区域综合能源仿真优化系统的研制

doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.04.002

华电技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (4): 8-13.doi: 10.3969/j.issn.1674-1951.2021.04.002

区域综合能源仿真优化系统的研制

孙浩¹(), 傅金洲²(), 鄢小虎³(), 何国鑫²(), 陈永华²()

1.中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司,北京 100040
2.南瑞集团有限公司,南京 211100
3.深圳职业技术学院人工智能学院,广东深圳 518055

收稿日期:2020-06-16 修回日期:2021-01-21 出版日期:2021-04-25 发布日期:2021-04-25
作者简介:孙浩（1982—）,男,辽宁铁岭人,高级工程师,硕士,从事综合能源仿真技术研究工作（E-mail：2007sunhao@163.com）。
傅金洲（1988—）,男,江苏南京人,工程师,从事综合能源仿真技术研究工作（E-mail：fujinzhou@sgepri.sgcc.com.cn）。
鄢小虎（1986—）,男,湖北武汉人,高级工程师,从事图像处理、智能优化、综合能源仿真等技术研究工作（E-mail：yanxiaohu@szpt.edu.cn）。
何国鑫（1994—）,男,江苏南京人,工程师,从事综合能源仿真技术研究工作（E-mail：heguoxin@sgepri.sgcc.com.cn）。
陈永华（1977—）,男,湖北钟祥人,高级工程师,从事综合能源仿真技术研究工作（E-mail：chenyonghua@sgepri.sgcc.com.cn）。
基金资助:
海南省重大科技计划项目(ZDKJ2020013);深圳职业技术学院青年创新项目(6021310008K)

Research and development of integrated community energy simulation-optimization system

SUN Hao¹(), FU Jinzhou²(), YAN Xiaohu³(), HE Guoxin²(), CHEN Yonghua²()

1. China Datang Corporation Renewable Energy Science and Technology Research Institute Company Limited,Beijing 100040,China
2. NARI Group Corporation,Nanjing 211100,China
3. School of Artificial Intelligence,Shenzhen Polytechnic,Shenzhen 518055 China

Received:2020-06-16 Revised:2021-01-21 Online:2021-04-25 Published:2021-04-25

摘要/Abstract

摘要：

针对区域综合能源运行仿真优化技术的研究现状,提出了仿真优化系统的技术实现构架,研制了区域综合能源仿真优化分析系统。按照能量3个梯度逐级利用的思想,在统一的平台架构下实现区域多能流的建模、仿真、优化调度,并完成各专业领域元件的建模与仿真。采用CPLEX对构建的优化模型进行求解计算,形成系统各设备在整个优化时段内的出力曲线及目标函数值。研制的仿真系统可应用于区域综合能源系统的仿真,实现区域综合能源系统中能量流与信息流之间的交互,形成最优化的调度策略。

关键词: 区域综合能源, 仿真优化, 多能流, 建模, 功能模型接口, 功能模型单元, 能量梯级利用, 综合能源系统

Abstract:

According to the research on simulation optimization technology applied in regional integrated energy operation,a technical framework built on this technology and a regional integrated energy simulation optimization system are proposed.Under a unified platform architecture,the modeling, simulation and optimization scheduling for regional multiple energy flows are realized.According to the idea of trinary-level energy cascade utilization,models in different fields are built under the unified architecture,and the simulation system is developed.Taking CPLEX to solve the optimized model,output curve and objective function values of each equipment during the optimization can be obtained.This simulation system can be applied in regional integrated energy,to achieve the communication between energy flows and information flows and acquire the optimal scheduling strategy.

Key words: integrated community energy, simulation-optimization, multi-energy flow, modeling, functional mock-up interface, functional mock-up unit, energy cascade utilization, integrated energy system

中图分类号:

TM732：TK01⁺8

孙浩, 傅金洲, 鄢小虎, 何国鑫, 陈永华. 区域综合能源仿真优化系统的研制[J]. 华电技术, 2021, 43(4): 8-13.

SUN Hao, FU Jinzhou, YAN Xiaohu, HE Guoxin, CHEN Yonghua. Research and development of integrated community energy simulation-optimization system[J]. Huadian Technology, 2021, 43(4): 8-13.

图/表 7

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图7

参考文献 15

[1]	王伟亮, 王丹, 贾宏杰, 等. 能源互联网背景下的典型区域综合能源系统稳态分析研究综述[J]. 中国电机工程学报, 2016,36(12):3292-3306.
	WANG Weiliang, WANG Dan, JIA Hongjie, et al. Review of steady-state analysis of typical regional integrated energy system under the background of energy internet[J]. Proceedings of the CSEE, 2016,36(12):3292-3306.
[2]	HUANG A Q, CROW M L, HEYDT G T, et al. The future renewable electric energy delivery and management (FREEDM)system:The energy internet[J]. Proceedings of the IEEE, 2011,99(1):133-148.
[3]	韩峰, 张衍国, 严矫平, 等. 综合能源服务业务和合作模式[J]. 华电技术, 2019,41(11):1-4.
	HAN Feng, ZHANG Yanguo, YAN Jiaoping, et al. Integrated energy service and cooperation modes[J]. Huadian Technology, 2019,41(11):1-4.
[4]	贾宏杰, 穆云飞, 余晓丹. 对我国综合能源系统发展的思考[J]. 电力建设, 2015,36(1):16-25.
	JIA Hongjie, MU Yunfei, YU Xiaodan. Thought about the integrated energy system in China[J]. Electric Power Construction, 2015,36(1):16-25.
[5]	刘爱国, 张士杰, 肖云汉. 微燃机与小燃机在南方地区分布式联供系统中的应用比较[J]. 燃气轮机技术, 2009,22(3):1-9.
	LIU Aiguo, ZHANG Shijie, XIAO Yunhan. Comparsion of the application in CCHP between micro turbines and small gas turbines in southern China[J]. Gas Turbine Technology, 2009,22(3):1-9.
[6]	ROSATO A, SIBILIO S, CIAMPI G. Energy,environ-mental and economic dynamic performance assessment of different micro-cogeneration systems in a residential application[J]. Applied Thermal Engineering, 2013,59(1-2):599-617.
[7]	ZHUO C. Absorption heat transformer with TFE-Pyr as the working pair[D]. Delft:Delft University of Technology, 1998.
[8]	魏大钧. 小型冷热电联供系统多目标优化设计与能量管理策略研究[D]. 济南:山东大学, 2016.
[9]	SONG Y, CHEN Y, HUANG S, et al. Fully GPU-based electromagnetic transient simulation considering large-scale control systems for system-level studies[J]. IET Generation Transmission & Distribution, 2017,11(11):2840-2851.
[10]	SONG Y, CHEN Y, HUANG S, et al. Efficient GPU-based electromagnetic transient simulation for power systems with thread-oriented transformation and automatic code generation[J]. IEEE Access, 2018(6):25724-25736.
[11]	马腾飞, 吴俊勇, 郝亮亮. 含冷热电三联供的微能源网能量流计算及综合仿真[J]. 电力系统自动化, 2016,40(23):22-27.
	MA Tengfei, WU Junyong, HAO Liangliang. Energy flow calculation and integrated simulation of micro-energy grid with combined cooling,heating and power[J]. Automation of Electric Power Systems, 2016,40(23):22-27.
[12]	孙浩, 陈永华. 综合能源系统多能流联合仿真技术研究[J]. 华电技术, 2020,42(5):66-72.
	SUN Hao, CHENG Yonghua. Research and development of community comprehensive energy simulation optimization system[J]. Huadian Technology, 2020,42(5):66-72.
[13]	GEIDL M. Integrated modeling and optimization of multi-carrier energy systems[D]. Graz:Graz University of Technology, 2007.
[14]	MOEINI-AGHTAIE M, ABBASPOUR A, FOTUHI FIRUZABAD M, et al. A decomposed solution multiple-energy carriers optimal power flow[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2014,29(2):707-716.
[15]	QUELHAS A, MC-CALLEY J D. A multiperiod generalized network flow model of the U.S. integrated energy system[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2007,22(2):837-844.

区域综合能源仿真优化系统的研制

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[1]	钟鹏元, 杨晓宏, 寇建玉. 含储氢结构的园区综合能源系统优化配置研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(9): 11-19.
[2]	江婷, 赵雅姣. 基于燃气分布式的综合能源系统碳减排分析[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(9): 27-32.
[3]	姜曙, 刘芳芳, 刘媛媛, 陈启召, 连丽, 任梦楠. “地热能+”在工程实践中的综合梯级应用[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(9): 59-64.
[4]	李惠军, 陆建强, 周霞, 解相朋, 万磊. 面向智慧园区系统的网络攻击关联分析与防护策略研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(7): 1-9.
[5]	孙健, 秦宇, 王寅武, 吴可欣, 郝俊红, 杨勇平. 基于热网驱动的综合能源新型空气源高温热水机组性能研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(7): 33-39.
[6]	郭祚刚, 袁智勇, 徐敏, 雷金勇, 李朋岳, 谈赢杰. 多能互补综合能源系统混合能流计算方法及算例[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(7): 58-65.
[7]	刘自发, 谭雅之, 李炯, 樊静宜, 周翰泽. 区域综合能源系统规划关键问题研究综述[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(6): 12-24.
[8]	陈勇, 苏军划, 汪洋. 国内二氧化碳加氢合成甲烷应用可行性分析[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(6): 86-90.
[9]	李梓丘, 乔颖, 鲁宗相. 计及效率与寿命的海上风电-多堆氢能系统运行优化[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(5): 69-77.
[10]	徐恒志, 周博文, 李广地, 华光辉, 孔祥淼. 含水源热泵的区域综合能源系统低碳运行优化研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(1): 39-48.
[11]	杨冬梅, 何国鑫, 朱金大, 王琦, 耿健, 王俊, 李宁. 边缘计算在综合能源系统运行控制中的应用[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(1): 49-55.
[12]	徐世华, 刘萍, 邱睿, 欧阳俊, 孔凡旭, 徐彬, 张君波, 吴军, 韩锐. 海上微型综合能源系统能效评价与提升关键问题研究[J]. 华电技术, 2021, 43(4): 21-27.
[13]	周涛, 张海龙, 刘文斌. 小型反应堆在综合能源系统中作用的研究[J]. 华电技术, 2021, 43(4): 39-46.
[14]	孙浩，陈永华. 综合能源系统多能流联合仿真技术研究[J]. 华电技术, 2020, 42(5): 66-72.
[15]	蒋瓅，许鸣珠，周雅娣. 城市水光互补分布式能源的优化配置研究[J]. 华电技术, 2020, 42(2): 58-62.