清華能源互聯網創新研究院能量管理與調控研究中心副主任郭慶來：多能互補園區綜合能源管理系統（IEMS）

2017-12-14 11:17:06 大云網　點擊量：評論 (0)

2017城市能源互聯網發展（北京）論壇暨能源互聯網示范項目建設與合作研討會于2017年12月1日在北京舉辦。下午合作論壇環節，清華大學能源互聯網創新研究院能量管理與調控研究中心副主任郭慶來發表演講，主要內

2017城市能源互聯網發展（北京）論壇暨能源互聯網示范項目建設與合作研討會于2017年12月1日在北京舉辦。下午合作論壇環節，清華大學能源互聯網創新研究院能量管理與調控研究中心副主任郭慶來發表演講，主要內容是：多能互補園區綜合能源管理系統（IEMS）。

下面由電力頭條APP為您帶來郭慶來的精彩演講

郭慶來：

今天想跟大家分享的是我們最新的一些研究成果，我們稱之為綜合的能量管理系統或者是面向多能互補園區的綜合能量管理的一個工作。我們也希望能夠針對在整個示范項目實施過程中所遇到的一些難點的問題、痛點的問題解決大家實際問題，所以我們今天也爭取不看廣告看療效。

誰需要能源互聯網，誰需要IEMS，我想前面張靖主任介紹提到過，我們基本上一多半以上的示范項目在他們的工作或者是想要做的事情里邊都提到了，我們需要這樣一個多能流的端口。能源互聯網很重要的特征把原來電熱氣相互隔離，相互之間是相互割裂能源網絡協同起來，我們未來會出現綜合的能源服務商，我相信很多的廠家或者說我們售電公司我們的目標甚至我們調度公司，目標都是將來要轉型成為面向一個區域綜合的能源服務商。

綜合能源服務商應該做什么？我相信有幾個點訴求是離不開。

第一，必須降低從體用能成本，降低成本你才能準遷。

第二，提高終端的能效。

第三，保證供能的安全。

第四，力爭擴展整個市場服務，看看利用你手頭資源換取獲得更多的利潤。

什么東西能夠幫你實現所有的這四項的要求或者是四項的功能，從本質上，其實你需要一個大腦。不是說我們現在是五腦，作為很好能源服務商你需要一個智慧大腦，這就是能量管理系統，也就是我們今天要介紹的IEMS。

它具有四個核心功能

第一個全景感知，在能源網絡里發生什么事情，這里邊類似于我們電網的SCADA系統，只不過對象變成園區、能源的網絡，因此利用到現代物聯網技術實現泛在傳感技術，這里面用到新型傳感技術以及新型無線通訊技術，把信息采集上來。有了這些信息之后，實現實時監控、事故和事件的報警，你很多內部狀態你是測不到，我們要根據你能夠測到的這些數據、量測把內部數據估計出來，看有沒有問題，看看實際效率有多少，這是狀態估計，對于綜合能源網絡電、熱、氣耦合在一起，綜合的能源網絡估計狀態怎么做？仍然是一個前沿問題，這是我們整個全景感知的角度。還有一些問題，比如說參數的估計。熱網中很多參數，本身就是工程化不準的，你能不能通過量測的信息估算，把信息搞得更準，都有一些相應的工作。

第二個核心功能，就是優化調度，為你未來一天能量計劃進行分布，我要告訴你明天怎么樣去制定你的功率計劃，包括你電的功率計劃、熱的功率計劃以及冷的功率計劃等等，怎么樣制定這樣的計劃，才能最好滿足比如運行效率最大化，滿足我可再生能源消納的目標，這是要依靠一個從日前、日日、實時優化、儲能協同。不簡簡單單是電的儲能包括儲熱儲冷以及各種能量之間的相互轉換，什么時間做什么轉換是合理的，什么時間做什么轉換是劃算。

第三個功能，和安全相關的功能，供能的安全總是第一個核心要解決的任務，當你把多能耦合在一起，安全性要認真考慮。臺灣發生一次大停電，事故的誘因是什么？天然氣網絡里面開關錯誤的動作或者失效，最后蔓延到電網，這是一個典型的故障或者是不安全的因素在不同的能源網絡耦合相互造成的問題，這些問題你怎么樣去分析它的耦合機理，通過類似于電網校驗發現最薄弱的環節在什么地方，在基礎上進行風險評估和校正，這是安全層面的問題。

最后一個功能環節，虛擬電廠。你每一個園區內部都有很多可調節的資源，內部裝有各種類型的儲能，用戶那一層還可以需求響應互動，這樣一些資源，從外理看過去，當我的電網需要靈活性的時候，你整個園區對外表現出一種靈活性，而這種靈活性是可以賣錢，電力市場中你負責整個園區作為一個整體的類似于虛擬的電廠，參與到上級，比如說實時電力市場中的一些輔助服務的競價或者是參與到調峰或者調頻，獲得更大的盈利。這樣一個工作怎么樣有效或者更好去利用你現有的資源。

四個核心功能模塊，構成了一個多能的綜合的能量管理系統希望做的事情。

典型應用：

綜合能源系統虛擬仿真模型，實現了不同能量形式的數字化的標簽，你可以從標簽中看到，每一棟樓，每一個地方用暖用熱用氣是什么樣，代表不同能流的分布，看到不同設備運行狀態。通過這樣一些系統，我們可以實現，類似于這樣一個分布式能源站，這都是我們從實際現場中獲取的一些數據，包括它里面會涉及到的有儲熱、儲冷等等不同應用的操作，對于它的優化調度和運行，我們通過優化，實現效益的最大化。

還有一些安全的控制?？吹剿锌紤]到的因素。大家看到亮紅燈的地方，意味著這個地方出現安全的隱患，園區和內部交互的網絡越線，意味著變壓器不夠，意味著電網公司簽的合同，我的值超值我要賠錢，我可以通過本地控制把越線消除，通過多能互補實現。本地的電制冷機，原來制冷這樣一些手段轉成用CHP熱，這個過程中你做了兩件事情。

第一，你把電下降了，第二，你提高這個地方用冷服務或者提高這個地方用熱負荷，本地的CHP要發出更多的熱，發出更多的熱也就可以帶出更多的電，本地的電可以更多本地平衡，減少外面的獲取，通過多能協調可以減少安全越線的過程。

這樣一套系統主要應用場景，比如像今天這樣的場景給大家做展示或者面向一個更大的大場面，國家領導人去你單位或者園區參觀，你給他看一個實際的系統，他并不會非常感興趣，你可以通過很直觀的系統給他最直接的展示。

生產使用的系統要更樸素一點，面向所有的真正的運行人員，運行人員就坐在園區控制室里面去控制整個的綜合的能量網絡它的一些運行控制的過程。這里面會涉及到電、熱、冷、氣不同的能流，涉及不同的設備，顏色不同表征不同的過程，你們從這里邊可以直接看到，所有冷熱電氣所有的狀態，也可以在這里邊做各種不同的操作。在熱網里邊我們可以操作閥門，操作遙控閥門的開關，調節閥門的開度調節完，一種真實的遙控，改變電網中的狀態，另外一種在預想態，我在研究態，研究閥門的開度從50%到80%，整個能量需求發生什么樣的變化，這里邊做預想的研究，這個東西也可以將來用于運行人員，新上崗的運行人員進行各種各樣的培訓，了解這個能量網絡將來怎么運行。

大家也可以到所有系統里的元件，都采用圖、模、庫一體化建模，全球最先提出來的技術，現在已經被所有的國內外的ENS廠家采納，它的核心思想，你只要把這個圖，拖到網絡上，然后輸入它的參數，把他們連在一起，網絡數據庫的參數，所有圖拓撲關系同步建立起來，通過這樣的技術，有效避免了以前我們去圖要單獨畫圖，要單獨建模復雜的操作，這樣很好緩解這樣一個人員的應用的難度。

第三，面向你的管理層，管理人員不關心里面運行，我關心收益，我們有一個BS在云端發布的系統，主要完成的功能，對昨天整個運行情況給出報表以及給出各種直觀的一些圖示的統計，根據這樣的信息，昨天我的客單消納是多少，運行收益是多少，昨天整個能效是多少。通過互聯網+的技術進行訪問。這樣的技術希望支持云端的管理。將來我們一個園區可以有自己的拓撲系統，我的一個上級單位，比如說我是一個公司，本身擁有幾十家的園區，我們可以通過一個系統把所有園區的數據同步到上級系統中，統一就可以看到所有園區運行狀況，這樣的一些信息，我們可以通過先進的基于分布式數據庫進行整體的基于云端的展現。這是我們現在核心的功能。

目前，這個系統也在國內一些典型示范項目應用，這是一個典型的高新園區的應用，是工業園區，它的一些參數是這個樣子。

這是在廣東東莞的典型工業園，它的參數以及它的不同的需求。（因無法展現現場的ppt，請諒解）

這是在廣東廣州，目前和廣州供電局有國家重點研發計劃的項目，有一個工業園，一方面實現能量管理，同時也要實現需求側的響應以及各種分布式的控制。

還有，剛才也提到了東北，東北可以做很多的事情，比如像吉林，吉林是國內棄風最嚴重的地方，主要跟供熱造成，供熱的管網天然是儲能的裝置，自身儲能的能力去增加風電的消納實現清潔供暖，這是我們在吉林目前正在合作開發的工作。

最后總結一下我們的工作，我們叫做IBMS。

這個I是綜合能量系統，不再簡簡單單電，是電熱氣綜合在一起的網絡系統。

第二個I，是創新，我們要利用電冷熱氣，自身長度的不同，實現協同互補，取得效益。

第三個I，是智慧的系統，取代掉我們的人工的決策，使得整個的決策是可以基于更新近的計算機的技術完成。最后一個I是跨界的系統，具備冷熱電氣不同學科能源知識，開發這樣一個系統，我們也需要和不同領域、不同網絡、不同能源領域人才進行打交道，進行相應的工作，現在我們博士生很多人都在學習實際上都是原來其它系其它這樣一些學科的課程，做的事情實現跨界的一種交叉的創新。我們說我們的I有四層不同的含義。

最后，是我們的具體信息，我們在國內做電網能源管理系統最早的團隊，綜合能量管理系統領域進化，我們也希望在這個領域，一方面能夠有更多的合作，產品的應用，另一方面也歡迎有志于從事這方面的專業人才加盟我們團隊，共同去創造一個更好的能源互聯網的未來。

既然是廣告，就不應該占大家太長的時間，我的報告就到這兒，謝謝大家！