一种以电力系统为核心的智慧能源系统的制作方法

本发明属于能源系统，具体涉及一种以电力系统为核心的智慧能源系统。

背景技术：

1、随着电力与燃气、热力系统耦合日渐紧密，未来将形成以电力系统为核心的智慧能源系统，从而实现能源更有效的互联、互通与互济。

2、随着国家电网做强做优智慧能源服务业务的工作目标不断明确，其身份也逐渐从传统的电能供应商向智慧能源服务商转变。未来通过建设体量庞大的省级智慧能源服务平台，可以聚集全域范围内的各类楼宇智慧能源系统资源以及园区智慧能源管理系统资源，进行统一管理、集中决策以及提供基于智慧能源服务聚合模型的大电网辅助服务。

3、目前针对智慧能源系统的大电网协同控制研究，主要包括以下几种角度和应用场景：一是功率平衡支撑，二是新能源消纳，三是综合需求响应；在基于智慧能源服务的大电网功率平衡支撑技术研究方面，主要考虑多时间尺度的多能系统源网荷储经济调度模型，包括日前调度、日内调度和实时调度；1)详细分析热网与气网动态特性的基础上，提出同时考虑气、热网络动态特性的电-气-热互联系统日前优化调度模型；2)基于不同类型区域能源站的构建，从多能源站协调的角度，考虑分布式可再生能源发电在配电网中渗透率不断提高的趋势及三相不平衡配电网、区域能源站、区域热力网络的运行约束，提出区域电网电力-热力系统日前经济最优调度策略；3)在建立电转气p2g运行成本及能源集线器模型的基础上，分析p2g运行成本对系统经济性与风电消纳能力的影响，并据此提出一种考虑p2g运行成本对风电接纳能力与运行经济性影响的智慧能源系统多目标日前调度模型；4)计及天然气管网的慢动态特性，考虑暂态天然气系统变量存在时段耦合的特性，特出了基于模型预测控制的多时间尺度优化调度策略；在基于智慧能源服务的新能源消纳技术研究方面目前有这几方面的研究：1)将现有研究分为“以电-热耦合为主的区域多能源系统”和“以电-气耦合为主的跨区多能源系统”两个典型研究对象，综述了面向新能源消纳的多能源系统的关键研究点，并总结了面向可再生能源消纳的多能源系统关键科学问题；其中，以电-热耦合为主的区域多能源系统研究总结了基于电热系统灵活运行的可再生能源消纳、考虑热网惯性和储热的可再生能源消纳、基于多能源系统综合需求响应的可再生能源消纳和面向可再生能源消纳的区域多能源系统等研究点；以电-气耦合为主的跨区多能源系统研究总结了考虑供气系统安全性的可再生能源消纳、考虑电转气p2g技术和储气的可再生能源消纳及面向可再生能源消纳的电-气联合规划等研究点；2)考虑电转气设施、电力系统和天然气系统特征的基础上，提出了一种含电转气设备的电-气-热多能源系统优化调度模型，并分析了消纳风电的经济效益；3)提出了一种考虑风电不确定性的电气能源系统两阶段分布鲁棒协同调度模型，该模型考虑燃气轮机、电转气装置两类耦合元件，模型的第一阶段以综合系统总成本为目标函数，同时融合了风电预测场景信息，制定出包含机组启停计划、机组计划出力值、天然气计划供气量的日前鲁棒调度方案，模型的第二阶段通过机组出力调整、天然气供气量调整以应对风电的不确定性，为实时运行层面的调度方案；在基于智慧能源服务的综合需求响应技术研究方面，目前研究主要集中在用户层面和系统层面，在用户层面，相关研究主要集中在多能源市场条件下能源市场价格对各市场主体行为的影响分析，引入了碳交易市场，进一步分析碳排放约束对用户综合用能行为以及用户用能效益的影响；立足能源市场管制放松的背景，考虑能源负荷价格参与调控，计及负荷需求的价格弹性，开展了区域能源中心的建模与日前优化调度方法研究；在系统层面，相关研究主要集中在综合需求响应资源对系统整体运行成本或者智慧能源利用效率的影响分析，多以系统运行成本最小为目标对能源网络的运行控制策略进行建模分析。

4、在智慧能源系统的大电网协同控制研究方面已有一些学者开展了研究，主要功率平衡支撑、新能源消纳、综合需求响应等不同电网辅助服务场景出发研究；但是，通过聚集全域范围内的各种分布式智慧能源服务商资源进行统一管理、集中决策以及提供基于智慧能源服务聚合模型的大电网辅助服务仍有不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种以电力系统为核心的智慧能源系统，提升区域分布式能源的协调优化利用水平和综合能效，实现区域供能系统的低碳化、经济化、安全化、高质化运行目标，全面应用储能、热泵、分布式电源多种供能技术，实现节能减排的综合效果提升。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以电力系统为核心的智慧能源系统，包括设备物理层、业务管理层以及交互应用层；

3、所述设备物理层：包括省级智慧能源服务平台、能源控制器、cps；省级智慧能源服务平台通过能源控制器，采用统一集成标准与各类用户侧cps交互，实现用户侧数据汇聚、需求传导、策略下发及执行反馈；

4、所述业务管理层：是省级智慧能源服务平台的核心能力层，包括能效管理、项目管理、智能运维、需求响应管理业务功能；通过业务中台高度抽象的业务能力中心来快速响应业务变化，实现敏捷迭代；通过数据中台实现基础业务数据的整合、清洗、汇总、建模、计算，形成管理高级业务应用、交互应用所需的数据和服务，对外提供统一数据共享和服务访问；

5、所述交互应用层：与绿色国网进行融合，将绿色国网作为智慧能源服务主入口，依托绿色国网为客户提供智慧用能服务，赋能客户及生态伙伴，助力形成多方参与、利益共享的综合能效服务生态圈。

6、作为本发明的一种优选的技术方案，所述省级智慧能源服务平台与cps交互时，可采用智慧能源控制scada直采直控方式或通过物联管理平台实现采集控制。

7、作为本发明的一种优选的技术方案，所述省级智慧能源服务平台与cps的交互方式根据cps是否具备用户侧系统分为两种模式：对于含用户侧系统的cps，能源控制器向下对接用户侧系统，向上对接智慧能源控制scada；对于不含用户侧系统的cps，能源控制器向下与终端直连，具有边缘计算能力，实现数据采集、需求传导、策略转发和自治控制，向上对接智慧能源控制scada。

8、作为本发明的一种优选的技术方案，所述省级智慧能源服务平台总体包含采集控制类应用、业务管理类应用、外部用户交互应用，其中采集控制类应用、业务管理类应用部署在管理信息大区，外部用户交互应用部署在互联网大区；三者在总体技术约束下，可采用不同的技术路线。

9、作为本发明的一种优选的技术方案，所述省级智慧能源服务平台在管理信息大区、互联网大区部署，管理信息大区、互联网大区之间部署信息网络安全隔离装置；管理信息大区设置独立的控制区域，部署采集控制类应用，与管理信息大区业务管理类应用间通过正反向物理隔离装置进行隔离。

10、作为本发明的一种优选的技术方案，所述省级智慧能源服务平台与其他系统进行集成，集成系统包括用电信息采集、源网荷、营销业务应用、负荷集成商、绿色国网、综合能源服务控制系统。

11、作为本发明的一种优选的技术方案，智慧能源系统与其他系统交互的方式包括中间库、web service和文件方式。

12、作为本发明的一种优选的技术方案，智慧能源系统基于物联网技术，实现信息传感采集通信，物联网技术体系包括感知层、网络层、应用层、设备层。

13、作为本发明的一种优选的技术方案，还包括能源调度模型，通过能源调度模型进行能源调度。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1.可有效的整合电网供电区域内各种用能信息资源信息，通过提高用能服务的质量以及技术水平为用户提供满意度非常高的服务，进而构建智能电网园区智慧能源服务平台的全景架构及应用建设方案，提升园区终端能源管理的智能化、节能化，真正实现智能电网园区智慧能源优化管理；促进智能电网高效、清洁、经济、优质运行，为智能电网园区的发展提供可借鉴模式，促进智能电网的发展和能源结构的优化；在技术上达到国内先进水平，具有良好的市场前景；

16、2.实现冷、热、电、气多种能源的优化互补利用，提升区域分布式能源的协调优化利用水平和综合能效，实现区域供能系统的低碳化、经济化、安全化、高质化运行目标，全面应用储能、热泵、分布式电源多种供能技术，实现节能减排的综合效果提升方面具有重大意义；

17、3.通过能源调度模型进行能源调度，准确判断调度的先后顺序，保证能源供应，保证了能源供应的稳定性、高效性。