综合能源系统状态估计研究综述

综合能源系统(integrated energy system,IES)被誉为未来人类社会能源的主要承载形式。为了保证IES的安全、可靠、优质和经济运行,亟需提出和发展面向IES的能量管理系统(integrated energy system energy management system, IES-EMS)。高性能的IES状态估计(integrated energy system state estimation,IES-SE)可为IES-EMS提供准确可靠的实时运行数据,是IES-EMS各项高级应用正常运行的保证。在当前IES快速发展之际,加快研究面向多能流的IES-SE成为当务之急。首先对IES的构成和特点进行了简要分析;接着对比分析了电力系统SE和IES-SE的异同;然后重点对已有的静态IES-SE模型和方法及动态IES-SE模型和方法进行了剖析;最后,分析了IES-SE领域所面临的挑战,展望了该领域未来可能的研究方向。     

基于大数据分析的综合智慧能源系统控制优化研究

为了使某综合智慧能源系统运行最优化,建立冷却负载、系统能耗、系统设备可控变量和环境不可控变量的关系模型,并计算模型的可靠性,以系统能耗最小为优化目标,求解最优控制策略.结果 表明:该系统能耗降低明显,达到了节能的效果.     

智慧能源交易服务平台的构建方法及架构探讨

为支撑泛在电力物联网战略发展,深化推进智慧能源服务,落实“三型两网,世界一流”的战略目标,构建智慧能源交易服务平台并进行应用层面的探索。阐述了平台的总体定位、建设目标和建设内容,按照客户层、业务前台层、业务中台、泛在连接、数据中台、技术中台进行总体架构设计,并设计了交易门户、服务商城、设备商城、EPC服务、数据服务、能源金融、移动应用等平台功能,更加聚焦客户能效提升、用能结构优化等需求。体现了向智慧电网运营、能源产业链整合、能源生态服务转型的战略,同时也体现了从产品思维、服务思维向平台思维的转型。     

基于工业互联网的智慧能源服务系统架构研究

简述智慧能源系统及架构设计的现状与问题。提出了基于工业互联网的智慧能源服务系统,实现多元设备泛在接入、监视控制、电动汽车有序充电、储能充放电管理等功能。首先提出基于\"泛在物联网+互联网\"的智慧能源服务系统的总体架构,接着阐述了其技术架构和集成架构。最后介绍了系统的示范应用,系统已在国网总部部署,与营销业务、智慧车联网平台等系统互联互通,实现数据和资源共享。在平台基础上构建电动汽车和储能设备有序充放电应用,在北京、上海、河南等地试点,验证了该系统的实用性和有效性。     

城市能源变革下智慧能源系统建设研究

城市的能源消费中心地位决定了城市能源变革在能源生产和消费革命中的核心位置。城市智慧能源系统是城市升级与能源转型的融合点,未来发展空间巨大。伴随其中的是能源在城市建设发展中的角色变化、消费模式升级、新技术广泛应用、产业业态创新和体制机制变革。本文着眼于城市能源变革的挑战,试图从发展前景、设计思路、建设要点等方面展望未来的城市综合能源系统,为城市智慧能源系统建设提供参考。     

城市能源变革下的城市智慧能源系统顶层设计研究

当前中国城市智慧能源系统建设还存在建设内容不明、框架不清、与城市规划建设脱节等系列问题,亟需明确城市智慧能源系统顶层架构。在系统梳理世界主要国家城市智慧能源系统建设情况的基础上,分析了其可供借鉴的建设经验,描绘了中国城市智慧能源系统的总体图景,重点从建设条件、整体规划、综合服务平台、政策机制等方面对城市智慧能源系统的顶层设计进行了初步探讨,并对城市智慧能源系统的发展路径进行了展望,对未来能源互联网和城市智慧能源系统的规划、建设、运行等提供参考。     

综合智慧能源商业模式调研

发展综合智慧能源是落实国家能源“3060”战略,推动能源绿色低碳转型的有效途径。综合智慧能源市场广阔,但用户需求定制化、个性化特征明显,传统的产品化、流程化、大规模批量复制模式难以开展。在项目开发过程中,还存在着对政策的研判不足,与市政规划结合不够,未能充分发挥规划引导作用,特许经营、价格备案等机制的应用还不够灵活等问题。针对新兴产业和市场细分,综合智慧能源服务商缺少商业模式的顶层设计和创新机制,导致项目推进缓慢、盈利能力不足等问题。本文对综合智慧能源业务发展面对的问题进行分析,并结合对部分电力勘测设计企业的实际调研情况,对综合智慧能源商业模式的现状及未来发展方向进行探讨。     

区域智慧能源综合服务平台建设与应用

为了支撑泛在电力物联网战略发展,深化推进综合能源服务,为智慧城市建设提供整体解决方案,研发了区域智慧能源综合服务平台并进行了应用探索。阐述了平台的总体定位、服务对象和功能设计;按照能源物联网感知层、网络层、平台层、应用层设计了平台的4层架构,提出了"混合云"的架构模式;最后介绍了平台支撑区域能源运营,开展电能质量监测、能耗分析、虚拟电厂、智能运维等,以及平台在各省市区域内的实际应用情况,为智慧能源综合服务平台的设计、开发和应用提供了一种可行方案。     

智慧城市综合能源系统数字孪生技术及应用

传统城市向智慧城市的转型发展对能源系统提出了新的要求,建设数字化、互动化的综合能源系统是重要的应对思路之一。在先进信息技术的驱动下,综合能源系统的数字化与信息化水平不断提升,但如何充分发挥其技术价值仍需要探索。该文围绕综合能源系统的数字孪生技术,对其在智慧城市发展中的需求、价值与意义进行了分析,对其基本技术框架和技术挑战进行了探讨,对相关的关键技术问题进行了阐述,并围绕综合能源系统数字孪生在系统规划、运行、控制以及与城市多领域协同交互等方面的应用进行了展望,希望能够为综合能源系统数字孪生技术的未来发展与应用提供一些思考和借鉴。     

节能减排背景下综合智慧能源优化调度系统研究

为提高能源利用效率、降低环境污染,在节能减排背景下,设计综合智慧能源优化调度系统。建立综合智慧能源优化调度系统架构,包括应用层、计算层、能源路由网络层及电网和微网设备服务层,这四层结构分别与调度总线相连。设计能源优化调度方法,在外层规划模型中,计算综合储能建设成本,同步建立风力与光伏等新能源的调度函数。在内层规划模型中,设置弃风弃光的惩罚成本系数,建立风能和光能运行功率的约束条件。内层运行模型与外层规划模型相连,实现能源优化调度系统。在实验中,依据3个预设场景对研究区智慧能源体系架构的能源负荷进行仿真,得到三个场景的总成本分别为79336.42、69417.95、65279.92元,其中场景3的总成本最低,可见该优化调度系统具备有效性。     

面向智能配网的能量管理系统体系结构

为满足分布式电源(DG)高渗透率下智能配网的能量管理需求,开发面向智能配网的能量管理系统已显得非常重要。简要介绍了兼具MAS技术和SOA技术两者优点的MAS-SOA技术,分析了MAS-SOA在构建智能配网能量管理系统中的技术优势,提出了智能配网能量管理系统的MAS-SOA体系结构,在该分层体系结构中由代理(Agent)封装而成的智能服务主体通过企业服务总线(ESB)与其他Agent或原子服务主体进行信息交互,智能服务主体间的高度自治性和协作性以及灵活的业务流程管理使得智能配网能量管理系统更适应运行环境的变化。最后详细阐述了MAS-SOA架构的系统设计和关键技术,并以微网群的能量管理为例证明基于MAS-SOA构建智能配网能量管理系统是可行的。     

面向综合能源的信息物理系统体系架构及应用

综合能源系统作为新一代能源系统的重要组成,涵盖了供电、供热、供气等能源系统,多个能源系统间的耦合性强。文章立足于综合能源系统,提出了面向综合能源的信息物理体系架构,阐述了信息物理系统(cyber physical system,CPS)在综合能源系统中的层次化应用及技术特性,并对综合能源信息物理系统的核心关键技术做了深入的探讨。最后为了验证所提出的信息物理体系架构及相关技术,开发了一套多能流综合能源管理及优化系统,实现了能源监控、多能流建模仿真、源荷预测、系统运行优化、故障预测及健康管理五大功能,有力地支撑了综合能源系统的体系架构。     

基于多区块链结构的综合能源系统调度构架

综合能源系统(IES)调度中存在难以维护供能主体隐私、难以辨别数据真伪、安全性和可靠性低等问题.文中利用分散式调度方法和区块链中分布式数据存储、智能合约、共识机制、多链扩容和加密技术,提出了包括迭代链、终值链以及数据层、网络层、合约层、共识层、应用层的IES调度构架.该构架以数据层为基础,采用无向联通结构建立主体间的通信网络;在合约层封装基于拉格朗日乘子法的分散式调度模型;在共识层,针对分散式调度的数据一致性,迭代链和终值链分别应用一致性协议算法和拜占庭容错共识机制.算例验证结果表明,所提IES调度构架基于少量通信数据可有效运行,能够防止主体背叛、削弱服务器宕机的影响,提高了IES调度的隐私性、安全性和可靠性.     

智能调度中心架构研究

智能调度的实现需要解决智能调度中心的架构以及应用功能的智能化两大问题。为此,提出智能调度柔性支撑平台架构（flexible support platform architecture,FSPA）,该架构具有柔性数据流、数据引擎、智能引擎、展示引擎等技术特点。基于FSPA架构可以实现应用功能与支撑平台的松耦合,灵活拓展各类应用功能。     

孤立运行模式下海岛综合能源系统的能量控制策略

我国海域面积辽阔,海岛数量众多,它们远离大陆,但周围都有着丰富的自然资源。如果可再生能源得到充分利用,就可以保证岛上的可持续能源供应。提出了以海岛综合能源系统作为海岛供电的方案。该系统由风力发电机、光伏发电机、柴油发电机、海水淡化负荷、常规负荷、电转气装置和燃料电池组成,充分利用海岛周围的自然资源,解决海岛自身的供电需求和淡水需求;研究电转气技术和燃料电池在系统中的应用,实现电力系统-天然气系统的互联;给出了一种海岛综合能源系统能量控制策略,实现系统内功率分配,为海岛提供电力和淡水供应。仿真结果验证了该策略的有效性,为海岛综合能源系统的运行和控制提供了一个可靠的解决方案。     

区域综合能源系统规划研究综述

区域综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体,对提高综合能源利用效率、消纳可再生能源、保障供能安全可靠及节能减排具有重要意义。对区域综合能源系统进行合理有效规划,要打破行业壁垒,从技术、政策、地域等多方面实现突破。文中对区域综合能源系统规划中的多能耦合理论、负荷预测方法、技术经济性分析、规划优化建模与求解等关键问题进行了系统地总结归纳,对各问题所涉及的国内外研究现状、存在问题及难点进行了分析与概括。结合目前最新研究进展,概括了全面涵盖区域综合能源系统源、网、荷、储等环节的通用性能流模型、规划模型及求解流程,并对未来的研究方向进行了展望。     

智慧城市多能源互联下综合能源服务商运营模式研究

智慧城市是开展多能源系统综合利用最优的实践载体,围绕智慧城市开展多能源互联的综合利用已成为综合能源服务商抢夺终端用户的主要竞争手段。对智慧城市多能源互联下综合能源服务商运营模式展开研究,分析智慧城市多能源互联运营之间的互联方式,界定综合能源服务的目标客户、业务范围、实施主体,在国内综合能源服务商经验的基础上,提出智慧城市多能源互联运营下综合能源服务商的投资模式、服务策略、盈利策略和发展策略。     

考虑气电网络架构的沼-风-光综合能源微网优化调度

传统能源系统不考虑多种能源之间的协同和互补,仅对电、气、热中的某种能源进行分析和利用。文中采用能量枢纽的概念表示各能源之间的耦合关系,同时考虑气电网络架构的运行约束。在实现各能源间转化、转移和存储等协同工作的基础上,建立含沼-风-光的综合能源微网优化模型,并对其优化调度进行了研究。为保证该模型的可求解性,对其中的电力系统潮流约束采用二阶锥松弛方法,对气管网约束进行泰勒展开,将原模型转换成凸规划模型。在由TEST6节点系统、6节点天然气系统和1台沼气池装置组成的综合能源微网测试系统上进行仿真分析,结果表明,考虑气电网络架构的调度优化结果满足实际运行要求,且该综合能源微网系统在可持续性、经济性和稳定性方面都具有一定的优越性。