区域多能源系统数字孪生应用平台构建
2022年电子技术应用第1期
唐学用1，姚俊荣2，万会江3，李 震1，杨 禾4
1.贵州电网有限责任公司电网规划研究中心，贵州 贵阳550003； 2.贵州大学，贵州 贵阳550003；3.贵州电网有限责任公司电力调度控制中心，贵州 贵阳550003； 4.清华四川能源互联网研究院，四川 成都610213
摘要： 针对缺乏支撑区域多能源系统数字孪生动态规划、运行优化等上层应用接入、管理和运行的高性能平台的现状，考虑到数字孪生应用对通信效率、数据安全的要求，借助CloudPSS云仿真平台设计了包含基础层、应用层、业务层的安全、灵活、可扩展的数字孪生应用平台的软硬件；并以贵州红枫湖区域多能源系统为试点区域，介绍了包括建模仿真、数据通信和应用集成功能的区域多能源系统数字孪生应用平台的构建过程。所构建的区域多能源系统数字孪生应用平台作为数字孪生从概念到应用的理想实现工具，其架构设计方案与具体构建经验可为数字孪生技术的广泛落地提供理论和实践参考。
中图分类号： TP319
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212443
中文引用格式： 唐学用，姚俊荣，万会江，等. 区域多能源系统数字孪生应用平台构建[J].电子技术应用，2022，48(1)：59-66.
英文引用格式： Tang Xueyong，Yao Junrong，Wan Huijiang，et al. Construction of digital twin application platform for regional multi-energy system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(1)：59-66.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212443
中文引用格式： 唐学用，姚俊荣，万会江，等. 区域多能源系统数字孪生应用平台构建[J].电子技术应用，2022，48(1)：59-66.
英文引用格式： Tang Xueyong，Yao Junrong，Wan Huijiang，et al. Construction of digital twin application platform for regional multi-energy system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(1)：59-66.
Construction of digital twin application platform for regional multi-energy system
Tang Xueyong1，Yao Junrong2，Wan Huijiang3，Li Zhen1，Yang He4
1.Power Grid Planning & Research Center，Guizhou Power Grid Co.，Ltd.，Guiyang 550003，China； 2.Guizhou University，Guiyang 550003，China； 3.Power Dispatching Control Center，Guizhou Power Grid Co.，Ltd.，Guiyang 550003，China； 4.Sichuan Energy Internet Research Institute，Tsinghua University，Chengdu 610213，China
Abstract： For the status quo of lack of high-performance platforms that support the access, management and operation of upper-layer applications such as dynamic planning and operation optimization of digital twins in regional multi-energy systems, this paper takes into account the requirements of digital twin applications for communication efficiency and data security, with the help of CloudPSS cloud simulation platform, the software and hardware of a secure, flexible, and scalable digital twin application platform including the basic layer, application layer, and business layer are designed. Taking Guizhou Hongfeng Lake regional multi-energy system as the pilot area, it introduced the construction process of the regional multi-energy system digital twin application platform including modeling and simulation, data communication and application integration functions. The built regional multi-energy system digital twin application platform serves as an ideal tool for realizing digital twins from concept to application, its architecture design plan and specific construction experience can provide theoretical and practical references for the wide implementation of digital twin technology.
Key words : regional multi-energy system；digital twin；application platform；CloudPSS
0 引言
区域多能源系统是包含电力、天然气、供冷热、分布式发电设备、储能设备的物理系统，其多种能源的源、网、荷、储深度融合、紧密互动，能够有效提升能源供用系统的灵活性、安全性、经济性和自愈能力[1]，但同时区域多能源系统具有多能相互耦合、含有大量电力电子设备、暂态过程跨多时间尺度的特点，使传统的控制、规划策略和仿真手段受到挑战。一方面，传统确定性建模仿真工具无法支撑区域多能源系统的随机性特点；另一方面，区域多能源系统复杂性高，传统基于经验驱动的优化模型难以直接用于区域多能源系统的优化运行。可以看出，目前区域多能源系统规划、运行受定制化的控制策略和拓扑运行数据失真的制约，难以在经济性、可靠性上取得进一步突破。
为解决上述问题，在建模层面，有必要从经验驱动向经验+数据驱动模式转变；在仿真层面，有必要考虑随机性的仿真；在分析层面，有必要从传统的建模仿真分析，进一步上升为仿真驱动的优化工具，从而指导区域能源系统的规划运行，数字孪生技术应运而生。
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作者信息：
唐学用1，姚俊荣2，万会江3，李 震1，杨 禾4
(1.贵州电网有限责任公司电网规划研究中心，贵州 贵阳550003；
2.贵州大学，贵州 贵阳550003；3.贵州电网有限责任公司电力调度控制中心，贵州 贵阳550003；
4.清华四川能源互联网研究院，四川 成都610213)
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