多能优化调度在智慧能源管控平台中的应用

多能优化调度在智慧能源管控平台中的应用

彭建

国网新疆电力公司乌鲁木齐供电公司 新疆乌鲁木齐 830001

摘要：智慧能源管控平台是基于智慧能源理念下的一种新型管理模式，其应用的主要目的在于提高能源的利用率、优化能源结构、强化节能减排效果。接下来，笔者将从多能优化调度的角度对智慧能源管控平台进行详细地阐述，希望笔者针对多能优化调度策略及智慧能源管控平台所提出的意见和建议可以为相关研究人员提供一些价值性的参考。

关键词：多能优化调度；智慧能源管控平台；实践应用

引言：

智慧能源是近几年逐渐兴起的一项新的理念，该理念不仅显著提升了传统产能企业的生产效率，同时还改变了企业的调度管理方式，实现了社会功能系统与产能企业之间的协调配合。对此，笔者将围绕智慧能源这一核心内容，从管控平台和多能优化调度两个方面对其展开详细地阐述。

一、智慧能源

智慧能源的理念最初是在2009年由国际学术专家所提出的，旨在通过先进的科学技术来改变世界运行方式，构建智慧地球，其中包括多项智慧理念，如智慧能源、智慧机场、智慧铁路、智慧电力、智慧银行等等。智慧能源理念在全国各地的不断推行不仅可以强化建筑节能的效果，推动生态文明建设，同时也是一场能源产业变革的开端。

二、管控平台

（一）系统构架

智慧能源管控平台的系统架构主要是由多个分布式式子站组合而成的用于处理智慧能源数据信息的云平台，系统构架主要包括以下内容：第一，功能组件，如全网监测、运行控制、设备状态监测、客户管理、用能管理、电网监测、运行分析、设备故障诊断、合同管理、专家系统等；第二，算法引擎，如随机森林、语音视频、贝叶斯网络、逻辑回归、图像识别、聚类分析等；第三，知识库，如多能互补规则、调峰调频规则等；第四，数据仓库，如SCADA、WANS、调度规程、保信录波、设备台账、调度日记等。

（二）功能组件

该平台中关键的功能组件如下：第一，实时监测，即管控平台可对监控区域内的分布式能源场景进行实时地监测，包括光伏发电站、储能站、风力发电站、汽车换电站等，有效地提高智慧能源的生产效率和运维水平；第二，优化调度，即对管控平台内的重要数据信息进行动态模拟，并以此为参考依据对平台调度进行合理地优化，从而实现对智慧能源的综合利用目标；第三，能源销售，即通过管控平台打破传统能源销售的信息隔离瓶颈，通过大数据集成的方式来完成多方面信息的融合，实现能源销售管理的一体化^[1]；第四，智能运维，即管控平台可对智慧能源中所涉及到的各部门合理地安排工作内容，令最少的资源可以发挥出最大的应用价值，显著提高设备的运行能力；第五，增值服务，即合理地利用管控平台中的数据分析技术、数据库、可视化技术等功能特性，帮助工作人员从海量数据信息最后能够准确地获取用户所需信息，为智慧能源建设奠定基础。

三、多能优化调度

（一）调度模式

1.启发调度模式

该模式主要是指提前拟定设备启停运行机制，并在实际运行过程中严格执行该项机制，优先级别也不会随环境改变而改变。启发调度模式可进一步细分为“以电定热调度模式”和“以热定电调度模式”，不同的调度模式所适用的智慧能源管控场景也略有不同，工作人员可结合设备运行的实际情况进行合理地选择。

2.日前调度模式

该模式主要是指以经济性最优为主要的参考依据，通过调度燃气轮机、溴化锂制冷机、光伏设备、燃气锅炉等设备的运行方式来有效地降低整个系统的运行费用。为了可以进一步确保智慧能源系统能够高效稳定运行，且具有较高的经济性，工作人员可将智慧能源管控平台设置为日前调度模式，以提高企业的经济效益^[2]。

（二）调度模型

1.目标函数

调度模型中的目标函数为minC_ost=min（C_grid+C_fuel），其中C_ost为智慧能源日运行所产生费用，C_grid为电网中交互功率所产生费用，C_fuel为燃料费用^[3]。

2.算例场景

以某地区的智慧能源管控项目为例，该地区电力市场中的用电价格会随着季节的不同而进行上浮和下调，结合该地区的价格浮动情况，我们初步将其划分为三个阶段，如表1所示，一是丰水期，特指6月至10月，该时间段内电价与平水期相比下降约5%左右，二是平水期，特指5月、11月，该时间段内电价趋于平均价位，三是枯水期，特指1月至4月、12月，该时间段内电价与平水期相比上浮约5%左右。

表1.某区域内的电价浮动数据表

3.仿真结果

由上述数据统计结果我们可以制定以下多能优化调度方案：第一，智慧能源管控平台系统可在0:00-7:00这一电价相对较低的时间段内开启储能充电，燃气轮机组也在同一时间段内开始运行，以满足该系统对电负荷的基本需求^[4]；第二，在10:00-17:00时间段内，光伏发电设备启用，辅助燃气设备持续进行电能供应；第三，在0:00-7:00时间段内，燃气设备以低负载运行状态为主，在8:00-21:00时间段内，燃气生以高负载运行状态为主；第四，在16:00-18:00时间段内开启燃气锅炉设备。

经过上述优化调度策略的调整，我们可以得出以下结果：多能优化调度策略执行前系统（仅燃气轮机设备、燃气锅炉设备、光伏发电设备）的日运行费用约为328562.84元，而经过多能优化调度后的系统日运行费用为220947.21元。多能优化调度可使得系统日运行费用降低约32.7%，为实现智慧能源的经济优化奠定基础。

四、结束语

多能优化调度可以有效地降低智慧能源管控系统的运行费用，提高系统对能源的利用率，优化管控平台中各项资源的配制，提高平台运行的经济效益。虽然就目前而言，多能优化调度策略还需进一步的调整和完善，但笔者相信在相关人员的不断调试下，该优化调度策略一定会在智慧能源及其相关项目中发挥出更大的作用价值，这也是智慧能源研究领域中工作人员的美好希冀。

参考文献：

[1]卢欣,吴明雷,朱睿,刘凯诚,张红亮.考虑不确定因素的多能互补智慧能源系统经济优化调度[J].电测与仪表,2019,56(15):91-97+112.

[2]周刚.多能互补园区综合智慧能源项目开发[J].科技与创新,2019(23):107-108.

[3]康文,乔镖.智慧能源系统构建与展望——以未来科学城为例[J].北京规划建设,2018(02):123-125.

[4]徐天石.智慧能源多能互补综合能源管理系统探索[J].电子技术与软件工程,2018(10):172.