[0043] 根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的 本发明。
[0044] 如图1～6所示，能源需求侧智能协调控制的微能网系统包括需求侧、控制层和能源 侧，其中需求侧包括用电子系统和用热子系统。
[0045] 用电子系统包括工厂用电10和民用电11。
[0046] 用热子系统包括一级换热器12、制冷子系统13、二级换热器15、热水子系统14、 二级短路电控阀门16和一级短路电控阀门17。
[0047] 控制层8由控制器构成，控制器通过实时采集需求侧和能源侧的信号，并控制能源 侧的热能和电能的输出功率。
[0048] 能源侧包括太阳能槽式集热子系统1、光伏发电子系统2、风力发电子系统3和高 温燃料电池堆7；光伏发电子系统2、风力发电子系统3和高温燃料电池堆7均通过直 流母线20将电能供给用电子系统；太阳能槽式集热子系统1通过储热换热器9和与用 热子系统形成热循环回路。
[0049] 其中用热子系统中，太阳能槽式集热子系统1集热管的输出端与储热换热器9端口 一连接，储热换热器9端口二与太阳能槽式集热子系统1集热管的输入端连接，太阳能 槽式集热子系统1集热管内部为换热工质，构成太阳能加热循环回路。
[0050] 储热换热器9端口四与高温燃料电池堆7热源输出端连接，通过储热换热器9端口 三返回至高温燃料电池堆7热源输入端，构成高温燃料电池加热循环回路。
[0051] 储热换热器9端口五与一级换热器12端口一连接，一级换热器12端口二与二级换 热器15端口一连接，二级换热器15端口二与储热换热器9端口六连接，构成用热循环 回路。
[0052] 一级换热器12端口三与制冷子系统13的热输入端连接，制冷子系统13的输出端 与一级换热器12端口四连接，一级换热器12端口一和端口二之间并联有一级短路电控 阀门17。
[0053] 二级换热器15端口三与热水子系统14的热输入连接，热水子系统14的输出端与 二级换热器15端口四连接，二级换热器15端口一和端口二之间并联有二级短路电控阀 门16。
[0054] 用电子系统中，光伏发电子系统2、高温燃料电池堆7直流电能输出送至直流母线 20，风力发电子系统3通过整流器4后送至直流母线20，直流母线20将电能送至工厂 用电10和民用电11。
[0055] 太阳能槽式集热子系统1是太阳能热利用装置，利用槽式聚光装置，将太阳能聚焦 照射在集热器上，加热集热器中的工质，将太阳能转化为热能。
[0056] 光伏发电子系统2由光伏电池构成，将太阳能转化为电能。
[0057] 风力发电子系统3由风力发电机构成，将风能转化为交流电能。
[0058] 整流器4将风力发电子系统3发出的交流电能转化为直流电能输出给直流母线20。
[0059] 高压储氢罐5用于储存燃料，供给高温燃料电池堆7。
[0060] 双向直流变换器6将光伏发电子系统2与风力发电子系统3发出的剩余电能，双向 直流变换器6为高温燃料电池堆7运行在电解模式下所需要的直流电能提供传输通道。 当光伏发电子系统2与风力发电子系统3发出的电能无法满足负载需求时，双向直流变 换器6为高温燃料电池堆7运行在发电模式下向直流母线20供电提供传输通道。
[0061] 高温燃料电池堆7由固体氧化物燃料电池构成，可运行在燃料电池(发电)状态， 也可运行在电解(储能)状态。
[0062] 控制器8由单片机构成，用于采集能源侧的信号与需求侧的信号，并根据控制算法， 得到控制变量，控制各个单元的工作状态。
[0063] 电能的模糊控制的输入信号为直流母线20的电压与电流信号、工厂用电10的电压 与电流信号、民用电11的电压与电流信号，因此，控制器8的输入信号分别采集直流 母线20的电压与电流信号、工厂用电10的电压与电流信号、民用电11的电压与电流 信号；控制器8的输出信号为双向直流变换器6的控制信号，具体控制信号为双向直流 变换器6的脉冲驱动信号，控制器8的控制信号输出端与双向直流变换器6控制信号输 入端口连接，脉冲驱动信号可控制双向直流变换器6的工作状态，实现直流电能的双向 传输，当直流母线20电压高于工厂用电10和民用电11的电压时，控制器8输出驱动 信号，控制双向直流变换器6工作在降压变换模式，电能从直流母线20传输到高温燃 料电池堆7，高温燃料电池堆7运行在电解模式，剩余的电能作为高温燃料电池堆7运 行在电解模式下所需要的直流电能；当直流母线20电压低于工厂用电10和民用电11 的电压时，控制器8输出驱动信号，控制双向直流变换器6工作在升压变换模式，电能 从高温燃料电池堆7传输到直流母线20，高温燃料电池堆7运行在发电模式，补充直流 母线20电压的下降(不足)。
[0064] 热能的T‑S型模糊控制的输入信号为一级换热器12的温度信号、制冷子系统13的 温度信号，控制器8的输入端采集一级换热器12的温度信号、制冷子系统13的温度信 号，控制器8根据采集到的温度信号，根据T‑S型模糊推理，可得到控制信号y，控制 一级短路电控阀门17的开度。二级短路电控阀门16的开度的控制方式与一级短路电控 阀门17开度的控制方式一致，即控制器8的输入端采集二级换热器15的温度信号、热 水子系统14的温度信号，控制器8根据采集到的温度信号，根据T‑S型模糊推理，可 得到控制二级短路电控阀门16开度的信号。
[0065] 储热换热器9用于储能太阳能转化的热能或高温燃料电池堆7产生的热能，储热工 质主要由熔融盐构成。
[0066] 工厂用电10为工厂用电，车间机器运转所需要的电力等。
[0067] 民用电11为民用常用电，如照明、家用电器等。
[0068] 一级换热器12为高温换热器，将储热换热器9中的热能传递到制冷子系统13中。
[0069] 制冷子系统13采用吸收式制冷，是液体汽化制冷的一种。主要由发生器、冷凝器、 蒸发器、吸收器、冷剂泵、溶液泵及溶液热交换器等构成，利用热能直接制冷，避免热 能‑电能‑制冷的循环。减少能量转换过程。
[0070] 二级换热器15用于将较低温度的工质用于加热生活用的热水。
[0071] 热水子系统14为常用的热水系统，为生活中提供需要的热水。
[0072] 二级短路电控阀门16用于控制生活热水的提供，当生活热水不需要时，可通过该 阀门将生活热水循环短路。
[0073] 一级短路电控阀门17用于控制制冷子系统所需要的热能，当制冷功率需求很低或 者无需制冷功率时，可通过该阀门将该回路短路。
[0074] 高温燃料电池堆7控制信号u的控制方案为模糊控制，具体控制方法为：
[0075] 步骤一，确定输入输出变量：
[0076] 模糊控制器的输入一：需求侧热能需求Q1与能源侧热能供给Q2的误差eQT，[0077] eQT＝Q1‑Q2
[0078] 模糊控制器的输入二为；需求侧电能需求E1与能源侧电能供给E2的误差eGE，[0079] eGE＝E1‑E2
[0080] 模糊控制器的输出：高温燃料电池堆7控制信号u；
[0081] 步骤二，输入输出变量论域和量化因子：
[0082] 输入变量一eQT、二eGE的基本论域设计为(‑20kW，+20kW)，然后将两个输入量分为 5个语言变量，即正大(PB)、正中(PM)、零(ZE)、负中(NM)、负大(NB)，两个 输入量的5个语言变量在基本论域(‑20kW，+20kW)的隶属度函数为三角形与梯形组合式 隶属度函数；
[0083] 输出变量u基本论域为(‑100kW，+100kW)，
[0084] 然后将这个变化量分为5个语言变量U，即正大(PB)、正中(PM)、零(ZE)、 负中(NM)、负大(NB)；
[0085] 输出变量的5个语言变量在基本论域(‑100kW，+100kW)的隶属度函数为三角形与梯 形组合式隶属度函数；
[0086] 步骤三，模糊控制规则的设计：
[0087] 设计模糊控制规则的原则是当误差大或者较大时，选择控制量以尽快消除误差为 主，而当误差小或者较小时，选择控制量要控制超调量，模糊控制规则表为：
[0088]
[0089]
[0090] 步骤四，解模糊：
[0091] 解模糊采用最大隶属度方法进行解模糊；
[0092] 用热子系统为多级热利用方案，基于热工被控对象具有惯性大的特点，本发明用热 子系统的控制结构采用日本学者Takagi和Sugeno提出一种新的模糊推理模型：T‑S型 模糊推理模型，该模型输出为精确量，因此输出不需要解模糊，具体控制方案为：
[0093] 第一步：定义输入、输出变量及模糊分割：
[0094] 输入变量x＝[x1，x2]；
[0095] 输出变量y；
[0096] 各变量定义如下：
[0097] 输入变量x1：一级换热器12的输出热能Q1与制冷子系统13需求热能Q2之间的误 差，即x1＝Q1‑Q2
[0098] 输入变量x2：一级换热器12的输出热能Q1与制冷子系统13需求热能Q2之间的误 差变化率，即x2＝d(Q1‑Q2)/dt；
[0099] 输出变量y：一级短路电控阀门17的控制量；
[0100] 各输入变量的模糊分割为：
[0101] 输入变量x1：[PL(正大)，ZE(零)，NL(负大)]
[0102] 输入变量x2：[PL(正大)，ZE(零)，NL(负大)]
[0103] 输出变量y：采用T‑S模糊模型，输出值是精确值，无需模糊分割；
[0104] 第二步：模糊推理
[0105] T‑S模糊模型采用“if‑then”规则定义模糊规则，具体T‑S模糊控制规则为Rm[0106]
[0107] 其中，m为模糊系统的模糊集合为控制规则总数，m＝1，2，...，18， 为模糊系统 的模糊集合，i为模糊集合数，i＝1，2，3，即正大、零、负大，j为输入变量个数，j＝1，2； 与为模糊系统参数，范围为(0，1)，ym为根据模糊控制规则得到的输出， 输入部分是模糊的，输出部分是确定的，T‑S模糊推理表示输出为输入的线性组合；
[0108] 本发明输入变量x＝[x1，x2]，首先根据模糊规则计算各输入变量的隶属度：
[0109]
[0110] 式中， 分别为隶属度函数的中心和宽度；
[0111] 第三步：模糊计算与输出
[0112] 将隶属度进行模糊计算，采用模糊算子为连乘算子：
[0113]
[0114] 根据模糊计算结果计算模糊模型的输出值yi
[0115]
[0116] 另外，当光伏发电子系统2和风力发电子系统3产生的电能出现剩余时(即用电子 系统用不完时)，双向直流变换器6将剩余电能供给高温燃料电池堆7，高温燃料电池堆 7利用剩余电能将水电解为氢气和氧气进行储存。
