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> 解决方案 > 多能互补仿真系统

研究背景

能源互联网、智慧能源等概念比较新颖,大众的理解和接受需要一定的过程。而多能互补,正是能源互联网、智慧能源的落脚点。

多能互补系统有利于提高能源供需协调能力,推动能源清洁生产和就近消纳,减少弃风、弃光、弃水限电,促进可再生能源消纳,是提高能源系统综合效率的重要手段,对于建设清洁低碳、安全高效现代能源体系具有重要的现实意义和深远的战略意义。


概念

多能互补是按照不同资源条件和用能对象,采取多种能源互相补充,以缓解能源供需矛盾,合理保护和利用自然资源,同时获得较好的环境效益的用能方式。


多能互补系统构成

多能互补系统主要有两种模式:

  • 一是风光水火储多能互补系统,通过综合能源基地的风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势,推进风光水火储多能互补系统建设运行。通过大型能源基地中资源潜力大但发电量不稳定的风光提供清洁电能,调峰能力强但投入巨大的大型水电提供清洁电能及调峰容量,运行灵活的抽水蓄能电站提供调峰填谷容量,发电量稳定但不清洁环保的火电提供基荷电量,以搭建多种电源组成的多能互补融合平台,实现各类能源优势互补,促进可再生能源规模化开发,提升可再生能源消纳能力。比如下图的电热气三网耦合系统。

  • 二是终端一体化供能系统; 面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求,因地制宜、统筹开发、互补利用传统能源和新能源,优化布局建设一体化集成供能基础设施,通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式,实现多能协同供应和能源综合梯级利用;高效智能地满足用户用能需求,对提高综合能源系统利用效率、提高能源供应安全、实现节能减排目标具有重要意义。


远宽解决方案

ModelingTech开放的多时间尺度的多能互补实时仿真系统

多能互补系统相对较新,其控制方式,调度策略都还有待研究与完善。多能互补系统因为包含多种电源(风电,光伏,光热,抽水蓄能,电池储能等)和负荷(普通负荷,冷热电三联供等)的形式,虽然国家也在资助一些重点的示范工程项目,如张北风光热储输多能互补工程,青海海南州水光风多能互补工程;但总的来说多能互补系统的物理原型搭建成本是比较高的,同时在物理原型系统上进行实验也容易受各种气象条件和负荷条件的限制;为此通过建模和仿真这样一种方式来研究这样复杂的多能系统就显得非常有吸引力。



远宽能源(ModelingTech) 提供的实时仿真系统,除了有成熟的可用于多能系统中的电网与电力电子系统实时仿真的StarSim系列软件,远宽能源还提供了一个开放的架构,可以让用户很方便的整合用户自己用第三方的建模软件搭建的光热,抽水蓄能,冷热电三联供负荷等各种电源或负荷模型; 同时远宽能源提供的实时仿真架构可以很方便的让用户实现多个时间尺度的联合实时仿真,从1微秒步长的非常高速的电力电子实时仿真;到几十微秒的交流电网的实时仿真,到分钟级的热学过程等;可以方便的在同一个实时仿真平台通过多个并行的仿真循环来实现。远宽能源提供的实时仿真器还支持多种常用的工业通信协议与接口,便于与实际的协调控制与能源管理设备构成实时闭环来进行科研与实验的工作。 


远宽能源多能互补系统技术亮点

信号级的多能互补能量管理系统+功率级的多能互补系统实时仿真

  • 信号级的多能互补能量管理系统

如下图所示,PXI仿真电力变换设备,电力与电力电子系统,热能系统,水能系统等等。然后调度层控制器通过Modbus通信,对整个仿真系统进行调度与协调,完成能量管理的功能。


  • 功率级的多能互补系统实时仿真

如下图所示,电网侧(多能系统)仿真采用StarSim 实时仿真系统(信号级别的仿真),并通过功率放大器接入实际的新能源发电系统。这样既可以灵活的研究多能系统,也同时引入了实际的单元系统,更贴近真实实验环境,助力科研与测试。



多能互补意义重大,事关能源革命、能源转型、能源结构调整,实施多能互补也是在为能源革命、能源转型、新能源发展探索一条新路径。远宽能源专注于新能源领域,在不断提高自主研发能力的同时,必将持续助力科研工作者的探索创新。



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