[發明專利]一種能源互聯網數字孿生仿真系統及方法

在審

• 申請號: 202010567547.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111722540A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 趙琦;王新迎;喬驥;陳盛;王天昊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 李宏德

本發明公開了一種能源互聯網數字孿生仿真系統及方法。該系統包括：物理層，用于獲取物理對象的基礎數據信息；感知通信層，用于根據基礎數據信息，確定物理對象的目標數據信息；其中，所述目標數據信息包括物理對象的量值信息、環境信息以及行為信息中的至少一種；平臺層，用于采用數字孿生的方式支撐實時子系統與仿真子系統；所述實時子系統，用于根據所述目標數據信息，進行實時監測以及確定運行控制策略；所述仿真子系統，用于通過預測對能源互聯網的源荷進行匹配，根據匹配的結果對所述實時子系統的控制策略進行修正。通過執行本技術方案，可以實現能源互聯網的優化運行，降低系統風險，提高可再生能源利用效率。

技術領域

本發明涉及能源互聯網技術領域，尤其涉及一種能源互聯網數字孿生仿真系統及方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，可再生能源的高比例滲透，新興負荷的柔性互動以及多要素的廣泛接入，能源互聯網的不確定性、復雜性越來越高。針對復雜的能源互聯網，建模與仿真一直是一項重要的研究工具。因此，能源互聯網的建模與仿真一直為能源互聯網多領域技術的融合、創新與發展，以及業務的落地應用提供重要的技術支撐。

當前能源互聯網建模與仿真大都采取傳統物理機理的方式。傳統物理機理建模具有一定的確定性，很難適應能源互聯網中多能流耦合所帶來的復雜多變的能源互聯網運行方式。同時，物理機理模型采用大量的近似與簡化，直接影響到高比例的可再生能源滲透下的能源互聯網的準確性和可信度。

發明內容

本發明提供一種能源互聯網數字孿生仿真系統及方法，可以基于能源互聯網量測監控設備等采集到的大量數據，使仿真模塊與能源互聯網實際運行模塊并列工作，并彼此對比狀態、進行數據交互與迭代，最終實現能源互聯網的優化運行，降低系統風險，提高可再生能源利用效率。

本發明提供了一種能源互聯網數字孿生仿真系統，包括：

物理層，用于獲取物理對象的基礎數據信息；

感知通信層，用于根據所述基礎數據信息，確定物理對象的目標數據信息；其中，所述目標數據信息包括物理對象的量值信息、環境信息以及行為信息中的至少一種；

平臺執行層，用于采用數字孿生的方式，根據所述目標數據信息，進行實時監測以及確定運行控制策略；通過預測對能源互聯網的源荷進行匹配，根據匹配的結果對控制策略進行修正。

優選的，所述平臺執行層，具體用于：

基于數據驅動的原理構建仿真模型；利用所構建的仿真模型，通過狀態感知算法、場景生成算法、用戶行為分析算法、面向可再生能源的概率神經網絡算法以及深度強化學習算法，確定能源互聯網的多能流優化方案；根據所述多能流優化方案以及能源互聯網的業務需要，對能源互聯網的源荷進行匹配，根據匹配的結果對所述實時子系統的控制策略進行修正。

進一步，所述平臺執行層，具體用于構建：光照一次能源模型、風力一次能源模型、冷熱電三聯產系統模型、風光儲互補系統模型以及用戶綜合負荷模型。

優選的，所述平臺執行層，具體用于：

通過運行控制模型、網絡拓撲模型和設備模型，以對所述目標數據信息進行模型運算；

根據所述運行控制模型、網絡拓撲模型和設備模型的模型運算結果，對所述能源互聯網進行實時監測和實時控制。

進一步，所述平臺執行層，具體用于：

根據所述運行控制模型、網絡拓撲模型和設備模型的模型運算結果，對所述能源互聯網進行事件與報警處理。

優選的，所述感知通信層，具體用于：

獲取物理對象的狀態數據、量值傳遞數據、環境監測數據以及行為追蹤數據的至少一種；以及，