中國儲能網(wǎng)訊：
01 平臺介紹
1.研發(fā)背景
在新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程中，配電網(wǎng)研究對象從傳統(tǒng)的“站-線-變”轉(zhuǎn)型為“源-網(wǎng)-荷-儲”，規(guī)劃、運行和運維等過程的分析計算更加依賴定量化仿真模擬。在規(guī)劃設(shè)計層面，傳統(tǒng)方法停留在數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、分壓分區(qū)電力電量平衡、110-35千伏容載比校核基礎(chǔ)功能上, 未考慮源網(wǎng)荷儲間的協(xié)同。在運行分析層面，傳統(tǒng)仿真軟件通常僅提供離線“圖模一體化”功能，尚未打通與實際運行數(shù)據(jù)的接口，難以形成可計算的真實電網(wǎng)數(shù)字孿生模型。在運維分析層面，真實電網(wǎng)模型和有效統(tǒng)計數(shù)據(jù)的缺失阻礙了智能運維技術(shù)的推廣落地。截至目前，國內(nèi)外尚無商業(yè)計算分析軟件可針對此類新型配電系統(tǒng)開展時序潮流、暫態(tài)仿真、規(guī)劃優(yōu)化、可靠性計算等綜合分析，配電網(wǎng)仿真及分析工具亟需迭代升級。
針對上述需求，CloudPSS團隊聯(lián)合國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院共同研發(fā)了新型配電系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同仿真平臺CloudPSS-DSLab（以下簡稱DSLab），率先在河南某實際配電網(wǎng)進(jìn)行了落地實踐，驗證了平臺功能和性能。
2.平臺介紹
CloudPSS-DSLab是面向新型配電系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同規(guī)劃設(shè)計、運行仿真及運維分析全過程需求的功能集成平臺，提供配電網(wǎng)“圖-模-數(shù)-算”一體化服務(wù)。
目前，DSLab在規(guī)劃設(shè)計和運行仿真層面內(nèi)置了數(shù)據(jù)管理、拓?fù)渚庉?、?fù)荷預(yù)測、時序潮流、電磁暫態(tài)仿真、儲能規(guī)劃、技術(shù)經(jīng)濟分析、短路電流計算、供電可靠性計算、無功優(yōu)化、靜態(tài)安全性分析共11項自主研發(fā)的功能模塊。遠(yuǎn)期將繼續(xù)集成運維類功能模塊。
本次更新在官網(wǎng)（www.cloudpss.net）提供了前4個模塊的預(yù)覽。如需試用，請聯(lián)系我們獲取有限測試名額。
DSLab框架
02 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理
DSLab內(nèi)置了高效的數(shù)據(jù)管理模塊，可分類收集和管理源網(wǎng)荷儲協(xié)同仿真所需的各項源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對氣象數(shù)據(jù)、價格信息、電源信息、電網(wǎng)信息、負(fù)荷信息及儲能信息等數(shù)據(jù)的可視化管理和自動獲取。
1.氣象數(shù)據(jù)自動獲取
DSLab內(nèi)置了美國國家航空航天局NASA提供的全球近5年的全部氣象數(shù)據(jù)，用戶在氣象數(shù)據(jù)庫地圖上選點定位即可獲取定位點的歷史氣溫、光照、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)，并支持將定位點數(shù)據(jù)與相應(yīng)地理位置的電源或負(fù)荷綁定，從而構(gòu)建精細(xì)化的電源出力和負(fù)荷預(yù)測模型。為保證靈活性，平臺也支持訂閱第三方數(shù)據(jù)源或上傳自定義氣象數(shù)據(jù)。
氣象數(shù)據(jù)頁面圖
2.源網(wǎng)荷儲多源信息自動獲取
DSLab內(nèi)置了適用于源網(wǎng)荷儲潮流計算、暫態(tài)分析、短路計算和可靠性計算的元件數(shù)據(jù)庫，并提供了對應(yīng)CIM/E、CIM/XML、EXCEL/CSV、DT等格式的自動轉(zhuǎn)換接口，支持與電網(wǎng)PMS系統(tǒng)等各類數(shù)據(jù)系統(tǒng)API對接，實現(xiàn)配電網(wǎng)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的自動訂閱更新，進(jìn)一步提升了平臺數(shù)據(jù)管理的自動化水平。
支持的多源數(shù)據(jù)類別
03 超大規(guī)模配電網(wǎng)仿真模型一鍵自動生成！
DSLab平臺支持基于多類型源數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)自動模型構(gòu)建，用戶只需導(dǎo)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)源文件（CIM/E、CIM/XML、EXCEL/CSV），即可一鍵快速生成可編輯、可計算的配電網(wǎng)模型。在某城市級配電網(wǎng)，我們使用自動生成的電網(wǎng)模型進(jìn)行了測試，其潮流計算結(jié)果與實際運行數(shù)據(jù)高度吻合。針對更多類型的數(shù)據(jù)，CloudPSS團隊也可為您提供技術(shù)支持！
模型自動生成(左：生成前，右：生成后)
模型自動生成時間對比
針對自動生成后的配電網(wǎng)模型，DSLab可基于SimStudio對電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行基本糾錯診斷，也可進(jìn)一步手動修改、添加新的元件設(shè)備，確保模型的可用性和靈活性。針對缺失拓?fù)湫畔⒌膱稣?，DSLab可根據(jù)連接關(guān)系自動生成內(nèi)部拓?fù)鋱D，并以多級圖紙/模塊的形式進(jìn)行可視化。
04 “圖-模-數(shù)-算”一體模型即服務(wù)
DSLab以模型為核心，構(gòu)建了“接線圖-計算模型-源數(shù)據(jù)-算法內(nèi)核API”一體的模型計算服務(wù)，用戶的每一項操作，都可在接線圖、計算模型上同步體現(xiàn)，用戶的每一次仿真計算，都會實現(xiàn)計算模型與源數(shù)據(jù)的自動映射，每一項功能都有API與之對應(yīng)，真正實現(xiàn)“圖-模-數(shù)-算”一體化，支持各類配電網(wǎng)數(shù)字孿生應(yīng)用構(gòu)建，也為平臺的后續(xù)擴展和二次開發(fā)提供了基礎(chǔ)支撐。
1.負(fù)荷預(yù)測模塊
DSLab負(fù)荷預(yù)測模塊基于配電網(wǎng)規(guī)劃電力負(fù)荷模型、統(tǒng)計模型、機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等負(fù)荷建模方法，對新型配電系統(tǒng)的各類時序負(fù)荷進(jìn)行建模預(yù)測，以支撐中長期系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和日前調(diào)度優(yōu)化潮流分析等多種不同場景的應(yīng)用。
模塊對時序負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行缺失填充、插值、異常處理等預(yù)處理后，提供變電站級、饋線級、用戶級等不同配電系統(tǒng)層次負(fù)荷分析模型，以適配不同粒度、效率和精度要求的負(fù)荷預(yù)測場景；提供傳統(tǒng)增長因子法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、Prophet、ARIMA、深度學(xué)習(xí)等多種負(fù)荷預(yù)測算法，支持不同數(shù)據(jù)特征下的短中長期負(fù)荷預(yù)測。
在某城市級配電網(wǎng)變電站層級進(jìn)行一個月的中期負(fù)荷預(yù)測中，平臺深度學(xué)習(xí)預(yù)測模型（如Linear、LSTM、LSTNet、Transformer等）的平均預(yù)測精度達(dá)95%以上，平均絕對百分比誤差MAPE約5%。
負(fù)荷預(yù)測模塊
2.時序潮流模塊
時序潮流模塊可根據(jù)負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)、分布式電源出力數(shù)據(jù)及系統(tǒng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)計算系統(tǒng)中各個節(jié)點及支路上電壓，電流，功率等參數(shù)隨時間的變化，幫助識別潛在的電壓、電流越限等問題。時序潮流模塊提供越限統(tǒng)計、斷面全覽、時序曲線3個功能。
越限統(tǒng)計：統(tǒng)計各斷面的電壓、電流越限、主（配）變負(fù)載情況等信息并形成報表，幫助用戶快速定位異常工況
斷面全覽：根據(jù)設(shè)備運行工況（正常/輕載/重載）通過不同顏色對元件和節(jié)點進(jìn)行著色，方便快速定位系統(tǒng)風(fēng)險點
時序曲線：選中著色圖中的單個元件，即可查看該元件的時序潮流曲線，直觀清晰地展示各設(shè)備的運行動態(tài)
DSLab的時序潮流模塊效率高，魯棒性強。目前，時序潮流模塊測試的最大系統(tǒng)規(guī)模超過5萬節(jié)點。針對萬節(jié)點級配電網(wǎng)，進(jìn)行8760時間斷面的時序潮流仿真，計算可在2分鐘內(nèi)完成。為滿足電網(wǎng)數(shù)據(jù)安全、信息安全標(biāo)準(zhǔn)，DSLab現(xiàn)提供離網(wǎng)獨立部署版本，可獨立部署于企業(yè)內(nèi)網(wǎng)環(huán)境，歡迎來電來函，洽談合作！
05 開放二次接口共建應(yīng)用生態(tài)
DSLab平臺基于CloudPSS云服務(wù)框架下的SimStudio和FuncStudio開發(fā)，具備CloudPSS原生應(yīng)用的全部功能特性。因此，DSLab與CloudPSS其他產(chǎn)品一樣，開放了全部功能調(diào)用的API，并提供了基于python的二次開發(fā)套件（SDK）和文檔。
目前，CloudPSS團隊與清華大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南九域騰龍信息工程有限公司和國能通惠（北京）科技有限公司等10余家團隊合作開展基于DSLab的配電網(wǎng)數(shù)字孿生高級應(yīng)用開發(fā)，為用戶提供更完善、更多樣的配電網(wǎng)計算功能。未來的幾個月內(nèi)，我們將陸續(xù)通過CloudPSS公眾號發(fā)布二次開發(fā)的相關(guān)成果。我們也歡迎更多第三方開發(fā)者一同加入到DSLab應(yīng)用生態(tài)的建設(shè)中來。
