系统能效

该技术基于数据中台和知识中台构建运维 AI 大模型，开发了多场景算法模型和边缘智控一体机、故障诊断一体机、安全隐患一体机等产品，采用系统级、过程级与设备级等多层级环保设施及设备运维能效管控系统等关键核心技术，实现设备智能化监测与故障诊断、系统能效优化与智能控制，为企业提供过程控制、能效优化、设备故障诊断和设备安全等智慧运维综合解决方案。

直流输电输送了我国95%以上的跨区域电能，输电总容量相当于5.8个三峡工程装机容量。但目前直流输电系统缺乏有效的能效计量方法、高精度的直流计量及溯源成套设备和综合能效计量系统，因此在直流侧尚未开展电能计量，只能通过直流输电系统两端交流侧电能分析系统整体能耗，导致整个直流输电系统能耗是一个“黑匣子”，无法准确计量分析直流输电系统的能效水平。因此，亟需解决直流输电系统能效计量领域一系列技术难题，实现系统能效精准计量，推动直流输电系统进一步发展。通过产学研用协同攻关，项目取得了直流输电系统能效计量及溯源重大关键技术突破。 项目制定了国家计量检定规程JJG 1157-2018《直流电流互感器》等技术标准4项，规范了我国直流输电系统直流计量检定试验工作。项目获得发明专利授权13项，实用新型专利授权11项，软著4项，发表论文19篇，其中EI检索7篇，研制设备26套，开发系统及平台2套。中国电机工程学会鉴定认为：该成果在直流输电系统能效计量及溯源技术同类研究中，整体水平处于国际领先。

12月9日从江苏省市场监督管理局获悉，江苏省地方标准——综合能源系统能效测算导则（DB32/T4382-2022）于日前发布并实施。这是国内首个综合能源能效测算的地方标准，由国网江苏省电力有限公司营销服务中心牵头制定。

本项目成果通过理论知识与硬件设施相结合，围绕综合能源系统能源利用效率低下、用能成本居高不下、电能质量问题突出等问题，助力企业高效管理用能，实现安全、节能、降费。理论成果上，提出了综合能源系统建模与分析的“能量网络理论”：基于热力学、电网络、传热学与流体力学，从物理的层面挖掘不同能源子网络的共同特性，根据各能量网络广义变量间的本构关系建立综合能源系统统一模型，并引入㶲的概念从本质上提升综合能源能效潜力。该成果的主要包含4个方面的工作：1、从物理学基础理论和能量本质出发，研究能量和㶲传递、转换的动力学行为特征，构建公理化的能量网络理论，建立能量网络方程；2、研究能量网络方程的实用化模型，并提出求解的数值方法；3、深入研究能量和㶲在各种能源传递、转换、储能单元以及不同综合能源系统中的动力学行为特征；4、以按能源品位梯级综合利用为主线思路，借鉴㶲经济学的思路，研究综合能源系统的优化规划与优化运行的基础理论，并从理论研究向工程应用拓展。

低碳园区复合式能源系统合理的规划与配置对提升系统能效、降低成本、减少污染物排放等具有重要意义。首先，基于园区用能需求快速预测方法和能源系统动态仿真平台，提出了以综合评价指标为导向的低碳园区复合式能源系统优化规划配置方法，建立了虎克-捷夫算法和粒子群算法相融合的混合优化算法。然后，以典型低碳园区冷热电三联供耦合地源热泵、蓄能与燃气锅炉的多能系统为例，对比分析了不同优化算法的配置结果和优化速度，研究了综合优化目标最优、全生命周期成本、能耗最低等不同优化目标对容量优化配置结果和系统典型日运行情况的影响。结果表明，本文提出的优化配置方法和混合优化算法可以保证寻优能力、优化精确度，同时提高了优化计算性能。以综合评价目标最优的能源系统配置结果可以兼顾系统成本、经济运行、环境影响及低碳排放等多方因素，更有利于构建低碳园区最优能源形态。

松山湖能源互联共享平台（以下简称：平台）作为广东电网有限责任公司承接国家《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》（发改能源〔2016〕392号）相关要求，开展的第一批“互联网”+智慧能源项目，其建设内容在国内处于试点探索阶段，因此对于项目组来讲极具挑战。 平台以信息化和智能化为基础，推动能源互联网新技术、新模式和新业态发展，推动能源领域供给侧改革，支撑和推进能源革命。平台“大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能”等技术，结合电网电力供应，分布式能源电源布局、企业用户的供用能需求以及电动汽车运营要求，建立一个集网络化、信息化、智能化一体的能源信息共享平台。 平台建立了全国首个全景数字电网模型，基于时空GIS构建主配用、源网荷储和物联监控一体的实现电网“站线变户”模型全贯通和新能源“源网荷储”模型全衔接，并通过物联网平台将物模型与电网模型挂接，实现了从500kV电压等级到380/220V电压等级的全域能量网络中的全面实时感知，并基于大数据平台实现对全域能量网的调度和优化； 平台基于物联网技术和移动技术实现了设备的纵向物联，服务的横向互联，利用5G、Lora等通信技术实现通信“最后一公里”的搭建，利用云计算、大数据和移动应用为能源生产、运营、监管、服务、消费各方提供“五位一体”的能源应用服务。实现了全域能量网络的全面状态感知和优化调控。平台注册用户可以通过手机APP快速查询被授权的相关能源设施运行信息，使能源消费上下游实现信息即时贯通。 平台还以松山湖区局大楼三联供燃气机组为试点，分层研究了楼宇级、园区级和区域级多能互补综合能源系统能效评估模型和方法，并在平台进行了固化，实现了综合能源与电力网络的优化互补和电能的削峰填谷的需求响应，为区域能源的优化、节能提供了基础支撑。 在平台建设和研究期间，除完成平台建设外，还申请了发明专利20项、已发表和录用论文共14篇（其中SCI检索论文1篇、中文核心期刊4篇、EI检索论文9篇）。 通过平台与物理层的协同，预计到2025年，松山湖高新产业园区清洁能源发电量将占园区总用电量的15%以上，园区单位GDP能耗将降至0.142吨标准煤/万元以内。不仅能为区域节约能源，降低能源使用成本，还能优化区域商业环境，实现区域环境的绿色低碳，支撑粤港澳大湾区的建设和发展。

电-气-热综合能源系统是构建高效能源系统的必然选择。通过电、气、热相互耦合，减少能源转换环节，可提高整体用能效率，是当前我国能源结构调整、能源转型升级的重要方向。 其中，高效运行是电气热综合能源系统的关键，目前存在三大难题：①工程模型误差大。电、气、热多能流动态交互机理复杂，数学上描述为高阶偏微分方程，工程不可求解；②设计方案粗放。现有设计方法无法计及运行过程管线、流量等关键参数，系统能效潜力难以充分挖掘；③运行控制复杂。电气热系统控制特性涵盖“秒-分钟-小时”，现有气热系统多采用计划调度，系统高效运行难以真正实现。 项目依托国家自然科学基金和江苏省科技支撑项目，历时7年科研攻关， 项目授权发明专利32项，其中海外专利3项（美国1项、澳大利亚2项）；发表论文51篇，其中SCI论文34篇（中科院一区20篇，ESI高被引3篇）；获软件著作权4项。中国电机工程学会组织，刘吉臻院士领衔的鉴定委员会认为：“技术成果达到国际领先水平”。 项目成果在国网综合能源服务公司、协鑫集团等单位得到应用，推广至浙江、上海、海南等16个省份，能源综合利用效率均显著提升。获第47届日内瓦国际发明金奖，得到英国电网示范中心、澳大利亚新南威尔士大学等海外机构充分认可并应用。近三年，累计经济效益4.8亿元，实现了我国电气热综合能源系统高效运行技术的国际引领。