F1-F3 энергии. Соответственно этому этих энергогенераторов могут также касаться требования EA предоставления энергии по разным видами F1-F3 энергии. Требования EA предоставления энергии отдельных видов F1-F3 энергии создаются независимо друг от друга и поэтому могут также ставить противоречивые требования к энергогенераторам.

Одна из возможностей решить конфликты вследствие противоречивых требований к энергогенераторам может осуществляться путем введения уже описанного основного правила «ВКЛ прежде ВЫКЛ» (см. первый пример осуществления). Это значит, что требованию ВКЛ включения всегда отдается приоритет по отношению к требованию ВЫКЛ. Но при этом может возникнуть тот недостаток, что будет создано избыточное предложение одного из видов F1-F3 энергии, из-за чего расход системы энергоснабжения может получиться более высоким, чем необходимо. Передача требования включения энергогенератора далее называется также затребованием энергогенератора. Отмена требования включения энергогенератора не обязательно должна приводить к выключению энергогенератора, как подробнее поясняется далее на примерах. Требование ВЫКЛ выключения также не обязательно должно приводить к выключению энергогенератора.

Если какой-либо энергогенератор блокируется, или, соответственно, имеется специфический для энергогенератора критерий, который препятствует включению какого-либо энергогенератора, то это обстоятельство учитывается устройством S управления при создании требований ВКЛ включения. Данный энергогенератор не принимается во внимание при управлении системой энергоснабжения в течение блокировки. В частности, если была установлена последовательность включения и/или выключения, блокированный энергогенератор пропускается при отработке этой последовательности. Тем самым предотвращается зависание управления на блокированном энергогенераторе и дальнейшая невозможность оптимального выполнения им требования EA предоставления энергии.

Устройство управления управляет энергогенераторами в зависимости от предоставляемого ими вида (видов) F1-F3 энергии. Для этого устанавливается принадлежность энергогенераторов к видам F1-F3 энергии, которые они могут предоставлять. При наличии требования EA предоставления энергии устройство S управления определяет, каким энергогенераторам передается требование включения ВКЛ больше одного вида F1-F3 энергии, или, соответственно, устройство управления определяет для каждого вида F1-F3 энергии, затребованного имеющимся требованием (имеющимися требованиями) EA предоставления энергии, какие из доступных энергогенераторов требуются для выполнения этого требования (требований) EA предоставления энергии. На этом основании устройство управления создает требования ВКЛ включения для энергогенераторов, требующихся для выполнения требования (требований) EA предоставления энергии, и предпочтительно также требования ВЫКЛ выключения для энергогенераторов, не требующихся для выполнения требования (требований) EA предоставления энергии. В частности, устройство управления может представлять определенные требования ВКЛ включения и требования ВЫКЛ выключения, например, в виде матрицы (см. фиг.8), которая подробнее описывается далее.

Может быть необходимо заранее оценивать потребность в энергии первого вида энергии, например, тепла F1, чтобы можно было судить, нужен ли энергогенератор, затребованный вторым видом энергии, например, электрической энергией F2, для удовлетворения потребности в энергии первого вида F1 энергии. Если это так, затребованные вторым видом энергии энергогенераторы могут также при отпадении потребности во втором виде F2 энергии продолжать эксплуатироваться для предоставления первого вида F1 энергии, благодаря чему можно избежать ненужных процессов переключения. Избегание процессов переключения может повышать срок службы энергогенераторов и сокращать время, потребное для достижения заданного значения.

Требования различных видов энергии могут объединяться в матрицу требований. Верхняя матрица на фиг.8 является примером матрицы требований для пяти энергогенераторов E1-E5 и трех видов F1-F3 энергии. В столбцах стоят энергогенераторы E1-E5, а в строках виды F1-F3 энергии. Запись матрицы может указывать требование (ВКЛ) включения, требование (ВЫКЛ) выключения, указание, что энергогенератор E1-E5 не предлагает данный вид F1-F3 энергии («неприменимо», НП) или блокировку (жесткое ВЫКЛ) энергогенератора E1-E5. При этом матрица содержит всю информацию о требованиях отдельных видов F1-F3 энергии для отдельных поставщиков E1-E5 энергии.

В показанном примере энергогенератор E3 в данный момент подвергается техническому обслуживанию и поэтому применяться не может. В матрице требований стоит «жесткое ВЫКЛ». Энергогенератор E1 получает от видов F1 и F2 энергии требование ВКЛ включения, а от F3 требование ВЫКЛ выключения. Энергогенератор E4 может предоставлять только виды F1 и F2 энергии, энергогенератор E5 только вид F1 энергии.

С помощью матрицы требований регулируется взаимодействие между видами F1-F3 энергии. Устройство S управления может предпочтительно иметь блок K координирования, который предназначен для того, чтобы координировать требования отдельных видов F1-F3 энергии к энергогенераторам E1-E5.

При аналитической обработке матрицы требований можно следовать той стратегии, что энергогенераторы E1-E5, которые могут предоставлять больше одного вида F1-F3 энергии и получили требование ВКЛ включения по одному виду F1-F3 энергии, больше не могут выключаться другими видами F1-F3 энергии. Это может осуществляться, например, с помощью уже описанных правил «ВКЛ прежде ВЫКЛ» или «ВЫКЛ прежде ВКЛ». Альтернативно может выбираться приоритет видов F1-F3 энергии. Вид F1-F3 энергии, имеющий высший приоритет, который передает энергогенератору E1-E5 требование ВКЛ включения, становится так называемым задатчиком для энергогенераторов E1-E5.

С учетом выбора приоритетов видов F1-F3 энергии или правил «ВКЛ прежде ВЫКЛ» или, соответственно, «ВЫКЛ прежде ВКЛ» из матрицы требований может определяться так называемая матрица сторонних требований (кратко матрица FA). Матрица FA получает по каждому виду F1-F3 энергии и каждому энергогенератору E1-E5 информацию о том, получил ли соответствующий энергогенератор E1-E5 от вида F1-F3 энергии, имеющего более высокий приоритет (задатчика) требование ВКЛ включения. Требование ВКЛ включения задающего вида F1-F3 энергии называется также сторонним требованием (FA) по отношению к виду F1-F3 энергии, имеющему более низкий приоритет. Соответственно матрица FA может иметь одну или несколько записей «FA». Пока энергогенератор E1-E5 имеет в матрице FA запись «FA» для какого-либо вида F1-F3 энергии, он больше не может выключаться этим видом F1-F3 энергии.

В частности, поэтому предпочтительно определять один из видов F1-F3 энергии в качестве задатчика для энергогенераторов E1-E5, чтобы избежать того, чтобы сначала получивший стороннее требование FA энергогенератор E1-E5 не становился больше не выключаемым вследствие паушального приема стороннего требования FA. То есть, если бы не было задатчика и все виды F1-F3 энергии имели бы равные права в затребовании какого-либо энергогенератора E1-E5, например, все виды F1-F3 энергии ставят к энергогенератору E1-E5 требование ВКЛ включения, то виды F1-F3 энергии создавали бы каждый взаимно сторонние требования FA, так что ни один из видов F1-F3 энергии не мог бы больше выключить данный энергогенератор E1-E5.

Фиг.8 иллюстрирует, как из матрицы требований (вверху) составляется матрица сторонних требований (внизу). Для первого энергогенератора E1 по первому виду F1 энергии и второму виду F2 энергии имеется в каждом случае требование ВКЛ включения. Третий вид F3 энергии дает требование ВЫКЛ выключения. При наличии двух требований ВКЛ включения должно решаться, какой из видов F1-F2 энергии должен принять в качестве задатчика энергогенератор E1. Это может осуществляться, например, с помощью выбора приоритетов видов F1-F3 энергии, или когда определяется, какой вид F1-F3 энергии первым передал требование ВКЛ включения. В примере фиг.8 первый вид F1-F3 энергии становится задатчиком для E1. Поэтому в записях видов F2 и F3 энергии в матрице FA стоят в каждом случае записи «FA». У энергогенераторов E2 и E4 имеется в каждом случае только требование ВКЛ включения, так что здесь задатчиком становится соответственно вид F1-F3 энергии, имеющий требование ВКЛ включения. Энергогенераторы E3 и E5 остаются оба выключенными. Для них стороннее требование FA не создается.

Вид F1-F3 энергии, как уже упомянуто, может становиться задатчиком для энергогенераторов E1-E5, например, тогда, когда он первым передал данному энергогенератору E1-E5 требование ВКЛ включения. Вид F1-F3 энергии может оставаться задатчиком до тех пор, пока он не отменит свое требование ВКЛ включения, или, соответственно, заменит его требованием ВЫКЛ выключения. При передаче двумя видами F1-F3 энергии одному энергогенератору E1-E5 одновременно требования ВКЛ включения возможно, например, обращение к предварительно установленной последовательности приоритетов видов F1-F3 энергии. При эксплуатации блочной ТЭЦ, такой как, например, система энергоснабжения пятого примера осуществления, было бы целесообразно присвоить виду энергии электрическая энергия F2 высший приоритет, так как вид энергии тепло F1 уходит вниз как побочный продукт.

Получившие стороннее требование энергогенераторы E1-E5 остаются включенными и вносят вклад в покрытие потребности в энергии по всем соответственно данным видам F1-F3 энергии. Если какой-либо энергогенератор E1-E5 больше не затребуется первым видом F1-F3 энергии (задатчиком), то этот энергогенератор может задействоваться вторым видом F1-F3 энергии, в котором он считался получившим стороннее требование (FA), если этот энергогенератор E1-E5 нужен для выполнения требования EA предоставления энергии второго вида F1-F3 энергии. Для этого устройство S управления может проводить оценку ожидаемой потребности в энергии. Второй вид F1-F3 энергии передает данному энергогенератору E1-E5 требование ВКЛ включения. Когда первый вид F1-F3 энергии отменяет свое требование ВКЛ включения, или, соответственно, он вместо этого выдает требование ВЫКЛ выключения, то второй вид F1-F3 энергии становится задатчиком данного энергогенератора E1-E5. Тем самым может предотвращаться сначала выключение и затем снова включение энергогенератора E1-E5 по требованию ВКЛ включения второго вида F1-F3 энергии.

Чтобы решить, должен ли энергогенератор E1-E5 после отмены требования ВКЛ включения первым видом F1-F3 энергии продолжать эксплуатироваться вторым видом F1-F3 энергии, устройство S управления может быть предназначено для того, чтобы определять ожидаемую потребность в энергии. Далее, устройство S управления может быть предназначено для того, чтобы оценивать, может ли эта потребность покрываться получившим допуск энергогенератором E1-E5, при этом все энергогенераторы E1-E5 могут делать вклад во второй вид F1-F3 энергии.

Для определения потребности в энергии какого-либо определенного вида F1-F3 энергии могут рассматриваться так называемые индикаторы. Каждому получившему стороннее требование энергогенератору E1-E5 присваиваются индивидуальные индикаторы, при этом индикатор представляет собой другой энергогенератор E1-E5 данного вида F1-F3 энергии. Как только индикатор получает изменение требования (с ВКЛ на ВЫКЛ или с ВЫКЛ на ВКЛ), может делаться допущение, что в данном виде F1-F3 энергии предоставляется либо слишком много (ВКЛ после ВЫКЛ), либо слишком мало (ВЫКЛ после ВКЛ) энергии. Когда индикатор получает требование ВКЛ включения, после того как он был перед этим выключен (ВЫКЛ после ВКЛ), то это является указанием на то, что энергогенераторы E1-E5 данного вида F1-F3 энергии предоставляют слишком мало энергии. В этом случае результатом определения потребности в энергии является, что получивший перед этим стороннее требование FA энергогенератор E1-E5 продолжает эксплуатироваться видом F1-F3 энергии, то есть соответственно получает требование ВКЛ включения, переданное видом F1-F3 энергии. Когда индикатор, напротив, выключается (ВЫКЛ после ВКЛ), это указывает на избыточное предложение энергии вида F1-F3 энергии, так что получивший перед этим стороннее требование FA энергогенератор E1-E5 не задействуется и получает требование ВЫКЛ выключения.

Индикаторы представляют собой предпочтительно переключаемые (или, соответственно, регулируемые) энергогенераторы E1-E5 в пределах одного вида F1-F3 энергии. Энергогенераторы E1-E5 переключаются с целью включения и/или выключения в соответствии с установленной последовательностью. Различаются индикаторы включения и индикаторы выключения, при этом каждый получивший стороннее требование FA энергогенератор E1-E5 получает присвоенный устройством управления индикатор включения и/или индикатор выключения. Передача требования включения (ВКЛ после ВКЛ) индикатору включения приводит в тому, что сначала получивший стороннее требование FA энергогенератор E1-E5 в пределах рассматриваемого вида F1-F3 энергии задействуется видом F1-F3 энергии, то есть что вид F1-F3 энергии передает ему требование ВКЛ энергии. Передача требования выключения (ВКЛ после ВЫКЛ) индикатора выключения приводит к тому, что получивший стороннее требование FA энергогенератор E1-E5 не задействуется видом F1-F3 энергии. Далее этот способ описывается подробнее на примерах.

При раздаче индикаторов различаются три режима, которые достигают различных действий. Стремятся либо к отсутствию сокращения цикла, низкому сокращению цикла либо высокому сокращению цикла, при этом сокращение цикла означает избегание процесса выключения и повторного включения (или, соответственно, наоборот, процесса включения и повторного выключения) энергогенератора E1-E5.

Если не должно производиться сокращение цикла, то не происходит и задействование получивших стороннее требование FA энергогенераторов E1-E5. Низкое сокращение цикла достигается тогда, когда соответствующее потребности задействование получивших стороннее требование FA энергогенераторов E1-E5 осуществляется в некоторой последовательности включения и/или выключения. То есть при этом устройством S управления должен выполняться расчет ожидаемой потребности в энергии. Высокое сокращение цикла может достигаться, когда осуществляется непосредственное задействование всех получивших стороннее требование FA энергогенераторов E1-E5 в зависимости от следующих включаемых энергогенераторов E1-E5 в последовательности включения.

В каком режиме должно действовать устройство S управления, может либо устанавливаться вручную пользователем, определяться вышестоящим устройством, либо определяться самим устройством S управления на основании параметров (например, в зависимости от времени года и/или наружной температуры). Когда выбирается режим «отсутствие сокращения цикла», то задействование получивших стороннее требование FA энергогенераторов E1-E5 не происходит. Это значит, что получившие стороннее требование от первого вида F1-F3 энергии FA энергогенераторы E1-E5 больше не учитываются другими видами F1-F3 энергии. Например, первому энергогенератору E1 первым видом F1 энергии сначала передается требование ВЫКЛ выключения. Но второй вид F2 энергии нуждается в этом энергогенераторе E1 для покрытия потребности в энергии и передает энергогенератору E1 требование ВКЛ включения. Если сокращение цикла не осуществляется, то это приводит к тому, что энергогенератор E1 сначала выключается, а затем снова включается. Таким образом, при этом не предотвращается частая цикличность (переключение) энергогенераторов, так что износ энергогенераторов E1-E5 вследствие переключения может быть относительно высоким.

В режиме «низкое сокращение цикла» энергогенераторы E1-E5 могут задействоваться видами F1-F3 энергии в соответствии с потребностью. В соответствии с потребностью значит, что задействование осуществляется в зависимости от ожидаемой, в частности рассчитанной устройством S управления потребностью в энергии. Кроме того, задействование может также отменяться при изменении потребности. Этот режим учитывает для каждого вида F1-F3 энергии также предварительно установленную последовательность включения и/или выключения энергогенераторов E1-E5 в пределах вида F1-F3 энергии. Это означает, что энергогенераторы в нормальном случае включаются или, соответственно, выключаются только в этой последовательности включения и/или выключения.

При задействовании в соответствии с потребностью может делаться допущение, что получивший стороннее требование от первого вида энергии, например, тепла F1, первый энергогенератор E1, получал бы также требование ВКЛ включения от второго вида энергии, например, электрического тока F2, если в последовательности включения после первого энергогенератора E1 есть по меньшей мере один другой энергогенератор E1-E5, который получает от второго вида F2 энергии требование ВКЛ включения. Поэтому при определении индикатора включения энергогенератора E1, задействованного сторонним образом, возможны только включаемые энергогенераторы E1-E5, которые стоят в последовательности включения после рассматриваемого задействованного задействованного сторонним образом энергогенератора E1. Энергогенераторы E1-E5, которые стоят в последовательности включения после рассматриваемого задействованного сторонним образом энергогенератора E1, не могут быть индикаторами включения. Из всех возможных энергогенераторов E1-E5 в качестве индикатора включения определяется, в частности, тот энергогенератор E1-E5, который находится в последовательности включения на наименьшем расстоянии от рассматриваемого задействованного сторонним образом энергогенератора E1.

С помощью изображения на фиг.9 в качестве примера поясняется вышеописанная концепция соответствующего потребности задействования индикаторов включения. На фиг.9 показаны восемь энергогенераторов E1-E5 первого вида F1 энергии, которые расположены в первой последовательности включения и/или выключения (каскад 1). Далее могут быть еще другие каскады, имеющие последовательности включения и/или выключения, выполняемые независимо от первого каскада 1. Под энергогенераторами E1-E8 изображены соответственно требования ВКЛ включения и/или требования ВЫКЛ выключения первого вида F1 энергии. Энергогенераторы E1 и E8 имеют переданное видом F1 энергии требование ВКЛ включения. Остальные энергогенераторы E2-E7 имеют требования ВЫКЛ выключения, при этом энергогенератор E5 имеет блокировку «жесткое ВЫКЛ», так что он не может включаться. Энергогенераторы E2, E4 и E7, которым было передано требование ВЫКЛ выключения видом F1 энергии, получили от других энергогенераторов каждый сторонние требования FA ВКЛ включения. Далее описывается, при каких предпосылках один из получивших стороннее требование энергогенераторов E2, E4 и E7 может задействоваться видом F1 энергии.

Сначала определяется, какой из энергогенераторов может служить индикатором включения при имеющемся требовании ВЫКЛ выключения. Энергогенератор E3 является первым после E1 включаемым энергогенератором в последовательности включения в каскаде 1 вида F1 энергии. Однако так как энергогенератор E3 предшествует всем получившим стороннее требование энергогенераторам E2, E4, E7 в последовательности включения (слева направо), в режиме «низкое сокращение цикла» он не может быть индикатором включения ни для одного из этих энергогенераторов E2, E4, E7. Другими словами, включение только E3 не приводило бы к задействованию какого-либо из энергогенераторов E2, E4, E7 в виде F1 энергии.

Два энергогенератора E2 и E4 получили стороннее требование FA и имеют в последовательности включения после себя включаемый энергогенератор, а именно, энергогенератор E6. Соответственно E6 является индикатором включения для E2 и E4. Другими словами, включение E6 (стрелка точечной линией от ВЫКЛ к ВКЛ) приводило бы к задействованию получивших стороннее требование энергогенераторов E2 и E4. То есть вид F1 энергии передавал бы энергогенераторам E2 и E4 соответственно требование ВКЛ включения, когда он в соответствии с последовательностью сначала передаст требование ВКЛ включения энергогенератору E6. Но так как энергогенератор E6 в настоящем примере фиг.9 стоит в последовательности включения только после энергогенератора E3, энергогенератор E6 мог бы включаться, но только одновременно с или после включения энергогенератора E3.

При задействовании двух получивших стороннее требование энергогенераторов E2 и E4 устройство S управления могло бы решать, и причем в зависимости от рассчитанной потребности в энергии, чтобы сам индикатор включения, то есть энергогенератор E6, несмотря на требование ВКЛ включения, сначала совсем не включался, и требование ВКЛ включения для E6 снова заменялось требованием ВЫКЛ выключения. Оно имеет место, в частности, тогда, когда рассчитанная потребность в энергии может удовлетворяться задействованными энергогенераторами E2 и E4.

Задействование получивших стороннее требование энергогенераторов E2 и E4 обозначается на фиг.9 стрелками со штриховыми линиями. Энергогенератор E7, как последний в последовательности, не имеет после себя включаемых энергогенераторов. Таким образом, энергогенератор E7 не имеет индикатора включения и не мог бы задействоваться видом F1 энергии.

Та же самая основная мысль находит применение при определении индикатора выключения. Задействование получившего стороннее требование энергогенератора отменяется, когда последний выключаемый энергогенератор в последовательности после (справа от) рассматриваемого получившего стороннее требование энергогенератора получает требование ВЫКЛ выключения. В случае если в последовательности нет никакого другого выключаемого энергогенератора, первый выключаемый энергогенератор впереди (слева от) соответственно рассматриваемого энергогенератора применяется в качестве индикатора выключения. Из всех возможных энергогенераторов в качестве индикатора выключения определяется, в частности, тот, который находится в последовательности на наименьшем расстоянии от рассматриваемого, получившего стороннее требование энергогенератора.

Устройство S управления может также вводить режим «высокое сокращение цикла». При этом режиме действует допущение, что получивший стороннее требование по второму виду F2 энергии энергогенератор всегда нужен для покрытия потребности в энергии первого вида F1 энергии, когда какой-нибудь энергогенератор в последовательности включения первого вида F1 энергии получает требование ВКЛ включения. В качестве индикатора включения подходит, таким образом, первый включаемый энергогенератор в последовательности включения в пределах первого вида F1 энергии.

Режим «высокое сокращение цикла» поясняется подробнее с помощью изображения на фиг.10. На фиг.10 показан пример определения индикатора включения в режиме «высокое сокращение цикла». Вид F1 энергии имеет здесь восемь энергогенераторов E1-E8. Разумеется, что этот режим аналогичным образом применим также к какому угодно другому количеству энергогенераторов и не ограничен этим примерным количеством.

Три энергогенератора E2, E4, E7 показанного на фиг.10 примера получили стороннее требование второго вида F2 энергии. Все получившие стороннее требование энергогенераторы E2, E4, E7 имеют один и тот же индикатор включения, а именно, энергогенератор E3, который является в последовательности включения первым включаемым энергогенератором. Как только энергогенератор E3 получает требование ВКЛ включения для предоставления энергии первого вида F1 энергии (точечная стрелка от ВЫКЛ к ВКЛ), всем получившим стороннее требование энергогенераторам E2, E4, E7 тоже передаются требования ВКЛ включения вида F1 энергии (штриховые стрелки).

Режим «высокое сокращение цикла» функционирует без индикатора выключения. Отмена принятых сторонних требований не предусматривается, так как требования к задействованным энергогенераторам E2, E4, E7 должны отменяться по критериям выключения собственного вида F1 энергии, после того как получивший стороннее требование вид F2 энергии отменил свое требование. Тогда задействованные энергогенераторы E2, E4, E7 обслуживаются точно так же, как каждый другой энергогенератор в виде F1 энергии, для которого имеется требование ВКЛ включения. В частности, энергогенератор выключается только тогда, когда каждый вид F1, F2 энергии передает данному энергогенератору требование ВЫКЛ выключения.

Подведем итог: были представлены три правила задействования энергогенераторов: отсутствие задействования, низкое сокращение цикла и высокое сокращение цикла. Задействование может осуществляться на основании индикаторов включения или же без индикаторов. Индикатор включения может быть, в частности, следующим включаемым энергогенератором, который стоит в последовательности включения после (справа от) рассматриваемого получившего стороннее требование энергогенератора. Энергогенераторы, которые в последовательности включения стоят впереди (слева от) рассматриваемого, получившего стороннее требование энергогенератора, в этом режиме эксплуатации не рассматриваются как индикаторы включения.

Индикатор выключения является, в частности, тем энергогенератором, который в последовательности включения является последним выключаемым энергогенератором после (справа от) рассматриваемого, получившего стороннее требование энергогенератора. В частности, индикатор выключения находится среди всех выключаемых энергогенераторов в последовательности включения или, соответственно, выключения на наименьшем расстоянии от получившего стороннее требование энергогенератора. В случае если нет ни одного энергогенератора, который соответствует этим критериям, первый энергогенератор, который стоит в последовательности включения или, соответственно, выключения впереди (слева от) рассматриваемого энергогенератора, применяется в качестве индикатора выключения.

При вышеописанных способах следует учитывать, что устройство S управления может быть предназначено для того, чтобы периодически в заданные моменты k времени выполнять расчеты по управлению системой энергоснабжения. В каждом этапе k расчета всегда только один вид F1-F3 энергии может быть так называемым задатчиком для какого-либо энергогенератора. Вид F1-F3 энергии может оставаться задатчиком до тех пор, пока он не отменит свое требование. В случае если в каком-либо этапе k расчета несколько видов F1-F3 энергии передают одному энергогенератору требование ВКЛ включения, становиться задатчиком энергогенератора может, в частности, вид F1-F3 энергии, имеющий высший приоритет. Эта ситуация может возникать, в частности, тогда, когда вид F1-F3 энергии-задатчик отменяет свое требование ВКЛ включения, а другие виды F1-F3 энергии хотят задействовать энергогенератор. В этом случае энергогенератор «наследуется» следующим видом F1-F3 энергии.

Раскрытые в вышестоящем описании, пунктах формулы изобретения и на чертежах признаки, как по отдельности, так и в любой комбинации могут иметь значение для осуществления изобретения в его разных вариантах осуществления.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

V Подводящая линия

R Отводящая линия

S Устройство управления

S1 Первый блок управления

S2 Второй блок управления

S3 Третий блок управления

K Блок координирования

P Буферный аккумулятор

R1 Первое регулировочное устройство

R2 Второе регулировочное устройство

R3 Третье регулировочное устройство

R4 Четвертое регулировочное устройство

R5 Пятое регулировочное устройство

E1 Первый энергогенератор

E2 Второй энергогенератор

E3 Третий энергогенератор

E4 Четвертый энергогенератор

E5 Пятый энергогенератор

G1 Первый газовый котел

G2 Второй газовый котел

B1 Первая блочная ТЭЦ

B2 Вторая блочная ТЭЦ

H1 Первый дровяной котел

H2 Второй дровяной котел

GR1 Первая группа

GR2 Вторая группа

GR3 Третья группа

F1 Первый вид энергии (тепло)

F2 Второй вид энергии (электрическая энергия)

F3 Третий вид энергии (холод).

Изобретение относится к средствам управления системой энергоснабжения, которая включает в себя по меньшей мере два энергогенератора, предназначенных для того, чтобы предоставлять по меньшей мере по одному виду энергии, тепла и/или холода и/или электрической энергии. Технический результат заключается в уменьшении количества процессов включения и выключения энергогенераторов. Система энергоснабжения включает в себя также по одному регулировочному устройству для каждого энергогенератора для регулирования энергогенератора и устройство управления для координированного управления регулировочными устройствами. Устройство управления регистрирует требование предоставления энергии для предоставления энергии в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии и для каждого вида энергии определяет, какие энергогенераторы требуются для выполнения требования предоставления энергии. По каждому виду энергии устройство управления создает требования включения энергогенераторов, требующихся для выполнения требования предоставления энергии, и требования выключения не требующихся энергогенераторов. Для каждого энергогенератора устройство управления определяет наличие одного, нескольких или ни одного требования включения и наличие одного, нескольких или ни одного требования выключения. Для каждого энергогенератора, для которого имеется по меньшей мере одно требование включения, требование включения выдается соответствующему регулировочному устройству, и для каждого энергогенератора, для которого не имеется ни одного требования включения и имеется по меньшей мере одно требование выключения, требование выключения выдается соответствующему регулировочному устройству. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ управления системой энергоснабжения, причем система энергоснабжения по меньшей мере включает в себя:

- по меньшей мере два энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), выполненные с возможностью предоставлять по меньшей мере по одному виду энергии: тепло (F1) и/или холод (F3) и/или электрическую энергию (F2), причем по меньшей мере один из энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) выполнен с возможностью одновременно предоставлять по меньшей мере два вида (F1-F3) энергии;

- для каждого энергогенератора по регулировочному устройству (R1-R5) для регулирования энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2); и

- устройство (S) управления для координированного управления регулировочными устройствами (R1-R5), при этом устройство (S) управления выполняет следующие этапы способа:

- регистрация требования (EA) предоставления энергии для предоставления энергии в виде тепла (F1) и/или холода (F3) и/или электрической энергии (F2);

- для каждого вида (F1-F3) энергии определение, какие энергогенераторы (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) требуются для выполнения требования (EA) предоставления энергии;

- для каждого вида (F1-F3) энергии создание требований (ВКЛ) включения для энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), требующихся для выполнения требования (EA) предоставления энергии, и создание требований (ВЫКЛ) выключения для энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), не требующихся для выполнения требования (EA) предоставления энергии;

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) определение наличия одного или нескольких или ни одного требования (ВКЛ) включения;

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) определение наличия одного или нескольких или ни одного требования (ВЫКЛ) выключения; и

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), для которого имеется по меньшей мере одно требование (ВКЛ) включения, выдача требования (ВКЛ) включения соответствующему регулировочному устройству, и для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), для которого не имеется ни одного требования (ВКЛ) включения и имеется по меньшей мере одно требование (ВЫКЛ) выключения, выдача требования (ВЫКЛ) выключения соответствующему регулировочному устройству; или

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), для которого имеется по меньшей мере одно требование (ВЫКЛ) выключения, выдача требования (ВЫКЛ) выключения соответствующему регулировочному устройству, и для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), для которого не имеется ни одного требования (ВЫКЛ) выключения и имеется по меньшей мере одно требование (ВКЛ) включения, выдача требования (ВКЛ) включения соответствующему регулировочному устройству.

2. Способ управления системой энергоснабжения, причем система энергоснабжения по меньшей мере включает в себя:

- по меньшей мере два энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), выполненные с возможностью предоставлять по меньшей мере по одному виду энергии тепла (F1) и/или холода (F3) и/или электрической энергии (F2), причем по меньшей мере один из энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) выполнен с возможностью одновременно предоставлять по меньшей мере два вида (F1-F3) энергии;

- для каждого энергогенератора по регулировочному устройству (R1-R5) для регулирования энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2); и

- устройство (S) управления для координированного управления регулировочными устройствами (R1-R5), при этом устройство (S) управления выполняет следующие этапы способа:

- регистрация требования (EA) предоставления энергии для предоставления энергии в виде: тепла (F1) и/или холода (F3) и/или электрической энергии (F2);

- для каждого вида (F1-F3) энергии определение, какие энергогенераторы (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) требуются для выполнения требования (EA) предоставления энергии;

- для каждого вида (F1-F3) энергии создание требований (ВКЛ) включения для энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), требующихся для выполнения требования (EA) предоставления энергии, и создание требований (ВЫКЛ) выключения для энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), не требующихся для выполнения требования (EA) предоставления энергии;

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) определение наличия одного или нескольких или ни одного требования (ВКЛ) включения;

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) определение наличия одного или нескольких или ни одного требования (ВЫКЛ) выключения;

- для каждого вида (F1-F3) энергии установление приоритета, так что каждый вид (F1-F3) энергии получает приоритет различного уровня; и

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), для которого имеется по меньшей мере одно требование (ВКЛ) включения и по меньшей мере одно требование (ВЫКЛ) выключения по различным видам (F1-F3) энергии, выдача соответствующему регулировочному устройству требования (ВКЛ) включения или требования (ВЫКЛ) выключения, которое было создано видом (F1-F3) энергии, имеющим более высокий приоритет.

3. Способ по п.1 или 2, при этом устройство (S) управления выполняет дополнительно следующие этапы способа:

- для каждого энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) определение заданных значений (SW) для выполнения требования (EA) предоставления энергии в зависимости от определенных требований (ВКЛ) включения и/или требований (ВЫКЛ) выключения;

- выдача заданных значений (SW) регулировочным устройствам (R1-R5).

4. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при этом устройство (S) управления выполняет дополнительно следующие этапы способа:

- определение предназначенного для одновременного предоставления первого вида (F1-F3) энергии и второго вида (F1-F3) энергии первого энергогенератора (E1), для которого имеется требование (ВКЛ) включения первого вида (F1-F3) энергии и требование (ВЫКЛ) выключения второго вида (F1-F3) энергии;

- определение предназначенного для предоставления второго вида (F1-F3) энергии второго энергогенератора (E2), для которого имеется требование (ВКЛ) включения второго вида (F1-F3) энергии;

- создание требования (ВКЛ) включения второго вида (F1-F3) энергии для первого энергогенератора (E1);

- создание требования (ВЫКЛ) выключения второго вида (F1-F3) энергии для второго энергогенератора (E2).

5. Способ управления системой энергоснабжения, причем система энергоснабжения по меньшей мере включает в себя:

- по меньшей мере два энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), выполненные с возможностью предоставлять соответственно по меньшей мере один вид энергии: тепло (F1) и/или холод (F3) и/или электрическую энергию (F2);

- для каждого энергогенератора по регулировочному устройству (R1-R5) для регулирования энергогенератора (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2); и

- устройство (S) управления для координированного управления регулировочными устройствами (R1-R5),

при этом устройство (S) управления периодически в заданные дискретные моменты (k) времени выполняет следующие этапы способа:

- регистрация требования (EA) предоставления энергии для предоставления энергии в виде тепла (F1) и/или холода (F3) и/или электрической энергии (F2);

- для каждого вида (F1-F3) энергии определение, какие энергогенераторы (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) требуются для выполнения требования (EA) предоставления энергии;

- для каждого вида (F1-F3) энергии создание требований (ВКЛ) включения для энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), требующихся для выполнения требования (EA) предоставления энергии, и создание требований (ВЫКЛ) выключения для энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), не требующихся для выполнения требования (EA) предоставления энергии;

- определение предназначенного для одновременного предоставления первого вида (F1-F3) энергии и второго вида (F1-F3) энергии первого энергогенератора (E1), для которого в предшествующий момент (k-1) времени имелось требование (ВКЛ) включения первого вида (F1-F3) энергии и требование (ВЫКЛ) выключения для второго вида (F1-F3) энергии, и для которого в настоящий момент (k) времени имеется требование (ВЫКЛ) выключения по первому виду (F1-F3) энергии;

- в случае наличия требования (EA) предоставления энергии для предоставления второго вида (F1-F3) энергии создание требования (ВКЛ) включения второго вида (F1-F3) энергии для первого энергогенератора (E1).

6. Способ по п.5, при этом создание требования (ВКЛ) включения второго вида (F1-F3) энергии для первого энергогенератора (E1) осуществляют в зависимости от того, передается ли предназначенному для предоставления второго вида (F1-F3) энергии второму энергогенератору (E2), для которого в предшествующий момент (k-1) времени имелось требование (ВЫКЛ) выключения второго вида (F1-F3) энергии, в настоящий момент (k) времени требование (ВКЛ) включения для второго вида (F1-F3) энергии.

7. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при этом система энергоснабжения представляет собой систему мультивалентного энергоснабжения, энергогенераторы (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2) которой в целом используют по меньшей мере два разных энергоносителя.

8. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при этом устройство (S) управления для каждого вида (F1-F3) энергии регистрирует или устанавливает соответственно последовательность включения и/или выключения энергогенераторов (E1-E5, B1-B2, G1-G2, H1-H2), и определение требований (ВКЛ) включения и/или требований (ВЫКЛ) выключения осуществляют в зависимости от последовательности.

9. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при этом по меньшей мере один из энергогенераторов представляет собой блочную теплоэлектроцентраль (блочную ТЭЦ), выполненную с возможностью одновременно предоставлять энергию в виде тепла (F1) и электрической энергии (F3).