Internet of Things Enabled Intelligent Energy Management and Control System for Heavy Equipment Industrial Park and Fuzzy Assessment of Its Schemes

In order to solve the problems of poor informationflow,low energy utilization rate and energy consumption data reuse in the heavy equipment industrial park,the Internet of Things(IoT)technology is applied to construct the intelligent energy management and control system(IEMCS).The application architecture and function module planning are analyzed and designed.Furthermore,the IEMCS scheme is not unique due to the fuzziness of customer demand and the understanding deviation of designer to customer demand in the design stage.Scheme assessment is of great significance for the normal subsequent implementation of the system.A fuzzy assessment method for IEMCS scheme alternatives is proposed to achieve scheme selection.Fuzzy group decision using triangular fuzzy number to express the vague assessment of experts is adopted to determine the index value.TOPSIS is modified by replacing Euclidean distance with contact vector distance in IEMCS scheme alternative assessment.An experiment with eight IEMCS scheme alternatives in a heavy equipment industrial park is given for the validation.The experiment result shows that eight IEMCS scheme alternatives can be assessed.Through the comparisons with other methods,the reliability of the results obtained by the proposed method is discussed.

面向园区的综合能源服务探究

开展综合能源服务,符合国家倡导的节能、清洁和高效的能源发展战略。然而,目前对综合能源服务的研究与实践多集中在高耗能企业、公共建筑、商业建筑和办公建筑等领域。针对园区能源结构体系的特点,结合近年来综合能源服务的研究成果,分析当前园区中能源体系存在的问题,提出了一种面向园区的综合能源服务解决方案。采用提高能源利用效率、建立智慧能源监控系统和制定事故应急处理措施等方式,以徐州凤凰湾电子信息产业园为例,对园区综合能源服务的实际应用效果展开讨论。结果表明,面向园区的综合能源服务模式可以为园区提供稳定可靠的能源供应,降低园区能源系统开支,具有良好的经济效益与社会效益。

基于园区微电网设计案例分析的能源互联网研究

微电网源-网-荷一体,是分布式能源互联网在产业园区的重要应用形式,也是未来智能配电网的重要组成部分。微电网的设备选型与优化配置不仅受限于建设所处的地理环境、气候条件,同时也需要考虑当地的电网接入条件和负荷情况,综合考虑可靠性和经济性等因素选择合理的设计方案。以河北省一个园区的工程案例为例,对其自有园区微电网典型设计方案进行了分析。该方案基于项目所处区域的风资源、光照资源,以及现有的发电单元和中长期负荷预测,通过新增光伏发电、微燃机冷热电联供、风电等清洁供能技术,实现对现有园区配电网的改造,所建微电网具有较强的示范性,同时也提升了园区整体供能的经济性,具有较好的推广价值。

面向能源互联网的零碳园区优化规划关键技术与发展趋势

近年来,我国能源短缺与环境污染问题愈发严重,能源行业改革已成为维系国家安全与国民经济发展的重要任务。2020年,正式确定了到2030年实现碳达峰和到2060年实现碳中和的战略目标。2021年的“十四五”规划详细阐述了碳达峰的实践方案,并重点强调零碳园区的优化规划。新型电力系统背景下,各园区电力系统融合度较高,源网荷储存在不确定性,仅依靠现有的发展规划与技术条件难以满足园区发展的实际需求。基于此,将零碳园区作为主要研究对象,在电力电子、信息技术和智能管理技术相结合的能源互联网环境下,对其规划设计和涉及的关键技术进行探讨,基于共享理念等对其发展趋势进行说明,以期为零碳园区搭建提供更多技术支持与发展指导。

基于区块链的园区能源互联网弱中心化电力交易机制

由于灵活性不足、安全性和隐私保障性不高、交易效率偏低等问题,我国传统电力交易机制已不能适应当前能源互联网快速发展、可再生能源大比例接入的新形势,以及市场化电力交易高效、安全、点对点的发展需求。为此,以园区能源互联网(park energy internet,PEI)为对象,明确电力交易主体及其角色,提出一种基于区块链技术的PEI弱中心化电力交易机制。设计包含弱中心化管理机构、区块链层、智能合约等模块的电力交易框架,分析交易主体资格准入条件,介绍交易协商、信息记录和交易执行等交易阶段的运作流程,以及针对交易过程的隐私保障措施。该交易机制可实现大量电力交易信息和数据的经济、高效、安全处理,有利于促进能源互联网的发展。

基于5G技术的智慧能源园区建设

文章对5G技术在智慧园区中的应用进行了简要概述,5G技术零时延、高流量密度、超高连接密度和超高移动特性,是健全智慧能源园区产业链供应链的重要支撑。

RPS下园区能源互联网联盟区块链电力交易策略

能源互联网的快速发展及可再生能源的高比例接入对电力交易提出了新的要求.针对传统电力交易模式与能源互联网背景下市场化电力交易的不匹配,以园区能源互联网为对象,考虑可再生能源配额制(RPS)的影响,借鉴已有研究,提出了一种基于联盟区块链的园区能源互联网弱中心化电力交易模式,以分布式共享账本的方式应对传统电力交易过于中心化而不够灵活的不足,同时强化“弱中心化管理”,在一定程度上解决区块链去中心化带来的安全性不足的问题,进一步针对异质主体间的电价博弈协商,构建了上述交易模式下园区能源运营商与电力用户之间的讨价还价博弈模型,探讨交易主体收益均衡下的电价策略.最后以江苏省某示范园区能源互联网为例,验证交易模式及模型的有效性.

园区能源互联网的规划与运行研究综述

园区能源互联网作为"源-网-荷-储-充"协调互补的能源系统,具有多能耦合互补的特性,有助于降低社会供能成本,提升能源利用效率。首先阐述了园区能源互联网的内涵,对其进行结构划分,并讨论了园区能源互联网的功率平衡模型与电-气-热网潮流模型;然后分别从设备规划、多能流优化调度、负荷侧多类型响应和计及储能的优化调度4个环节对该领域的研究现状进行了综述;最后对有待深入研究的方向进行了展望,分析了园区能源互联网在广义规划、智能优化以及市场交互方面的研究前景,以期为园区能源互联网规划与运行未来的研究提供参考。

工业园区多能直供运营模式案例研究

目前由于用电需求放缓和高生产成本的制约,清洁能源机组发电上网遇到了巨大的挑战,传统供能售能模式不利于热电联产机组的多能协同调度。因此,以浙江XS热电厂为例,针对其在实际生产经营中遇到的问题,提出了园区用户多能直供的运营方式。在此基础上,以热电厂最大经济收益为目标,对机组进行建模和优化调度。通过对比传统模式和多能直供模式优化前后热电厂机组参数和运行情况,证明了所提方法的可行性和有效性。

含电动汽车和电转气的园区能源互联网能源定价与管理

能源互联网的发展有助于实现多能系统间的互补、协调和优化,获得经济与环境效益。而电动汽车向电网反向送电(V2G)和电转气(P2G)技术的不断发展,对能源互联网中多类型能源的能量管理提出了新的要求。在此背景下,以含电动汽车和P2G设备的园区能源互联网为研究对象,首先提出包含能源供应商、园区运营商和用户代理的互动框架。接着,建立了园区运营商和用户代理理性追求自身利益最大化的主从博弈模型。其中,园区运营商(领导者)确定从能源供应商处的购能策略、所拥有设备的运行状态,并制定向/从用户代理出售/购买的多种能源价格,而用户代理(追随者)则根据动态能源价格信号调整用户用能策略。之后,应用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件、对偶定理和线性松弛技术,将主从博弈模型转化为混合整数线性规划问题,并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI求解。最后,以某工业园区为例对所提出的模型和方法进行说明,并着重分析V2G和P2G技术在提高系统运行的整体经济性、消纳风电能力等方面的效果。

园区能源互联网多能源协同优化配置发展构想

园区能源互联网是低碳经济背景下开展多能源协同利用与综合能源服务的最佳应用场景之一,对推动中国能源结构的优化与调整具有重要的战略意义。介绍了园区能源互联网的基本概念,剖析了园区能源互联网的主要特征与功能特点,并列举了国内外典型园区能源互联网示范工程的建设目标、内容与应用效果;通过分析传统园区供用能系统存在的不足,指出园区能源互联网规划面临的关键技术难题,提出系统化的园区能源互联网规划方法的理论框架以及关键要素,应从系统优化配置、信息平台、多能源互动3个方面进行工程实践建设,并提出了相应的建设思路与原则。

基于物联网的园区综合能源系统快速通信网络建模与仿真

随着园区综合能源系统(integrated energy system,IES)对系统状态感知、调控水平要求不断提高,关键信息在通信网络中的高效传输成为综合能源系统状态快速感知、快速调控的关键。首先提出基于物联网的园区综合能源系统信息采集、传输、控制体系,结合综合能源系统物理3层架构建立基于物联网的园区综合能源系统3层星型通信网络模型。在该模型中通过基于端口的虚拟局域网(virtual local area network,VLAN)划分实现综合能源系统通信网络的低延时、高吞吐性能。在VLAN划分的基础上,设置链路利用率、业务应答时间阈值,探究了通信网络在所设条件下的临界运行状态,为综合能源系统快速通信网络规模设置提供了定量分析依据。仿真验证了所提方案的可行性。

计及设备启停的含电转气园区能源互联网两阶段优化调度模型

园区能源互联网中可再生能源出力存在不确定性,给系统的安全、经济运行带来不利。为此,对典型的含电转气的园区能源互联网进行数学建模,并构建含电转气的园区能源互联网两阶段优化调度模型。所提模型在第1阶段决策能源转换设备的启停状态,在第2阶段决策能源设备及风电的调度值,并采用场景约束形式处理不确定性参数,使得第1阶段的决策结果能够保证第2阶段全面地应对风电出力变化。该模型为混合整数线性模型,采用GAMS软件的CPLEX求解器进行求解。算例仿真验证结果表明,所提模型可以提高园区能源互联网的运行经济性和风电消纳水平。最后进一步分析了电转气设备容量对风电消纳效益的影响,对下一步研究进行展望。

基于自适应粒子群算法的园区能源互联网调度优化

调度优化是能源互联网的核心问题之一。针对园区级能源互联网的能源调度优化问题,构建了燃气发电机、燃气锅炉、温水机、光伏发电、风力发电等设备的数据模型,建立了在电功率、热功率、燃气平衡约束条件下,面向天然气成本、设备维护成本、向主网购售电成本的目标函数,并利用粒子群算法对目标函数进行了优化。针对基本粒子群算法容易陷入局部最优的问题,提出了基于自适应变异机制的自适应粒子群算法,提升了算法的寻优能力。将提出的模型和算法应用到冬夏两季园区级能源互联网调度优化问题中,实验结果表明,所提出的算法能够更为有效地降低园区每日运行成本。

智能配用电园区整体设计及关键技术

在总结智能配用电园区建设现状基础上,分析能源革命、能源互联网、电力体制改革等新形势下智能配用电园区的主要特征,给出园区典型整体设计方案,并从建设思路、整体架构、建设内容等方面进行阐述说明。同时,分析智能配用电园区建设中存在的关键技术难点和解决思路,为实现智能配用电园区的推广建设提出参考依据。

园区能源互联网能效评估指标体系研究

首先将园区能源互联网项目分为供给侧、传输网、需求侧及储能这四个模块,分别构建这四个模块的能效评估指标体系,然后通过模糊算法来评价园区内能源互联网的综合能效,最终成功建立了园区内能源互联网的综合能效评价体系。

一种基于物联网的园区智慧路灯系统

针对目前园区路灯维修不及时与能耗问题,设计了一种基于物联网的园区智慧路灯系统。基于stc15w408as处理器设计传感器子节点,实现路灯光照度和环境光照度的数据采集,并利用人体红外传感器实时检测是否有人经过;采用低功耗SI4463无线模块实现子节点与协调器节点之间的通信,并利用TCP/IP技术实现了远程数据中心与ARM板的跨平台通信;在此基础上,设计了一种简单自组网路由算法实现子节点之间数据传输的最佳路由,并通过PC/手机用户对园区路灯远程实时监控,实现园区路灯节能和自动报修,有效地降低了能耗。测试结果表明,系统运行稳定,具有一定实用价值。

考虑柔性负荷的能源互联型园区综合能源优化研究

随着当今社会的发展,传统电力系统已不能满足时代发展的需求。多种能源接入电力系统,形成能源互联系统势在必行。能源互联网基于信息化和智能管理等技术,能有效提高多能源系统的利用效率,增强能源设备之间互联互通的能力,受到广泛的重视。文章基于能源互联网技术,提出一种智慧园区的构建方法。综合考虑智能家居构成的柔性负荷,以日运行经济成本最优为优化目标,建立了智慧园区的优化调度模型。通过算例分析了园区各能源设备的工作情况,验证了所提模型的准确性和有效性。

考虑园区能源互联网接入及其需求响应的配电网规划方法

能源互联网借助互联网信息平台达到能量按需双向流动,但构建园区能源互联网(park energy internet, PEI)是提升能源互联网终端能源利用效率、实现多能互补的重要和关键举措,为此提出含PEI接入及其需求响应的配电网优化规划模型。首先阐述PEI的基本结构,分析PEI对上级配电网的需求响应特性;继而提出含PEI接入并考虑其需求响应的配电网规划思路,其中以等值年投资成本和运行成本为最小目标,以配电网变压器、主线路选型以及需求侧响应容量为决策量,建立了含PEI接入的配电网规划模型;最后以含PEI的10 kV配电网为例进行仿真验证,仿真结果验证了模型的有效性与实用性。

面向智慧园区的能源互联网架构研究

智慧服务型创新园区作为经济建设中的一种重要形态,智慧化建设是其发展的必然方向。智慧园区与能源互联网技术相结合可以实现各智能系统的协同运作与资源共享,满足用户的个性化需求,针对系统维护者、园区管理者、企业、住户等提供多样化业务。文中从建设智慧园区必然性出发,通过对能源互联体系结构的分析,研究智慧园区与能源互联网技术结合的需求。最后对智慧园区能源互联网总体架构方案及逻辑架构进行设计,以便实现各类服务的相互联动和高度集成。