能源互联网的能量管理与运行控制孙宏斌.pptx

1、能源互联网的能源互联网的能量管理能量管理与运行控制与运行控制张伯明课题组张伯明课题组张伯明课题组张伯明课题组目录目录2背景与挑战研究内容已有成果能源互联网能源互联网3能源互联网不同形式能源互联不同空间能源互联终端用户广泛参与能源的转换能源的传输电力热力燃气电、热/冷、天然气、风能量的管理Internet架构与体验挑战挑战11不同不同形式形式能源互联能源互联 电力 热力 燃气热电联产热泵循环泵燃气轮机锅炉电制氢储气储电储热如何EMS推广到多能流耦合网络？挑战挑战22终端用户广泛参与终端用户广泛参与5区域区域智能家庭智能工厂智能楼宇光伏电站风电场火电厂核电厂面向海量用户能量管理谁来做？在哪做？挑战

2、挑战33自由多边的互联网架构自由多边的互联网架构6提供类似Internet的体验能源路由器分布式发电自由接入信息对等大一统的集中式能量管理架构难以为继？三大挑战三大挑战7挑战挑战1-1-不同形式能源互联不同形式能源互联挑战挑战2-2-终端用户广泛参与终端用户广泛参与挑战挑战3-3-自由多边的互联网架构自由多边的互联网架构目录目录8背景与挑战研究内容已有成果能源互联网能源互联网EMSEMS共性结构共性结构9EMS关键技术关键技术1 1：多能流状态感知与在线建模：多能流状态感知与在线建模10电动汽车热力管网(准)稳态建模建筑物热动态建模和分析热力系统热惯性建模和化简燃料网稳态建模(气/油/煤)燃料

3、网暂态建模仿真信息-物理系统网络接口的确定与建模基于运行评估需求，建立信息系统等值模型交通网拓扑建模基于交通数据的驾驶行为分析考虑分布式发电的电网建模微电网内部和对外等值模型考虑出力不确定性的潮流计算 交通网 电力网 热力网 信息网 燃料网组成元素可控负荷燃烧锅炉热电耦合燃料汽车状态估计状态估计多多能能流计算流计算热源负荷关键技术关键技术2 2：能源互联网在线安全：能源互联网在线安全评估评估能源互联网能源互联网在线在线安全安全评估评估能源互联能源互联网安全控制策略网安全控制策略物理信息系统联合安全物理信息系统联合安全评估评估安全评估框架和预想故障集选取耦合系统相互影响机理分析安全评估指标体系考

4、虑互动负荷安全分析高效求解算法 交通网 电力网 热力网 燃料网 信息网综合能源网络灵敏度分析安全控制模型及求解算法不同网络安全控制协调策略基于稀疏技术的高效算法物理信息系统故障建模物理信息系统故障影响评估关键技术关键技术3 3：能源互联网优化调度与协调控制：能源互联网优化调度与协调控制12考虑带宽约束的网络拓扑优化信息可靠性的改善 交通网 电力网 热力网电热耦合联合优化调度计及负荷响应特性的电热联合优化运行计及供热系统热惯性的风电消纳优化控制计及电网-交通信息的充电导航计及未来负荷的充电优化风电-电动汽车互补优化充电站选址与优化面向减小不确定性的不同形式的可再生能源联合并网发电含负荷参与的电力

5、系统多时间尺度优化调度方法面向高效利用可再生能源的电力市场机制设计 燃料网 信息网综合能源网络最优潮流计算（燃料-热力-电力）不同系统的协调优化控制方法和策略加油站/加气站/充电站的混合选址智能交通系统关键关键技术技术4 4：基于基于云端的多终端用户综合云端的多终端用户综合能量管理服务能量管理服务(service)(service)13智能家庭智能园区云端能量管理服务可再生能源基地关键关键技术技术5 5：基于：基于自律协同架构的自律协同架构的EMSEMS家族家族14N-EMSC-EMSF-EMSB-EMSH-EMS-EMSD-EMSW-EMSP-EMSS-EMSCHP-EMSG-EMSST-E

6、MS目录目录15背景与挑战研究内容已有研究已有研究已有研究1 116含风光储冷热电联供家庭/微网能量管理建模和优化研究含风光储冷热电联供家庭/微网架构可再生能源消纳(冬)冷负荷供给组成(夏)热负荷供给组成(夏)已有已有研究研究2 217电热耦合网络综合建模和多能流计算电热耦合网络热电耦合(CHP)供热网络电力网络热网管道10开断时分开分析和联合分析电网和热网能流区别水力计算供水热力计算负荷计算回水热力计算热源计算水力计算电网潮流计算热网热流计算耦合元件约束电热耦合网络模型和多能流计算已有已有研究研究3 318供热系统正常运行供热管网水力平衡供热管网热力平衡负荷室内温度平衡originalsta

7、ge1stage2stage3故障热水流动室温变化发生故障后热网不同时间尺度模型CHPCHPCHP电网热网电热耦合网络相互影响机理热网管道10开断不同时间尺度流量变化电热耦合系统静态安全分析电网安全指标热网安全指标电网预想故障集热网预想故障集预想事故自动删选多能流计算告警电热耦合网络相互影响机理和安全评估已有已有研究研究4 4光热、热储和风电联合优化调度19光热发电：高度可调控风力发电：随机波动相结合大容量、高质量可再生能源光热电站调度控制模型两阶段鲁棒优化问题可利用光照曲线可利用风能波动区间通过联合发电波动区间被压缩运行结果已有已有研究研究5 5以EV为结合点，电网与交通的协同能量管理历史交

8、通史交通行行为实时交通交通信息信息实时电网网信息信息集群建模有序充电快充导航V2G原型系统能量管理实现路-网协同，同时缓解交通阻塞和电网拥塞已有已有研究研究6 6电力系统分析网络建模潮流计算N-1、可靠性分析信息物理耦合分析信息物理耦合建模信息-能量流计算CPS故障分析系统脆弱性评估信息-物理融合（CPS）研究信息-物理系统之间的相互作用机理相关研究课题相关研究课题类型型名称名称973项目源网荷协同的智能电网能量管理和运行控制基础研究科技支撑计划含大型光伏电站的多种能源发电联合运行控制关键技术研究及示范科技支撑计划以电网低碳化为特征的智能电网综合示范工程 科技支撑计划消纳风电的热-电联合优化规划及运行控制技术科技支撑计划基于大规模风/光电/高载能并网的荷-网-源协调控制关键技术国际合作面向中美清洁能源合作的电动汽车前沿技术研究863课题兼容V2G技术的高性能电动汽车关键技术研究863课题电动汽车运营系统关键技术研究与应用谢谢！谢谢！