分布式综合能源系统规划
分布式综合能源系统规划 一、综合能源系统概述—是什么？ 系统级多能流传输 区域级I：智慧能源小镇 上级电网 蓄电装置 储电 燃气锅炉 电制热储热 热电联产 宾馆办公区 学校 商业区 市级调度中心 上级气网储气 天然气热电联产 能量路由器 能源 能源代理商 住宅区光伏 区域级II：智慧社区 网络区域级III：工业园区 电动汽车 社区便利店 数字医院 生产区 高科技产业开发区 云计算中心 物流中心社区服务中心 动力间 仓储区 以电力系统为核心，与燃气系统、热力系统高度耦合1 一、综合能源系统概述—基本内涵 综合能源系统/多能流系统 （1）综合能源系统（IES）：以电、气、冷、热等多个能源子系统耦合互补为主要特征，以实现能源高效利用为目的，有机协同能源生产、转换、传输、储存和利用等环节的一体化能源服务系统，是能源互联网的物理载体； （2）综合能源系统（IES）特征：以电力系统为核心，与热力、燃气系统高度耦合。 能源互联网 （1）能源互联网：以电力系统为核心，以互联网及其他ICT（InformationandCommunicationTechnology）技术为基础，以分布式可再生能源为主要一次能源，并与天然气网络、交通网络等系统紧密耦合而形成的复杂多能流系统。 （2）能源互联网特征：强调能源的对等开放、即插即用、广泛分布、高度智能以及实时响应等特性，需要借助IT领域的云计算、物联网、大数据等热点技术来解决其所面临的挑战。 多能流耦合是两者区别于智能电网的关键特征之一 2 世界发达国家正积极推动综合能源系统理论研究与工程应用 欧盟： FP6：微网/多微网 FP7：泛欧网络/智慧能源 加拿大： 国家2010-2050能源战略： 社区综合能源系统ICES 日本： 氢能计划 覆盖全国的综 合能源系统 美国： 能源法案：综合能源计划 习近平总书记(2014.06) 中财领导6次会议：推动能源消费、能源供给、能源技术和能源体制的“四个革命”。 国家发改委、能源局(2016.12) 《电力十三五规划》：建设多能协同综合能源网络 《能源十三五规划》：构建多能互补的智慧能源系统 国家电网公司(2017.10) 《关于在各省公司开展综合能源服务的意见》：以能源互联网、智慧能源和多能互补为发展方向。 开展综合能源核心技术研究是国家能源战略重大需求 4 一、综合能源系统概述—关键技术 综合能源系统关键技术 理论与技术基础 能源 类型多能发电技术 多能输运技术 能量转换技术 储能技术 控制科学 物理、化学与材料科学 电微型燃气轮机 气燃料电池 人工智能技术 风力发电 热 多能预测 经济学原理 优化理论 混合分布式发电 熔融盐型燃料电池 固体氧化物 燃料电池 质子交换膜燃料电池 先进输电技术 多相流输送技术 管道工艺 超导输电 柔性直流 输电 UPFC 水合物法天 然气输送 能量路由器P2G技术热泵技术 余热制冷技术 质子交换膜 电解水制氢 地源热泵 氨水吸收制冷机组 电储能技术 储气技术 冷/热储能技术 压缩空气储能 超导储能 熔融盐相变储热 冰蓄冷技术 多能运维 市场运营 关键 园区级 区域级 能源消费结构预测 多能负荷综合预测 建模仿真 网络建模与分析 能量流过程建模与分析 能源结构规划 多能协同规划 运行优化 多主体分布式优化 能量流动态过程优化 协同规划 多主体竞争机制 运营模型与服务机制 技术 多能网络监测 多能事故处理 用户级 基于大数据的用能分析 用户行为仿真 微系统优化配置 多能负荷响应 多能源定价策略 多能设备检修 5 国际背景 英国能源公司主要业务范围 多能供应能效提升 定制化电力供应定制化天然气供应热能供应 代理购能 热能 市场地位 80%电力供应 81%天然气供应 65%电力生产 供应 新能源融资 新能源监控系统新能源建设运营新能源咨询业务 节能增效方案咨询能源信息化管理 能效分析 电力 供应保温改造 燃气 供应 光热系统 生物能锅炉空气源/地源热泵电动车充电桩 新能源 新产品销售6 综合能源服务业务间的关系 综合用能服务 能效评估需求 建设运营需求 储能建设与运营 分布式能源建 设与运营 能源托管服务 客户能效检测 系统能效提升 电力需求响应 电动汽车充换电 能源信息化 运维以客户为中心建设 能源配送网建设与运营 设备代运维服务 管理提升优质服务运营 业务水平业务 新技术推广 金融 用能金融服务 服务 运行维护需求业务 其它业务 投融资需求 能源交易服务 新产品销售 产品设备需求 7 XX综合能源团队的研究成果 综合能源规划评估系统 （IES-Plan） 综合能源辅助设计系统 （IES-CAD） 综合能源仿真系统 （IES-Sim） 综合能源管理系统 （IES-Con） •设备选型、定容 综合能源项目规划 及经济性评估系统 可与AutoCAD交互 的综合能源辅助设 计系统 综合能源动态全过 程仿真系统 面向用户的综合能 源优化管理平台 •方案优选 •经济性/减排分析 •CAD设计文件读取/修 改 •设计方案可靠性分析 •设计方案优化 •多能流潮流计算 •时序动态仿真 •多时间尺度调节 •综合能源系统实时监控 •多能流状态估计 •综合能源优化调度 8 分布式综合能源系统规划评估（IES-Plan） 9 构建枢纽型、平台型、共享型的综合能源服务体系需要以综合能源规划为基础！ IES-Plan综合能源一站式规划平台 规划场景智能聚类 多能负荷 差异化建模 多能设备模型构建 用户 自定义设备 多规划目标优选 规划方案模拟运行 规划方案并行解算 多能设备优化配置 规划方案多维分析 规划报告自动化生成 核心功能 10 综合能源系统规划评估体系 装机选择 负荷分析 资源禀赋 电力/热 力平衡 电负荷 冷热负荷 区域能源供 给能力估算 负荷 建模 负荷运 行方式 供热管网区外受电 电源运行方式能量平衡运行模拟 典型发电曲线 典型热负荷曲线 售电电价购售气价购售热价设备价格设备折旧运营费用贷款利率 政策补贴 经济性分析 方案分析 环保性分析 能效性分析 回售售售收冷热电年收收收限益益益 综合 融 投 售资资 能成总 收本额 益 二二 氧氧粉等化化尘效碳氮排植排排放树放放 —综综综次合合合能供制制源电热冷消效效效耗率率率 规划方案优选11 规划过程 1 负荷 估算 4 优化 比选 2 自然 禀赋 设备 初选 3 12 技术特色1-智能化规划场景分类 •基于K-Means人工智能算法的规划场景划分 •综合考虑地区自然资源禀赋 •自适应选择规划场景数量 •自动调整规划场景权重乌鲁木齐 广州 1 根据特征重心自动划分场景 南京3 技术特色2-自然资源禀赋及负荷特性匹配 •基于地图API接口的经纬度解析 •基于KNN方法的自然资源禀赋匹配 •基于余弦相似度的负荷特性匹配 地址选择经纬度解析 基于K近邻的自然资源禀赋及多能负荷 特性匹配算法 自然资源及负荷信息展示 基于欧式距离的KNN算法 14 技术特色3–引擎队列优化 •规划方案算量自动评估 •计算引擎参数及计算引擎自适应 规划方案 数量评估 单方案计计算 算量评估评估 选择 •多计算引擎并发计算 引擎选择引擎数量 选择引擎 •规划方案数据可视化 •规划报告自动生成 计算时间边界选择 GUROBI 优化引擎 优化梯度队列选择优化 CPLEX多引 引擎擎选 规划方案并发计算 CBC引擎GLPK引擎择 方案分析方案引擎分析 数据可视化方案规划方案报告自动生成展示 15 功能特色1-面向差异化需求的多类负荷建模方法 核心设备驱动 细分行业驱动 业务类型驱动16 功能特色2-支持用户自定义的多规划方案比选 17 功能特色3-支持四大类28种综合能源设备参数自定义 •综合能源系统核心设备建模 •综合能源系统核心设备技术/经济参数数据库 •支持综合能源设备参数自定义 18 18 功能特色4–全国700余气象站3年自然资源禀赋数据 19 功能特色5-计及多能源购售价格、金融参数及新能源补贴参数 20 功能特色6-数据驱动的规划方案可视化分析及比选 21 22 23 IES-PlanXX部署情况（典型方案部分） XX中集润扬综合能源改造方案规划 XX市民中心节能改造方案规划 XX医疗中心综合能源建设规划 24
