開(kāi)展綜合能源系統(tǒng)仿真是推動(dòng)綜合能源項(xiàng)目落地的重要基礎(chǔ)性工作，對(duì)于模擬系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、評(píng)估系統(tǒng)運(yùn)行可靠性及綜合效益具有重要價(jià)值。
目前，綜合能源系統(tǒng)仿真工具在商業(yè)化應(yīng)用層面尚未鋪開(kāi)，著眼于其市場(chǎng)應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外已有多家企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)正在推進(jìn)綜合能源系統(tǒng)仿真工具的開(kāi)發(fā)。下文簡(jiǎn)要介紹當(dāng)前我國(guó)主要的綜合能源系統(tǒng)仿真工具。
華北電力大學(xué)綜合能源系統(tǒng)仿真平臺(tái)
華北電力大學(xué)綜合能源系統(tǒng)仿真平臺(tái)研發(fā)項(xiàng)目在2016年10月13日正式啟動(dòng)，至今尚未開(kāi)發(fā)完畢，由此可見(jiàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性和開(kāi)發(fā)難度。華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴為團(tuán)隊(duì)牽頭人。
曾鳴認(rèn)為，仿真平臺(tái)要幫助綜合能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩高三低的五大目標(biāo)，“兩高”指綜合能源效率提高、綜合供能的可靠性提高?！叭汀敝妇C合能源系統(tǒng)運(yùn)行成本降低、碳排放水平降低、空氣污染物排放水平降低。仿真的功能模塊應(yīng)該涉及規(guī)劃方案驗(yàn)證、運(yùn)行計(jì)劃優(yōu)化、市場(chǎng)交易模擬及綜合效益評(píng)估等四個(gè)方面，以理論仿真指導(dǎo)實(shí)際項(xiàng)目落地。
據(jù)曾鳴介紹，其團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的綜合能源系統(tǒng)仿真平臺(tái)主要有四大模塊。一是規(guī)劃優(yōu)化模塊，主要是通過(guò)仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃方案的優(yōu)化選擇，為后續(xù)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)部門進(jìn)行具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供方向。二是運(yùn)行優(yōu)化模塊，即搭建綜合能源管控平臺(tái)，對(duì)各種能源品種每天、每小時(shí)、每時(shí)段的出力，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。三是市場(chǎng)交易模塊，主要實(shí)現(xiàn)分布式、微網(wǎng)形式下多種能源之間的交易，以及微網(wǎng)與大網(wǎng)之間的交易，多種能源品種的交易。四是效益評(píng)估模塊，綜合能源系統(tǒng)各類效益的評(píng)估模塊，包括對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益這三類進(jìn)行綜合評(píng)估。
曾鳴透露，“華北電力大學(xué)的仿真平臺(tái)是一邊開(kāi)發(fā)，一邊與若干項(xiàng)目簽訂合作協(xié)議。也就是說(shuō)，把仿真平臺(tái)已有功能直接用在了工程設(shè)計(jì)的前期階段，對(duì)企業(yè)已出臺(tái)的各種規(guī)劃方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證，對(duì)已運(yùn)行的一些項(xiàng)目進(jìn)行仿真驗(yàn)證。通過(guò)驗(yàn)證過(guò)程來(lái)相互修正，屬于仿真系統(tǒng)功能需完善的地方就完善系統(tǒng)，屬于實(shí)際工程誤差的地方，我們希望通過(guò)仿真為實(shí)際決策提供修正建議。”
從仿真研究到實(shí)踐落地，實(shí)際上是一個(gè)調(diào)研—修正—再實(shí)踐—再調(diào)研—再修正的過(guò)程，然后再把新的仿真系統(tǒng)用到實(shí)踐中，使實(shí)際工作決策得到有效改善，這樣就形成了正向、良性的循環(huán)。仿真系統(tǒng)在實(shí)踐中可以不斷完善，同時(shí)仿真系統(tǒng)提供的信息又使實(shí)際工作方案得到不斷修正。
清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院綜合能源系統(tǒng)建模仿真平臺(tái)
今年3月份，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院云仿真與智能決策中心發(fā)布了綜合能源系統(tǒng)建模云仿真平臺(tái)CloudPSS-IESLab，該平臺(tái)專門用于冷\熱\電耦合網(wǎng)絡(luò)模擬計(jì)算，高效助力企業(yè)和用戶遠(yuǎn)程辦公。
平臺(tái)由數(shù)據(jù)管理模塊和建模仿真模塊構(gòu)成，支持包括配電系統(tǒng)、供暖制冷系統(tǒng)、蒸汽供熱系統(tǒng)及煙氣余熱回收系統(tǒng)在內(nèi)的多能源系統(tǒng)耦合網(wǎng)絡(luò)的建模仿真計(jì)算。與傳統(tǒng)的綜合能源系統(tǒng)仿真工具不同，平臺(tái)集成了20余種常見(jiàn)的綜合能源系統(tǒng)設(shè)備模型，允許用戶靈活搭建任意能量梯級(jí)利用形式的綜合能源系統(tǒng)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不受約束，同時(shí)支持并網(wǎng)系統(tǒng)、孤網(wǎng)系統(tǒng)的仿真計(jì)算，從而有效拓展了適用場(chǎng)景。
據(jù)了解，CloudPSS-IESLab將進(jìn)一步支撐包括系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化、數(shù)字孿生等高級(jí)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，為綜合能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和管理提供全面的決策參考。目前該團(tuán)隊(duì)與電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院合作開(kāi)發(fā)的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)云平臺(tái)CloudIEPS也成功應(yīng)用了該建模仿真技術(shù)。
作為一款云端的高性能仿真平臺(tái)，CloudPSS-IESLab無(wú)需下載，支持網(wǎng)頁(yè)版試用，感興趣的讀者可以登錄CloudPSS官網(wǎng)試用。
部分企業(yè)開(kāi)發(fā)的綜合能源系統(tǒng)仿真工具
清能互聯(lián)能源互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)建模與運(yùn)行模擬優(yōu)化平臺(tái)：北京清能互聯(lián)科技有限公司開(kāi)發(fā)的能源互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)建模與運(yùn)行模擬優(yōu)化平臺(tái)可與綜合能源系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)接口，迅速搭建包含電-氣-冷-熱-儲(chǔ)元件及管網(wǎng)的綜合能源網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化仿真模型，并結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、人工智能、工業(yè)運(yùn)籌優(yōu)化及可視化技術(shù)，為綜合能源系統(tǒng)在各種市場(chǎng)環(huán)境下的生產(chǎn)模擬、運(yùn)行優(yōu)化、規(guī)劃決策、效益評(píng)估等提供精確、靈活、高效、智能的技術(shù)支撐。
科梁綜合能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試平臺(tái)：上?？屏盒畔⒐こ坦煞萦邢薰鹃_(kāi)發(fā)的綜合能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試平臺(tái)集合了熱能、冷能、電能、化學(xué)能、機(jī)械能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、儲(chǔ)能等多領(lǐng)域的多種能源，通過(guò)實(shí)時(shí)仿真設(shè)備實(shí)時(shí)解算模型，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)燃?xì)夤┙o速率、風(fēng)力大小、光照強(qiáng)度、電池充放電電流、負(fù)荷大小等各類能源的供應(yīng)及傳輸效率，可得到不同拓?fù)淙萘考安煌\(yùn)行工況下的綜合能源系統(tǒng)，為能量管理系統(tǒng)提供真實(shí)可靠的控制對(duì)象和運(yùn)行環(huán)境，對(duì)能量管理系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行、協(xié)同控制和故障保護(hù)等各類算法進(jìn)行硬件在環(huán)測(cè)試。
