區域多能源系統數字孿生應用平臺構建
2022年電子技術應用第1期
唐學用1，姚俊榮2，萬會江3，李 震1，楊 禾4
1.貴州電網有限責任公司電網規劃研究中心，貴州 貴陽550003； 2.貴州大學，貴州 貴陽550003；3.貴州電網有限責任公司電力調度控制中心，貴州 貴陽550003； 4.清華四川能源互聯網研究院，四川 成都610213
摘要： 針對缺乏支撐區域多能源系統數字孿生動態規劃、運行優化等上層應用接入、管理和運行的高性能平臺的現狀，考慮到數字孿生應用對通信效率、數據安全的要求，借助CloudPSS云仿真平臺設計了包含基礎層、應用層、業務層的安全、靈活、可擴展的數字孿生應用平臺的軟硬件；并以貴州紅楓湖區域多能源系統為試點區域，介紹了包括建模仿真、數據通信和應用集成功能的區域多能源系統數字孿生應用平臺的構建過程。所構建的區域多能源系統數字孿生應用平臺作為數字孿生從概念到應用的理想實現工具，其架構設計方案與具體構建經驗可為數字孿生技術的廣泛落地提供理論和實踐參考。
中圖分類號： TP319
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212443
中文引用格式： 唐學用，姚俊榮，萬會江，等. 區域多能源系統數字孿生應用平臺構建[J].電子技術應用，2022，48(1)：59-66.
英文引用格式： Tang Xueyong，Yao Junrong，Wan Huijiang，et al. Construction of digital twin application platform for regional multi-energy system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(1)：59-66.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212443
中文引用格式： 唐學用，姚俊榮，萬會江，等. 區域多能源系統數字孿生應用平臺構建[J].電子技術應用，2022，48(1)：59-66.
英文引用格式： Tang Xueyong，Yao Junrong，Wan Huijiang，et al. Construction of digital twin application platform for regional multi-energy system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(1)：59-66.
Construction of digital twin application platform for regional multi-energy system
Tang Xueyong1，Yao Junrong2，Wan Huijiang3，Li Zhen1，Yang He4
1.Power Grid Planning & Research Center，Guizhou Power Grid Co.，Ltd.，Guiyang 550003，China； 2.Guizhou University，Guiyang 550003，China； 3.Power Dispatching Control Center，Guizhou Power Grid Co.，Ltd.，Guiyang 550003，China； 4.Sichuan Energy Internet Research Institute，Tsinghua University，Chengdu 610213，China
Abstract： For the status quo of lack of high-performance platforms that support the access, management and operation of upper-layer applications such as dynamic planning and operation optimization of digital twins in regional multi-energy systems, this paper takes into account the requirements of digital twin applications for communication efficiency and data security, with the help of CloudPSS cloud simulation platform, the software and hardware of a secure, flexible, and scalable digital twin application platform including the basic layer, application layer, and business layer are designed. Taking Guizhou Hongfeng Lake regional multi-energy system as the pilot area, it introduced the construction process of the regional multi-energy system digital twin application platform including modeling and simulation, data communication and application integration functions. The built regional multi-energy system digital twin application platform serves as an ideal tool for realizing digital twins from concept to application, its architecture design plan and specific construction experience can provide theoretical and practical references for the wide implementation of digital twin technology.
Key words : regional multi-energy system；digital twin；application platform；CloudPSS
0 引言
區域多能源系統是包含電力、天然氣、供冷熱、分布式發電設備、儲能設備的物理系統，其多種能源的源、網、荷、儲深度融合、緊密互動，能夠有效提升能源供用系統的靈活性、安全性、經濟性和自愈能力[1]，但同時區域多能源系統具有多能相互耦合、含有大量電力電子設備、暫態過程跨多時間尺度的特點，使傳統的控制、規劃策略和仿真手段受到挑戰。一方面，傳統確定性建模仿真工具無法支撐區域多能源系統的隨機性特點；另一方面，區域多能源系統復雜性高，傳統基于經驗驅動的優化模型難以直接用于區域多能源系統的優化運行。可以看出，目前區域多能源系統規劃、運行受定制化的控制策略和拓撲運行數據失真的制約，難以在經濟性、可靠性上取得進一步突破。
為解決上述問題，在建模層面，有必要從經驗驅動向經驗+數據驅動模式轉變；在仿真層面，有必要考慮隨機性的仿真；在分析層面，有必要從傳統的建模仿真分析，進一步上升為仿真驅動的優化工具，從而指導區域能源系統的規劃運行，數字孿生技術應運而生。
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作者信息：
唐學用1，姚俊榮2，萬會江3，李 震1，楊 禾4
(1.貴州電網有限責任公司電網規劃研究中心，貴州 貴陽550003；
2.貴州大學，貴州 貴陽550003；3.貴州電網有限責任公司電力調度控制中心，貴州 貴陽550003；
4.清華四川能源互聯網研究院，四川 成都610213)
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