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能源互联网全方位建模与仿真——推动能源互联网发展

北极星售电网  来源:国家电网报  作者:赵琦 王新迎  2020/6/16 8:42:35  我要投稿  
所属频道: 能源服务   关键词: 能源互联网 国家电网 智慧能源

北极星售电网讯:核心提示 能源网络互联互通、互济互动是能源转型发展的大趋势。能源互联网全模仿真将人工智能、5G、数字孪生等新技术与能源互联网规划、运行、交易等业务深度融合,可验证能源互联网新技术、新业务、新模式,实现能源互联网数字世界与物理世界的实时交互与智能应用,推动能源互联网发展。

开展全模仿真,抢占能源互联网技术制高点

能源互联网是互联网理念和技术与能源生产、传输、存储、消费及能源市场深度融合的智慧能源系统,也是能源产业发展新形态。

建设能源互联网是我国能源转型的内在要求。今年,国家电网有限公司提出建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业战略目标,构建以坚强智能电网为基础平台,强化网络互联互通和先进信息、通信、控制技术应用的智慧能源系统。

中国电力科学研究院有限公司基于公司电网建设运营现状及需求,结合能源转型趋势,从架构设计、核心技术、重点任务规划、标准体系等方面开展能源互联网顶层设计工作。

目前,该院正在全面整合各领域的仿真分析能力,融合应用新技术,建设全模态能源互联网仿真中心和统一计算运营平台。能源互联网全模仿真基于能源生产、能源传输、能源消费全面感知数据,可针对能源互联网多能源、多要素及其交互过程开展全方位建模与仿真。

能源互联网全模仿真把数字孪生、智能感知、人工智能、5G等数字化技术与能源互联网规划、运行、交易等业务深度融合,通过仿真数据中台实现“源网荷储”等相关仿真系统的互联互通,可实现能源互联网局部与全局、微观与宏观等多层面的建模仿真,将为公司能源互联网企业建设提供新技术、新业务、新模式仿真验证环境,助推公司抢占能源互联网技术发展制高点。

感知能源产业各环节信息,实现数字与物理世界实时交互

能源互联网全模仿真面向能源互联网的规划、运行、运营等全业务,通过电力高性能感知终端,全面感知能源生产、传输、消费等环节的信息,并基于电力通信网络及5G等先进通信技术,实现数据全覆盖、广连接、低时延及高可靠传输,从而将能源互联网物理系统实时完整映射到数字世界。

与此同时,数字世界与物理世界不断互动,彼此交换状态信息,并进行策略修正,通过数据的双向流动与融合共享,最终实现能源互联网数字世界与物理世界的实时交互与智能应用。

在架构设计方面,能源互联网全模仿真主要包含物理层、感知网络层、平台层、模型层、算法层、应用层。

物理层体现了能源互联网仿真对象的多能源形式。感知网络层重点关注数据信息的采集和连接。平台层提供数据融合环境。模型层充分发挥了机理和数据统一建模、解决复杂不确定性系统的优势。

算法层是应用层的基础,为能源互联网上层规划、运行、服务等应用提供算法支撑。应用层是数字孪生的直接体现,能源互联网的仿真系统与实时系统并列运行,通过彼此交互信息来优化控制策略,实现仿真系统对实际系统的趋优引导。

能源互联网全模仿真的核心技术体系是数字孪生技术。同时,全模仿真也关注并研究电力系统的新能源发电、用户侧可调负荷等技术。能源信息网络及安全技术也贯穿在全模仿真的各环节。

多场景应用,可解决源网荷储高效互动等难题

能源互联网全模仿真将先进数字技术与电网技术深度融合,可解决源网荷储高效互动、客户深度感知与互动等难题,实现源-网-荷-储协调优化运行、负荷感知与预测,开展能源大数据增值服务等,支撑电网转型升级。能源互联网全模仿真有以下几个应用场景:

● 源-网-荷-储协调优化运行

传统物理机理的建模方法难以解决当前复杂源网荷储的优化运行问题。基于数据驱动的深度学习等智能优化方法,能源互联网全模仿真能够与环境不断交互,通过自主学习获取最优策略,从而增强了能源互联网的适应性,可提升源荷双侧的匹配度,促进可再生能源消纳。

● 负荷感知与预测

当前,新能源汽车、智能用电等新兴负荷快速发展,以及用户自主用能行为较难预测,使能源系统的不确定性显著增大。基于海量历史数据,利用数据驱动的人工智能技术,可实现新兴负荷的精准感知、辨识与预测。针对用户的行为建模能够实现能源的有效分配,从而支撑能源互联网新业态、新模式仿真验证,加快推进能源互联网商业化进程。

● 综合能源服务

当前综合能源服务系统整体缺乏互动,多能源的耦合也带来了系统不确定性增加等问题。能源互联网仿真构建包含冷、热、电、气等多能源优化运行模型,可降低系统的复杂程度。同时,利用数据驱动的智能化技术提出多能源转化、供给方案,可提高系统的整体能效,面向居民、楼宇、园区等不同用户提供智慧、高效、便捷的综合能源增值服务,增强多能源协同效益。

● 大数据增值服务

随着能源互联网建设的推进,系统内外将产生海量数据。基于互联网理念充分挖掘系统内外数据,如系统内量测等数据、系统外能源互联网产业链上下游等能源相关数据,有助于充分了解能源互联网生态圈多主体需求,提供匹配的产品与服务,为能源互联网大数据多元增值服务的市场落地和应用提供技术支撑。

未来,数据驱动的能源互联网全模仿真将通过全面感知能源互联网物理世界状态信息,实现与物理世界的在线连接,并对物理世界进行完整的刻画与描述,在此基础上实现能源互联网物理世界与数字世界的交互协同及智能应用,推动能源互联网发展。

(作者单位:中国电力科学研究院有限公司)

原标题:全面感知实时交互 推动能源互联网发展

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