在能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,能源的生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)環(huán)節(jié)高度融合,形成了復(fù)雜的能源生態(tài)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)涉及發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商、能源用戶等多個(gè)主體,各主體在能源流動(dòng)中扮演不同角色,其目標(biāo)與利益訴求存在差異。構(gòu)建多主體協(xié)同優(yōu)化框架,對(duì)于提升能源利用效率、保障能源供應(yīng)穩(wěn)定、推動(dòng)能源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
多主體協(xié)同優(yōu)化框架的核心在于實(shí)現(xiàn)不同主體間的信息共享與協(xié)同決策。發(fā)電企業(yè)需根據(jù)市場(chǎng)需求、能源價(jià)格和自身發(fā)電成本,合理安排發(fā)電計(jì)劃。電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商要保障電力傳輸?shù)陌踩c穩(wěn)定,優(yōu)化電網(wǎng)潮流分布,降低線損。儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商需依據(jù)電價(jià)波動(dòng)和電網(wǎng)負(fù)荷情況,合理控制儲(chǔ)能設(shè)備的充放電策略,實(shí)現(xiàn)削峰填谷。能源用戶則希望在滿足自身用能需求的前提下,降低用能成本。為實(shí)現(xiàn)各主體間的協(xié)同,需建立統(tǒng)一的信息平臺(tái),打破信息壁壘,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。通過(guò)該平臺(tái),各主體可獲取其他主體的運(yùn)行狀態(tài)、能源需求和供應(yīng)能力等信息,為協(xié)同決策提供數(shù)據(jù)支持。
在協(xié)同決策機(jī)制方面,可采用分層遞階的控制結(jié)構(gòu)。上層為能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)中心,負(fù)責(zé)制定全局性的能源調(diào)度策略和優(yōu)化目標(biāo)。該中心基于大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法,對(duì)能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè),綜合考慮各主體的利益訴求,制定出兼顧整體效益和個(gè)體利益的優(yōu)化方案。中層為各主體的區(qū)域協(xié)調(diào)中心,負(fù)責(zé)將上層協(xié)調(diào)中心的指令進(jìn)行分解和細(xì)化,并結(jié)合本區(qū)域的實(shí)際情況,制定具體的執(zhí)行計(jì)劃。下層為各主體的本地控制系統(tǒng),負(fù)責(zé)執(zhí)行上層下達(dá)的指令,實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),確保能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
以廣東電網(wǎng)廣州供電局牽頭承擔(dān)的從化明珠工業(yè)園多元用戶互動(dòng)多能協(xié)同示范工程為例,該工程構(gòu)建了大型工業(yè)園區(qū)冷/熱/電/氣、源 - 網(wǎng) - 荷 - 儲(chǔ)協(xié)同的綜合能源數(shù)字化系統(tǒng)。園區(qū)內(nèi)建有大量可再生能源發(fā)電設(shè)施,為充分就地消納可再生能源,挖掘園區(qū)可再生能源的供應(yīng)潛能,工程將可再生資源與儲(chǔ)能搭配使用,讓儲(chǔ)能起到“充電寶”的效應(yīng),有效提高了園區(qū)可再生能源的滲透率。針對(duì)園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)線負(fù)荷特性,引入壓差發(fā)電、熱能梯級(jí)利用、余熱回收、空調(diào)節(jié)能改造等措施,為企業(yè)量身定制節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)方案。在此基礎(chǔ)上,建立了一套多能協(xié)同的智能調(diào)度系統(tǒng),充分消納光伏發(fā)電和天然氣冷熱電三聯(lián)供等清潔能源,助力企業(yè)能源管理,實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用和優(yōu)化配置。
伏鋰碼云平臺(tái)在能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的多主體協(xié)同優(yōu)化領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗(yàn),形成了完整的智慧能源管理方案。在智慧風(fēng)電領(lǐng)域,伏鋰碼云平臺(tái)為某風(fēng)電企業(yè)打造了多主體協(xié)同優(yōu)化平臺(tái)。該平臺(tái)整合了風(fēng)電場(chǎng)、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù),通過(guò)智能算法實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電功率的精確預(yù)測(cè)和儲(chǔ)能設(shè)備的優(yōu)化調(diào)度。在風(fēng)速波動(dòng)較大的情況下,平臺(tái)可根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷需求和電價(jià)信息,動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電功率和儲(chǔ)能設(shè)備的充放電策略,使風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)率降低,儲(chǔ)能設(shè)備的收益提升。
在智慧能源管理領(lǐng)域方面,伏鋰碼云平臺(tái)為某大型工業(yè)園區(qū)提供了多主體協(xié)同優(yōu)化服務(wù)。平臺(tái)將園區(qū)內(nèi)的發(fā)電企業(yè)、用能企業(yè)和儲(chǔ)能企業(yè)納入統(tǒng)一管理,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各企業(yè)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)情況,優(yōu)化能源分配方案。在用電高峰時(shí)段,平臺(tái)可協(xié)調(diào)儲(chǔ)能企業(yè)釋放電能,滿足園區(qū)企業(yè)的用能需求,引導(dǎo)用能企業(yè)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,降低高峰時(shí)段的用電負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)了園區(qū)能源的供需平衡和高效利用。