智慧能源管控平臺中多能優(yōu)化調(diào)度的應(yīng)用分析

魏 聰，雷 宇

（1.湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430000；2.湖北國網(wǎng)華中科技開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430000）

0 引 言

綜合能源系統(tǒng)能有效提升當(dāng)前企業(yè)對各項(xiàng)能源的綜合使用效率和最終使用質(zhì)量，同時(shí)能起到良好的節(jié)能減排、保障能源使用安全、優(yōu)化能源使用結(jié)構(gòu)等諸多效果。因此，綜合能源系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前各個(gè)企業(yè)在能源使用過程中需要積極引進(jìn)的一項(xiàng)平臺系統(tǒng)。尤其是對新型智慧能源運(yùn)營企業(yè)來說，新型智慧能源企業(yè)本身在自身發(fā)展過程中對于諸多不同類型、不同要求的能源必須要采取智能化、信息化的管控調(diào)度措施，以確保其能源管控使用能夠充分滿足新型智慧能源企業(yè)發(fā)展過程中配售一體化管理的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。基于此，本文將以綜合能源系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以某智慧園區(qū)為例，針對智慧園區(qū)建設(shè)過程中智慧能源管控平臺的建設(shè)形式進(jìn)行分析總結(jié)，結(jié)合智慧能源管控平臺的實(shí)際工作情況，對平臺運(yùn)行過程中多能優(yōu)化調(diào)度工作的開展情況進(jìn)行應(yīng)用分析。

1 智慧能源系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)形式

綜合能源系統(tǒng)指的是通過對各項(xiàng)化石燃料的有效利用，借助微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)、余熱鍋爐加熱技術(shù)、燃?xì)忮仩t加熱技術(shù)以及制冷裝置制冷技術(shù)等多項(xiàng)器械技術(shù)的有效使用，以此達(dá)到發(fā)電、制冷和供熱等多種能源的供應(yīng)和使用效果[1]。同時(shí)，綜合能源系統(tǒng)能夠針對能源本身開展不同等級的同時(shí)應(yīng)用，有效提升對化石能源的有效利用率，擺脫傳統(tǒng)集中式能源系統(tǒng)應(yīng)用過程中存在的種種缺點(diǎn)。雖然綜合能源系統(tǒng)在當(dāng)前我國范圍內(nèi)的發(fā)展已經(jīng)取得良好成就，但是在信息化技術(shù)進(jìn)步發(fā)展的促進(jìn)下仍然需要結(jié)合多項(xiàng)信息化技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級，并由此發(fā)展成為智慧能源系統(tǒng)，有效提升綜合能源系統(tǒng)在應(yīng)用過程中對各項(xiàng)能源應(yīng)用管理工作的效率和質(zhì)量。結(jié)合當(dāng)前我國范圍內(nèi)智慧能源系統(tǒng)的實(shí)際情況來看，相關(guān)高校與企業(yè)在智慧能源系統(tǒng)的模擬建設(shè)過程中以信息網(wǎng)、能源網(wǎng)為基礎(chǔ)，將二者融合構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，并通過對能量路由器的有效使用，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與能源網(wǎng)技術(shù)的深度有效融合，將現(xiàn)有的諸多類型的綜合能源單元方案構(gòu)筑成一種具有高度集中化、智能化和信息化特性的智慧能源系統(tǒng)。

2 智慧能源管控平臺的建設(shè)內(nèi)容

針對智慧能源系統(tǒng)進(jìn)行管理的智慧能源管控平臺，必須要確保平臺能夠?yàn)槠髽I(yè)管理提供能源供應(yīng)管理、用戶需求管理、設(shè)備運(yùn)維管理以及生產(chǎn)調(diào)度管理等多項(xiàng)管理功能。因此，智慧能源管控平臺在具體建設(shè)和使用過程中通常涉及到諸多企業(yè)與部門，如電力系統(tǒng)中的發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、售電公司、交易中心以及調(diào)度中心等，以及政府部門中的工程部門、規(guī)劃部門、管理部門等[2]。結(jié)合某智慧園區(qū)建設(shè)過程中智慧能源管控平臺的實(shí)際建設(shè)情況來看，智慧能源管控平臺在具體建設(shè)過程中主要包括以下內(nèi)容。

2.1 智慧能源管控平臺的系統(tǒng)架構(gòu)

智慧能源管控平臺在建設(shè)初期必須要明確當(dāng)前智慧能源管控平臺的建設(shè)目的和功能要求。總的來說，智慧能源管控平臺是一種提供需求導(dǎo)向的數(shù)據(jù)挖掘、精準(zhǔn)服務(wù)應(yīng)用功能，同時(shí)借助相關(guān)開發(fā)工具和開發(fā)產(chǎn)品，有效提升能源供應(yīng)企業(yè)與客戶本身的互動(dòng)程度，是為能源供應(yīng)調(diào)配項(xiàng)目提供由規(guī)劃設(shè)計(jì)紙質(zhì)調(diào)度運(yùn)維的全壽命周期增值服務(wù)的大數(shù)據(jù)平臺。因此，在智慧能源管控平臺的建設(shè)過程中，必須涵蓋統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘、邊緣計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)以及信息預(yù)警等多種功能，也能夠?yàn)槠脚_用戶提供包括功能預(yù)測、設(shè)備故障感知、設(shè)備故障預(yù)警、潛在客戶分析、存儲能源計(jì)算、功能需求相應(yīng)以及運(yùn)行柔性負(fù)荷評估等多種業(yè)務(wù)功能[3]。某智慧園區(qū)在智慧能源管控平臺的系統(tǒng)架構(gòu)過程中，以大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)，通過多個(gè)分布式子站系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，以此形成具有綜合能源的能源大數(shù)據(jù)處理云平臺?；谀持腔蹐@區(qū)的實(shí)際功能管理需求，該智慧能源管控平臺涵蓋數(shù)據(jù)倉庫單元、算法引擎單元、功能組件單元、應(yīng)用處理單元以及應(yīng)用業(yè)務(wù)單元等多個(gè)子單元，具備數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)應(yīng)用等多項(xiàng)智慧功能。在智慧能源管控平臺的具體架構(gòu)過程中，相關(guān)開發(fā)人員主要通過數(shù)據(jù)+規(guī)則的訓(xùn)練方式實(shí)現(xiàn)智慧能源管控平臺對歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)功能和規(guī)則內(nèi)容的理解功能。

2.2 智慧能源管控平臺的功能組件

某智慧園區(qū)的智慧能源管控平臺主要涵蓋多功能實(shí)時(shí)監(jiān)測、多能優(yōu)化調(diào)度、能源銷售一體化管理、智能運(yùn)維以及智慧能源增值服務(wù)等多項(xiàng)功能組件內(nèi)容[4]。以多能流實(shí)時(shí)監(jiān)測組件為例，智慧能源管控平臺在實(shí)際工作過程中能夠有效監(jiān)測當(dāng)前智慧園區(qū)內(nèi)所有連接的分布式能源廠站的實(shí)施能源供流，以有效提升智慧能源管控平臺監(jiān)測工作的即時(shí)性、持續(xù)性和全面性。以多能優(yōu)化調(diào)度組件為例，智慧能源管控平臺在實(shí)際工作過程中能夠結(jié)合當(dāng)前能源系統(tǒng)的實(shí)際供應(yīng)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)模擬，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)模擬的結(jié)果優(yōu)化能源調(diào)度工作，確保能源調(diào)度計(jì)劃內(nèi)容的科學(xué)性與合理性。智慧能源管控平臺還能夠通過多能優(yōu)化調(diào)度組件積極提升平臺本身的多能耦合能力和多能轉(zhuǎn)化能力，對促進(jìn)能源之間的互補(bǔ)使用與綜合使用具有積極效果。以能源銷售一體化管理組件為例，智慧能源管控平臺能夠通過該組件有效打破傳統(tǒng)能源供應(yīng)、銷售、調(diào)配等工作開展過程中存在的信息壁壘問題，結(jié)合信息集成技術(shù)和融合技術(shù)，充分實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源管控、調(diào)配和發(fā)售的整體化管理。

3 智慧能源管控平臺多能優(yōu)化調(diào)度策略

結(jié)合當(dāng)前我國能源管控系統(tǒng)中常見的啟發(fā)式調(diào)度策略和優(yōu)化式調(diào)度策略來看，啟發(fā)式調(diào)度策略本身以事前方案制定的設(shè)備啟停優(yōu)先級作為能源調(diào)度規(guī)則。無論系統(tǒng)環(huán)境如何改變，該項(xiàng)能源調(diào)度規(guī)則始終位列執(zhí)行首位。優(yōu)化式調(diào)度策略則涵蓋混合目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度策略和日前經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化策略兩種類型。因此，智慧園區(qū)在智慧能源管控平臺多能優(yōu)化調(diào)度策略的選擇過程中，需要結(jié)合當(dāng)前園區(qū)的實(shí)際能源調(diào)度需求確定相應(yīng)的調(diào)度策略，同時(shí)在調(diào)度策略的選擇過程中明確適合當(dāng)前智慧園區(qū)需求的調(diào)度規(guī)則。

某智慧園區(qū)智慧能源管控平臺在多能優(yōu)化調(diào)度策略的選擇過程中，由于本身能源系統(tǒng)涵蓋熱能、電能和氣能3種類型，同時(shí)本身負(fù)荷類型多種多樣且功能設(shè)備類型豐富，應(yīng)當(dāng)結(jié)合智慧能源管控平臺的各項(xiàng)功能與多能優(yōu)化調(diào)度工作的實(shí)際需求建立相應(yīng)的多能優(yōu)化調(diào)度模型。相關(guān)管理人員根據(jù)園區(qū)內(nèi)分布式能源站的工程系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料、系統(tǒng)功能架構(gòu)以及系統(tǒng)邊界條件等多項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容，在多能優(yōu)化調(diào)度模型的建立過程中輸入包括熱電聯(lián)產(chǎn)積卒、燃?xì)忮仩t、蓄電池、光伏、風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備型號容量、購電價(jià)格、電熱負(fù)荷、風(fēng)速以及光照強(qiáng)度等多項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容[5-6]，最終確定當(dāng)前智慧園區(qū)智慧能源管控平臺的多能優(yōu)化調(diào)度策略，并根據(jù)多能優(yōu)化調(diào)度模型計(jì)算出當(dāng)前智慧能源管控平臺在每日運(yùn)行過程中需要花費(fèi)的費(fèi)用大小。最終，智慧能源管控平臺在多能優(yōu)化調(diào)度策略中選擇啟發(fā)式調(diào)度策略與優(yōu)化式調(diào)度策略相結(jié)合的綜合調(diào)度策略，在不同的時(shí)間段中啟用不同的能源供應(yīng)設(shè)備，以有效降低智慧能源管控平臺的每日運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)積極保障園區(qū)內(nèi)各個(gè)分布式能源站的能源供應(yīng)需求，確保二者能夠在能源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)成本之間尋找到有效的平衡點(diǎn)。

4 結(jié) 論

智慧能源管控平臺已經(jīng)成為我國能源供應(yīng)企業(yè)在現(xiàn)代化發(fā)展過程中實(shí)現(xiàn)智能化、信息化發(fā)展的一項(xiàng)重要標(biāo)志。相關(guān)企業(yè)在智慧能源管控平臺的建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)充分實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與能源網(wǎng)技術(shù)的有效融合，結(jié)合智慧能源基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和能源供應(yīng)調(diào)度信息網(wǎng)絡(luò)，通過對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效采集與技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智慧能源管控平臺多能優(yōu)化調(diào)度策略的優(yōu)化選擇。