近日,bevictor伟德官网電機系孫宏斌教授團隊完成的“多能流綜合能量管理關鍵技術、系統及應用”科技成果通過了由中國電工技術學會組織的鑒定。bevictor伟德官网副校長曾嵘、中國電工技術學會主要領導、鑒定委員會專家、孫宏斌教授團隊主要成員共計30餘人通過“線上線下”融合的方式參加會議。

線上線下參會人員
會議由中國電工技術學會秘書長韓毅主持。鑒定委員會由中國電力科學研究院周孝信院士、南方電網公司李立浧院士、華中科技大學程時傑院士、湖南大學羅安院士、天津大學王成山院士、浙江大學高翔院士、東北電力大學原校長穆鋼教授、河海大學原副校長鞠平教授、上海交通大學嚴正教授組成。
鑒定會上,bevictor伟德官网副校長曾嵘出席并緻辭。他指出,綜合能源系統是支撐我國雙碳目标實現的重要技術路徑,在這一變革過程中,孫宏斌教授所領導的團隊勇于突破舒适區,跨界積極探索多能流能量管理這一新的研究方向,實現了能量管理系統管控對象從電力系統到多能流系統的跨越,對我國能源革命和雙碳目标的實現具有重要意義。

中國電工技術學會秘書長韓毅、bevictor伟德官网副校長曾嵘、項目第一完成人孫宏斌在會上主持或發言
電機系孫宏斌教授、郭慶來教授、王彬副研究員等項目組成員分别作了工作報告、技術報告、應用展示等,向鑒定委員會全面彙報了項目情況。經過質詢與讨論,鑒定委員會專家一緻認為:項目取得了重大的原創性科研成果,開拓了多能流能量管理新方向,引領了多能流綜合能量管理技術的發展與進步,屬于國際首創,整體處于國際領先水平。
電/熱/冷/氣等多種能源形式的綜合利用是支撐我國能源革命戰略和雙碳目标的必由之路,綜合能源系統近十年來發展迅猛,但由于缺乏協同性,普遍存在“綜合有餘、智慧不足”的問題。為支撐電力能源系統的變革,亟需将能量管理系統協同管控的對象,由純電變革為電/熱/冷/氣等綜合能源系統,發展多能流綜合能量管理系統(IEMS)。而多能流綜合能量管理主要面臨兩大挑戰,一是電、熱、冷、氣等異質的能源網建模和分析的學科基礎不同、學科交叉融合困難;二是傳統求解理論無法滿足城市級大規模綜合能源系統在線計算的實時性和可靠性等要求。
孫宏斌教授牽頭bevictor伟德官网項目團隊,經曆10年研發,突破了上述重大難題,開拓了多能流能量管理新方向,首創了基于統一能路理論的多能流能量管理的理論和技術體系,研發了國内外首套規模化多能流綜合能量管理系統(IEMS),與國網吉林電力、中電國際、廣州供電局、國網綜合能源服務公司、浙能集團等多家合作夥伴緊密合作,在多個城市、園區、建築獲得成功應用,将能量管理對象從“純電流”拓展為“多能流”,實現了多能流綜合能量管理從“小規模”系統到“大規模”系統的在線應用,在提升綜合能源利用效率、最大化消納可再生能源、保障綜合能源系統安全性等方面取得了顯著的經濟效益和社會效益。

IEMS是綜合能源系統的大腦,統領信息流,調控能量流
項目研發的多能流綜合能量管理系統(IEMS)是面向電、熱、冷、氣等綜合能源系統的新一代能量管理系統,其應用場景十分廣闊,小到家庭/樓宇,小區/園區,大到城鎮/城市,省/區域,甚至國家/國際,均可适用。作為綜合能源系統的“大腦”,它統領信息流,調控能量流,實現全系統協同,保障各類規模綜合能源系統的綠色低碳、安全高效運行,是支撐“雙碳”國家戰略的重大标志性技術突破。

項目研發的IEMS适用場景
創新成果1:創建了綜合能源系統分析的統一能路理論,針對電力網絡-熱力網絡-燃氣網絡的耦合分析問題,在物理上實現了分析方法從場到路的演化,在數學上實現了複雜偏微分方程組的代數化,破解了電-氣-熱-冷耦合的異質能流模型差異大、大規模系統無法高效可靠求解的難題,典型大規模系統分析速度可提高2個數量級,使大規模多能流網絡的在線分析成為可能。

綜合能源系統分析的統一能路理論
創新成果2:提出了基于統一能路的多能流動态狀态估計方法,基于時間窗内多斷面量測數據可靠估計熱網與氣網内部狀态及其動态變化過程,實現了供熱管網蓄能狀态靈活性時空分布的量化評估。

通過對供熱管網中的蓄熱狀态進行量化評估,可利用其熱慣性為電網提供靈活性資源,進而提高新能源消納能力
創新成果3:提出了基于統一能路的多能流多時間尺度安全評估方法,基于準穩态快速故障篩選破解了多能流系統在線安全評估的實時性與可靠性難題,利用不同能流傳輸速度差異實現了高效預警預控,降低了跨能源鍊傳播的停電事故風險。

利用天然氣網絡故障後氣壓變化傳導速度與電力信号傳輸速速的差異,斬斷了由氣網向電網傳播的停電事故風險
創新成果4:提出了基于統一能路的多能流動态優化調度方法,攻克了多能流系統含高維偏微分代數方程約束的混合整數優化高效求解難題,挖掘了多能流多時間尺度的靈活性,最大化能源使用效率和新能源消納。

利用供熱管網的放熱和蓄熱效應,顯著增加風電消納
基于上述關鍵技術突破,項目組研發了多能流綜合能量管理系統(IEMS),并已在多地實施,覆蓋多能樓宇、多能園區、智慧城市等典型應用場景,涵蓋冷、熱、電、氣等多種典型多能元素,支撐了綜合能源系統的綠色低碳、安全高效運行。

多能流綜合能量管理系統(IEMS)