【深入】面向能源互联网的能量管理系统研究-北极星售电网

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团队介绍

国防科学技术大学是国内率先开展能源互联网技术及其军事应用的科研机构之一，是2012年首届中国能源互联网发展战略论坛的发起与主办单位。国防科学技术大学能源互联网系统工程研究中心由来自控制科学与工程、管理科学与工程、计算机科学与技术和电气工程等学科方向的专家学者、研发工程师和研究生组成，目前主要面向能源互联网及其军事应用需求，以复杂系统建模、系统优化控制、大数据分析处理等理论方法为支撑，从事智能能量管理、分布式储能系统管理、能源大数据分析、可再生能源系统规划等方面的研究，2012年以来已发表本领域学术论文30多篇，其中4篇论文进入ESI排名10%，授权或受理国家发明专利16项。

项目背景

在全球化石能源日趋紧张、化石能源大量使用造成温室效应和环境破坏日益严重的背景下，世界各国对风、光等可再生能源的应用日益重视。但由于可再生能源存在随机性和波动性等特点，传统集中统一的能源网络难以适应新能源的大规模接入，可再生能源发展出现了“并网难”、设备利用小时低、能源浪费、安全事故频发等问题。此外，随着用户对能量管理参与意识的不断提高和“互联网+”思维的不断普及，未来的电力和能源网络对需求侧管理的要求也越来越高。为了协调传统电力能源网络对大规模可再生能源接入间的矛盾，能源互联网的概念被提出，并引起学术界、产业界等社会各界的重视。

能源互联网是一种通过深度融合能源技术与信息技术，逐步形成的以电力系统为核心，涵盖供电、供热、供冷、供气、电气化交通等多个复杂系统的综合能源网络，以实现能源的对等交换与充分共享。能量管理系统是保证能源互联网安全可靠高效运行的重要组成部分，相对于传统电网，能源互联网是一个有大量新能源接入的、双向互动的能源互联系统，必然要求实现一个能源信息实时采集、处理、分析与决策的，协同式的新一代智能能量管理系统，因而提出了一些新的要求：

1)可再生能源具有很大的不确定性和不可控性，同时考虑实时电价、用户侧响应和负载变化等因素的不确定影响，给能源互联网系统中的节点带来更为复杂的随机特性，能源互联网能量管理系统必须综合考虑多个因素的影响，对受控节点可调度能力进行准确地预测，以提高执行方案的鲁棒性。

2)随着高级量测技术的普及和应用，具有量测功能的智能终端数量将会大大增加，能源互联网能量管理系统将面临大规模决策变量的优化处理问题，必须具备基于大数据分析的多目标优化能力。

3)能源互联网不仅具备传统电网所具备的能源供应的功能，还为各类能源生产者和消费者提供了一个公共的能源交易平台，具有互联网的开放特性。能源互联网中的各类节点存在一定的自主性，能量管理系统不再是简单的能量分配调度，而必须在实现与需求侧互动响应相结合的基础上，综合考虑各节点的发电能力、发电成本以及可调度能力等因素制定动态的能量调度策略。

4)能源互联网是多种能源形式的综合能源网络，有必要考虑冷、热、电、气等多种能流融合优化的问题，以有效提高能源的综合利用效率，这也是能源互联网区别于智能电网的重要特征，其联合能量管理与运行控制问题是对能源互联网能量管理系统的全新挑战。

主要创新点

针对未来的应用环境对能源互联网能量管理系统提出的各项要求，提出了基于模型预测控制的系统功能架构，能够在能量管理过程中不断反馈校正模型参数，最大限度减少干扰和预测误差带来的影响;同时结合复杂信息物理系统一体化分析方法，提出了基于分层递阶式的系统技术架构，采用“分解-协调”原则实现管理复杂度的降维。且这一能量管理系统的相关思路已经开始应用于山西吕梁的能源互联网示范系统中。

原标题：面向能源互联网的能量管理系统研究

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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