融合BIM、GIS和IoT技术的源网荷储型园区集成管理平台建设及应用

三峡现代能源创新示范园是一个风、光、储一体化的高端装备产业园区,园区能源类型丰富,大型设备复杂多样。旧的园区管理模式已经难以适应园区高端产业聚集,多业务形态共存的业务特点,主要体现在缺乏统一规划设计,信息化数字化建设水平低,管理信息滞后等方面。文章通过研究融合BIM、GIS和Io T技术,结合乌兰察布园区特点,集成园区各类BIM数据、源网荷储数据和园区运营数据,力图建立源网荷储园区集成管理平台,辅助提升园区能源利用效率,增加园区收益,促进园区可持续发展。

源-网-荷-储一体化环境下复杂电网投资决策指标体系的研究

从源—网—荷—储的单一环节和多元交互出发,构建了复杂电网投资决策指标体系。为计及复杂电网中各侧指标的依存和反馈关系,考虑决策者的指标偏好及指标包含的信息量,将ANP-EWM组合赋权法引入到投资决策中。首先,提出复杂电网中源、网、荷、储的单侧指标和考虑网源交互、荷网交互、源荷交互、源储交互、荷储交互、网储交互的交互指标,建立投资决策指标体系;其次,利用博弈论得到ANP-EWM组合赋权法为指标赋权;最后,使用优劣解距离法求取项目总效用值。以IEEE 39节点系统为例,将所提方法与其他赋权法进行比较,验证所提方法的有效性。

考虑可再生能源消纳的多能互补虚拟电厂优化调度策略

围绕“碳达峰、碳中和”目标,能源电力系统“源-网-荷-储”全环节低碳化面临新的要求和挑战,高比例可再生能源发电已成为必然趋势。考虑可再生能源发电的不确定性对电力系统安全稳定运行的影响,利用具备多能互补特性的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)是改善该问题的有效途径。为此,提出一种多能互补虚拟电厂优化调度策略。首先,充分考虑多种能源之间的耦合关系,构建计及“源-网-荷-储”全环节的虚拟电厂运行机制;其次,根据所提运行机制,提出以低碳经济为目标的多能互补优化调度模型,通过对各类型装置进行协调调度,促进可再生能源的消纳;最后,以某地区含可再生能源发电在内的多能互补虚拟电厂为参考案例进行仿真分析,验证所提策略的有效性。

基于知识图谱的数据中心综合能源系统研究综述

作为数字经济时代的关键基础设施,数据中心的能耗和碳排放问题将日益突出。为全面揭示全球数据中心的研究进展,提出基于综合能源系统视角的知识图谱科学计量方法。该方法从研究趋势、理论方法及工程案例等多维度对数据中心综合能源系统的最新研究进行分析。首先,对全球数据中心能量研究领域科技论文的国际合作情况、分布特征及研究热点进行定性与定量分析。对采用能源梯级利用、多能互补以及源网荷储一体化的数据中心综合能源系统进行研究,并对其规划设计、运行评价、计算求解进行分析。分析发现,数据中心能源系统正不断走向包含经济和低碳的多维度全局优化。最后,鉴于传统数据中心综合能源系统评价指标——电能利用效率(PUE)的局限性,提出了新的评价指标及体系。

三峡集团乌兰察布“源网荷储一体化”示范项目设计

源网荷储一体化对助力实现碳达峰、碳中和目标、推动电力系统绿色低碳转型有重要的意义。以示范项目的核心子项目——新一代电网友好绿色电站示范项目为案例,综述“源网荷储一体化”项目的设计思路。该项目通过储能规模配置及一体化智慧调控两方面的设计实现对电网友好的功能。在储能配置方面,采用先进电池储能系统支撑储能技术转化应用和规模化发展;在智慧调控方面,针对常规新能源电站发电出力的随机性波动性问题,设计了不同集中调度运行模式。目前新一代电网友好绿色电站示范项目首批机组成功并网并仍在积极建设中。该项目将对保证电力系统安全稳定运行、探索新能源开发建设新模式、开展规模化储能科技创新等将具有重要示范意义。

区域源网荷储一体化调控管理模式

针对当前面临的“新能源+规模化储能”调控策略缺失,主动支撑能力不足以及多系统林立等共性问题,本文以全国首个“源网荷储”一体化项目为例,探讨一体化调控管理模式的应用。主要研究内容包括区域风光功率联合预测,电网友好型新能源电站的“网-源”协调关键机制,风光储场站协同优化控制保护,新能源快速一次调频和虚拟惯量支撑等技术创新研发,以及风光储场站一体化数据集控平台研发和“集控+直控”双调度模式创新。研究结果表明,一体化集控平台从可测、可控、可调、可支撑四个方面为源网荷储一体化运行提供数据支持,满足新能源电站一体化接入及风光储稳定运行的要求,实现了全景智慧、电网友好、风光储协同的目标。研究成果有助于加快推动源网荷储一体化建设,并为规范化的源网荷储一体化实施路径提供参考。

考虑需求响应的乡村综合能源系统源网荷储协调规划模型研究

为推进综合能源系统源网荷储一体化发展,促进综合能源系统清洁化转型建设,满足能源行业转型升级对于综合能源系统“低化石能源消费量、高能源利用效率”的要求,提出一种乡村型综合能源系统源网荷储协调规划模型。相较于传统综合能源系统规划方法,模型考虑了需求响应及储能在提升综合能源系统能源利用效率方面的作用,并对系统的碳排放成本加以考量,以提升减碳效益。以浙江省某乡村型综合能源系统为例进行实例分析,并将仿真结果与原始能源消耗及碳排放情况进行对比,结果表明所提出的综合能源系统源网荷储协调规划模型在降低系统能源消耗量、减少系统碳排放方面具有良好效果,所提出的协调规划方法具有良好实际应用价值。

跨地域发用一体化虚拟电厂的商业模式的研究

本文探索思考更多发用电侧、跨地域的一体化商业模式,提出了负荷聚合运行(参与需求响应)、省内源荷联动一体化(参与电能量市场和调频服务)以及区域源荷联动一体化(参与电能量市场)3种商业模式,从某真实发电机组实际运行和交易情况出发,基于广东电力市场交易规则和交易情况,测算这3种商业模式的收益。通过优化这3种商业模式下虚拟电厂的运行方式,得出最大化收益以及相应的虚拟电厂配置情况,并且对虚拟电厂运营成本进行敏感度分析。测算证明,与非一体化模式相比,一体化商业模式能够提高整体收益。最后,本文针对这3种虚拟电厂一体化商业模式的未来落地提出了相关政策和工作建议。

绿电园区自主调峰能力评估方法研究

为解决“源网荷储一体化”绿色供电园区(简称“绿电园区”)调峰能力不足的问题,保障新能源接入绿电园区后不影响大电网的安全稳定运行,需要对园区供电方案的自主调峰能力进行评估。以内蒙古奈曼旗绿电园区项目为例,提出了自主调峰能力指标计算方法。结合生产运行模拟计算,验证绿电园区供电方案中风电、光伏和储能的规模及配比是否满足自主调峰要求。全年场景、各月典型日场景和极端场景的仿真计算结果验证了所提自主调峰能力指标计算方法的有效性。研究成果可为绿电园区电源配置的优化与合理性验证提供有效的计算方法。

城市交通综合信息平台GIS-T数据组织关键技术

交通综合信息平台的建设已经成为各大城市信息化建设的重点,而平台建设的核心又在于交通地理信息(GIS-T)数据库。根据GIS-T数据库在整个信息平台中所起到的作用,详细讨论了在支持数据可视化、各类数据的组织与管理以及数据存储模型等方面的关键技术和实现方法,对整个交通综合信息平台的建设具有指导意义和参考价值。

综合能源系统源网荷储动态建模技术进展

综合能源系统(IES)为多种能源的高效协同和互补利用提供了重要平台。源网荷储动态建模技术是IES实现动态多时间尺度仿真和优化计算的重要因素,也是确保IES安全和稳定运行的必要前提。在介绍IES中源网荷储侧主要的动态模型及源荷不确定性模型的基础上,分析了源网荷储动态建模技术在统一建模研究及框架中的运用现状,展望了动态建模的发展方向。源网荷储各类动态模型需要进一步平衡精度和时间复杂度,并引入统一动态建模框架中,最终构建统一仿真平台和数字孪生系统。

面向新型产消者的综合能源系统和电力市场研究

能源互联网为综合能源系统提供了一种能源供应的新型共享平台,物联网和人工智能技术也推动着传统电力用户向具有人工智能和经济学属性的能源产消者转换。然而,分布式能源和能源产消者的融入给综合能源系统的建模优化和电力市场设计带来诸多挑战,需要借助人工智能开发综合解决框架实现资源的最优配置、多能互补以及分布式决策。为实现综合能源系统中产消者和分布式能源的有机结合,研究了综合能源系统下多能互补和源网荷储多元协调等问题,分析了产消者的社会和经济学属性,提出了基于博弈论、运筹学和机器学习的综合解决框架,借助数字孪生和仿真技术构建电力市场,实现与产消者和综合能源系统的连接和交互,可为建立清洁低碳安全高效的能源体系并实现碳中和目标提供理论指引和技术支持。

多元融合高弹性电网关键技术综述

为适应当前世界范围内以绿色节能为目标的能源体系变革,探索总结了能源互联网形态下多元融合高弹性电网的内涵、主要特征、典型应用场景、关键技术及未来研究方向。首先,在分析智能电网未来发展趋势和电力能源互联网架构基础上,指出了建设多元融合高弹性电网的内涵和必要性;其次,系统研究了多元融合高弹性电网的基本特征和典型应用场景,在此基础上提出了多元融合高弹性电网亟待研究的关键技术。所述内容为未来多元融合高弹性电网关键技术的研究和工程化应用提供了一定的技术参考。

智能化、数字化、网络化供热系统的构建与实施

为构建智能化、数字化、网络化的网源一体火电厂的供热系统,实现热源厂的智慧型供热,保证企业获得社会效益和经济效益双赢。通过构建负荷预测系统、蓄热系统、水力平衡分析系统、动态调控系统等子系统平台及实施,做到从负荷预测到热量动态调控的各个环节,再到能耗的综合分析与评价,初步建立起了完备的网源一体电厂的智能化、数字化、网络化供热系统。经性能试验确认取得了较好的综合节能效益,也为同类企业提供了重要的技术参考。网源一体电厂的智能化、数字化、网络化供热系统是实现供热的安全性、科学性、经济性的强有力技术手段。

源网荷储互动的主配一体调度控制系统研究

在建立以新能源为主体的新型电力系统背景下,为适应新型电力系统的发展需求,文中提出一种主配一体调度控制系统建设方案。通过建立适应广域范围内分布式电源、可控负荷参与的调度控制系统架构,采用云端控制和本地控制相结合的方法,把主网和配电网监视和控制功能有机结合,有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。

计及经济性的高比例新能源区域电网的不同储能类型的容量配置对比分析方法

随着可再生能源在中低压电网中规模化发展,以锂电池储能和小型抽水蓄能为主的多耦合储能系统在低压区域电网迅猛发展。以含储能的高比例新能源区域电网的经济性为目标函数,综合考虑偏远地区自然资源分布情况,对区域电网的储能系统进行配置优化,并对系统的最优配置进行性能分析。采用多目标优化算法,从系统设备的运行状态、最优配置方案和经济性角度出发,分别对含锂电池储能和小型抽水蓄能的区域电网进行分析。结果表明,风光抽水蓄能系统在经济性、供电可靠性和电能损失方面均优于风光锂电池储能系统。针对两系统最优配置方案各组件运行状态进行分析,可知锂电池储能的调峰能力和能源储存效率高于小型抽水蓄能装置,但其使用寿命较短且安全性较差,从长远角度考虑,使用小型抽水蓄能装置更为合理。

新型电力系统背景下微电网技术研究与发展

随着我国能源结构的转型和“双碳”战略目标的提出,新能源和新型负荷的大规模接入对电力系统提出了新的挑战和要求。微电网作为配电网侧源网荷储资源集成的新技术形态,以其清洁高效、灵活智能等特征,在新型电力系统构建中展现出了重要价值。该文在新型电力系统背景下,全面阐述了微电网技术的发展现状和未来趋势。首先,分析了新型电力系统的构建与微电网的关系,探讨了微电网的起源、功能定位和核心价值;其次,深入研究了微电网系列关键技术,包括规划设计、运行控制、能量管理、系统装备、建模仿真及综合评价等;结合新型电力系统发展需要及微电网的技术特征,探讨了未来微电网发展场景和功能定位,最后总结微电网的核心技术价值,旨在为微电网技术的持续创新和应用提供参考。

基于图计算的源网荷储协同运行关键技术研究进展与展望

归纳了新型电力系统中源、网、荷、储、碳、气六要素的新形态,详细阐述了六者之间的关联关系,并分析了三级源网荷储一体化系统的可控资源和职责。通过提出组织和拓扑动态分析相结合的源网荷储分层分区平衡聚合机制,为相关应用的研发方向提供了新的视角。在上述分析的基础上,基于图数据库模型强大的构建能力和图计算卓越的并行性能,提出了源网荷储碳气系统一体化时空图建模技术,结合图数据库的最新研究进展,介绍基于源网荷储碳气时空一张图的图计算平台的组成,并展望了图计算平台在新型电力系统中的广泛应用前景。所提出的研究成果能够实现对电力系统各环节的实时监控与优化管理,提高电力系统的运行效率和可再生能源的利用率,为实现智能电网管理和低碳化目标提供了有力支持,为未来电力系统的建设和发展指明了方向。