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。
中圖分類號： TP319
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212443
中文引用格式： 唐學用，姚俊榮，萬會江，等. 區域多能源系統數字孿生應用平臺構建[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212443
中文引用格式： 唐學用，姚俊榮，萬會江，等. 區域多能源系統數字孿生應用平臺構建[J].電子技術應用，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
區域多能源系統是包含電力、天然氣、供冷熱、分布式發電設備、儲能設備的物理系統，其多種能源的源、網、荷、儲深度融合、緊密互動，能夠有效提升能源供用系統的靈活性、安全性、經濟性和自愈能力[1]，但同時區域多能源系統具有多能相互耦合、含有大量電力電子設備、暫態過程跨多時間尺度的特點，使傳統的控制、規劃策略和仿真手段受到挑戰。一方面，傳統確定性建模仿真工具無法支撐區域多能源系統的隨機性特點；另一方面，區域多能源系統復雜性高，傳統基于經驗驅動的優化模型難以直接用于區域多能源系統的優化運行。可以看出，目前區域多能源系統規劃、運行受定制化的控制策略和拓撲運行數據失真的制約，難以在經濟性、可靠性上取得進一步突破。
為解決上述問題，在建模層面，有必要從經驗驅動向經驗+數據驅動模式轉變；在仿真層面，有必要考慮隨機性的仿真；在分析層面，有必要從傳統的建模仿真分析，進一步上升為仿真驅動的優化工具，從而指導區域能源系統的規劃運行，數字孿生技術應運而生。
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作者信息：
唐學用1，姚俊榮2，萬會江3，李 震1，楊 禾4
(1.貴州電網有限責任公司電網規劃研究中心，貴州 貴陽550003；
2.貴州大學，貴州 貴陽550003；3.貴州電網有限責任公司電力調度控制中心，貴州 貴陽550003；
4.清華四川能源互聯網研究院，四川 成都610213)
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