一种分布式能源的多系统集成平台的制作方法

1.本发明涉及新能源管理系统领域，具体涉及一种分布式能源的多系统集成平台。


背景技术：

2.风电、光伏、生物质能等新能源的应用越来越广泛，但由于新能源的不可控、难调节、难存储等问题，导致大量弃风弃光现象的发生。天然气是一种清洁能源，我国储量比较丰富，其分布式特性及灵活可控等优点恰好能够弥补新能源的不足，将天然气、风电、光伏、水电和火电等多能源的特性相结合，形成互补，则可以大大提高新能源的利用效率，减少环境污染。
3.将天然气分布式能源与风电、光伏、水电等清洁可再生能源相结合，可以降低风电、光伏等能源的限制比例，减少化石能源的使用，提高空气质量；另一方面，通过多能互补，可以大大提高能源的使用效率；另一方面，通过多能互补，减少化石能源使用，提高化石能源使用年限，增加能源战略储备。
4.但是，我国分布式能源管理系统存在如下差距：一是，研发能力薄弱，技术手段落后，开发周期长。分布式能源管理系统技术属新兴高科技领域，涉及能源监测与节能优化技术、用户端与电网公司管理系统的互动技术、分布式能源设备接入管理技术等，不仅需要高端的网络化集成控制技术做支撑，而且涉及的重要基础元件和研发设量大、面广。而目前国内自动化产品市场长期被西门子、罗克韦尔、施耐德这样的跨国企业所占领，而在新能源、ems能源管理领域的核心控制技术都是直接引进国外，从技术到产品，研发能力都很薄弱。综观国内该行业的企业，起步相对较晚，且绝大部分不具备自主产品研发、创新和测试能力，生产规模小、工艺装备落后，普遍缺乏与国外公司的竞争的能力。二是，相关产品研发缺少有效技术平台支持。分布式能源管理系统研究在国内是刚刚起步，在国外也是最新的研究领域，大部分国外企业都是在探索分布式能源管理系统互动的通信架构、实现机制和策略研究。例如，丹麦技术大学(dtu)建成了新的实验室syslab以供其分布式能源系统研究：syslab是一个集合了60kva柴油机发电机组、11kwgaia风机、55kwbonus风机、75kw备用负荷、以及45kva背靠背变流器组等设备的微网实验平台。研究方向包括“大规模可在生能源接入电网后电力市场的建模和议价机制”、“适合各国国情的储能技术”、“系统短时间内潮流分析”、以及“系统发电、输电、变电各环节更先进的通信技术”等四方面内容。但在我国缺少这样的研究开发实验平台，导致分布式能源管理系统技术的科研支撑能力较弱。三是，相关测试方法缺失，测试手段落后。分布式能源管理系统技术涉及产品检测安全性、可靠性，特别是通信安全性能涉及国家能源安全。国内企业在产品测试环节，存在着手段落后、试验周期较长、试验回路数不够、设备参数测量不能满足计量的要求等长期未解决的问题，也急需通过对测试设备提升，试验参数采集系统系统设计改进、检测控制手段提高等来解决。目前由于国内外分布式能源管理系统有关的标准还在制定过程中，非常需要相关的实验数据和测试方法来提供参考，因此根据测试的过程，提炼并建立技术研究的相关标准或者实验规范，有助于率先形成具有中国自主知识产权的分布式能源管理系统的技术规范，来制定
合理的、规范化的分布式能源管理系统的标准化体系，以保持国际竞争力。


技术实现要素：

5.本发明要解决的问题在于提供一种分布式能源的多系统集成平台，提升了分布式能源管理系统的智能程度，能对多种能源、多种系统进行集成，提升应用时可靠性。
6.为解决上述问题，本发明提供一种分布式能源的多系统集成平台，为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种分布式能源的多系统集成平台，包括：信息化展示系统、管网能流分析系统、能效评估系统、多时间尺度负荷预测系统、安全评估系统、多能流优化调度系统、快速应急服务系统；管网能流分析系统包括研究分布式能源站的冷、热、电三联供管网能量转换过程；建立分布式能源管网拓扑知识图，涵盖各分系统的关联信息、机组配置、工艺流程信息；实现分布式能源管网能量稳态信息模拟；多时间尺度负荷预测系统包括建立若干类型的负荷预测模型，包括分子可视化程序模型、神经网络模型、支持向量机模型、自回归滑动平均模型；研究适应变化环境下的负荷动态滚动预测方法。
8.采用上述技术方案的有益效果是：本技术方案针对前期已经开展的分布式能源项目管理和控制中存在的问题进行分析，提出分布式能源智能集成平台，并以平台为基础，构建业务服务，以期进一步提高分布式能源项目管理和控制水平，从而进一步提高能源的利用效率，为治理环境问题和解决新能源消纳问题做贡献。
9.能源管理的系统是管和控合体的节能技术的基础，其整合了自动化技术、信息化技术和系统节能的技术，经过对能源的计量、生产、消耗及输配实施动态的管理和监控，并优化和改进能源的平衡，从而实现节能降耗和对能源的高效利用。
10.特别是管网能流分析系统中的知识图可以规划更加全面与合理，也便于后期的学习与丰富。另外，多时间尺度负荷预测系统也包含多个模型，拓宽了应用面，提升了准确性。
11.作为本发明的进一步改进，信息化展示系统是基于分布式能源综合集成平台，构建分布式能源站设备场景图，展示设备基本信息及运行数据。
12.采用上述技术方案的有益效果是：信息化展示系统主要起到展示目的，方便人员第一时间观察与管理。
13.作为本发明的更进一步改进，能效评估系统是建立分布式能源能量流向节点效率图，建立能效评估指标体系，实现分布式能源不同时间尺度的能效评估系统开发。
14.采用上述技术方案的有益效果是：评估系统是用来评估实际的效果程度的，可以在不同时间尺度上来评估。
15.作为本发明的又进一步改进，安全评估系统是建立分布式能源预警预案管理方案，建立安全评估模型并搭建安全评估系统。
16.采用上述技术方案的有益效果是：增加一个安全评估系统，提升系统的安全运行系数。
17.作为本发明的又进一步改进，多能流优化调度系统是建立光气互补发电优化调度模型，开发多能流优化调度系统，实现调度方案模拟运行管理。
18.采用上述技术方案的有益效果是：为多种能源的协调提供基础。
19.作为本发明的又进一步改进，快速应急服务系统是建立抢修单位、危险源信息分
布管理图、现场信息查询、现场视频音频监控集成管理研究、分布式能源快速应急服务系统开发。
20.采用上述技术方案的有益效果是：是与安全评估系统是辅助的，在突破了安全安全评估系统后，快速应急服务系统能起到减少损失的作用。
21.作为本发明的又进一步改进，信息化展示系统、管网能流分析系统、能效评估系统、多时间尺度负荷预测系统、安全评估系统、多能流优化调度系统、快速应急服务系统所应用的实体对象包括实体能源、用户单元，实体能源包括天然气、水能、电能，用户单元包括酒店、新产业园区。
22.采用上述技术方案的有益效果是：起码能对天然气、水能、电能三种主要能源起到互补与应用的效果。
23.作为本发明的又进一步改进，拓扑知识图包括绘制和定制；按先后顺序依次为明确主题、启动平台、判定是否有相关主题知识图；当不具备相关主题知识图时，接着绘制新知识图、定制服务、保存与运行、知识图与服务关联、判定是否符合需求；当符合需求时，再判定是否发布知识图。
24.采用上述技术方案的有益效果是：上述是拓扑知识图一条主要线。
25.作为本发明的又进一步改进，判定是否有相关主题知识图时，当已具备相关主题知识图时，则下载已有知识图，再选择知识图的应用；然后共有三条路线，其中一条路线是选择浏览知识图。
26.采用上述技术方案的有益效果是：依靠三条路线，知识图能获得补充完善。
27.作为本发明的又进一步改进，再一条路线是关联知识图，选择焦点并绑定到其他知识图；又一条路线是解压知识图、修改和编辑知识图，然后再回到定制服务步骤。
28.采用上述技术方案的有益效果是：保证知识图能自学习与完善。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明一种实施方式的流程框图；
31.图2是本发明一种实施方式的知识图的流程图。
具体实施方式
32.下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
33.为了达到本发明的目的，。
34.商品企划的视觉化即模型vmd模型，vmd是一个分子可视化程序，该程序采用3d图形以及内置脚本来对大型生物分子系统进行显示、制成动画以及分析等操作。
35.神经网络模型即bp模型，bp是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络，是应用最广泛的神经网络模型之一。bp网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系，而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。
36.支持向量机模型即svm模型，因其英文名为support vector machine，故一般简称svm，通俗来讲，它是一种二类分类模型，其基本模型定义为特征空间上的间隔最大的线性分类器，其学习策略便是间隔最大化，最终可转化为一个凸二次规划问题的求解。
37.自回归滑动平均arma模型，autoregressive moving average model的简称为arma模型。是研究时间序列的重要方法，由自回归模型(简称ar模型)与移动平均模型(简称ma模型)为基础混合构成。在市场研究中常用于长期追踪资料的研究。
38.针对目前国内外在分布能源技术和集成平台方面研究中存在的问题，从目前迫切的需求出发，项目的总体目标为：
39.(1)开发一套通用的业务应用集成平台，在此平台之上可以进行二次开发；
40.(2)通过开发分布式能源集成平台，能够集成业务应用；
41.(3)通过平台，可以采用搭建的方式快速开发业务应用；
42.(4)通过平台，可以实现业务应用系统的可移植性、可扩展性、可复制性、综合集成(数据集成、系统集成、图片音频及视频的集成)；
43.(5)通过平台，可以构建分布式能源业务应用云，通过云服务形式实现分布式能源各种服务和应用；
44.(6)通过平台，可以实现快速组件化能源信息服务、能效评估服务、负荷预测服务、多能源互补调度服务、安全控制服务、快速应急服务等业务系统综合集成。
45.从项目的技术路线中可以发现，项目以服务为最终目标，以目前现有的业务为出发点，通过数字能网提供不同数据、对象、信息的集成环境，将现有业务模块化、组件化、应用流程化，采用组件库、主题库、专家库和知识图库多库联合的应用模式，基于智能集成平台，实现多用业务服务，最终达到服务互联互通、能够集成调控、可视可信和动态评估。下面对相关技术点及难点进行分析。
46.智能集成平台的开发。智能集成平台是应用系统间的桥梁，是应用系统和数据库之间的纽带，构建集成平台的目的就是能够满足多能互补业务的需求，能够使多能互补系统具有灵活性、适应性，以应对外界条件的随机性和不确定性，同时能使得系统具有可操作和适应动态变化的能力。
47.采用soa、saas、paas等面向服务的信息化整合技术，对信息服务、决策服务实施有机集成，在计算服务的支持下建设一个综合集成的智能集成平台，为整个信息化系统提供一体化的服务模型和操作接口，并且实现远程及分布式的服务框架，为多方面、多层次的决策与管理操作提供便捷途径。
48.智能集成平台的开发是本项目最核心的内容，其开发效果直接影响后期的应用，因此是本项目的最关键点也是技术难点。
49.组件技术。可以将各个应用模块封装成通用的组件，组件有输入和输出接口，通过接口可以传递信息和数据，各个组件相互独立，以接口联通，方便了系统的搭建。
50.组件技术是实现快速搭建的基础，如何将模块拆分并封装成组件是项目研究的关键技术。
51.web service技术。web service(web服务)使得服务请求者无需关心服务提供者的具体实现技术和物理位置，可以在开发阶段、部署阶段或完成阶段，对其进行绑定，实现连通。
52.soa架构。面向服务的体系结构(service-oriented architecture，soa)内核就是“业务敏捷化”，它将应用程序的不同功能单元(称为服务)，通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。
53.业务流程知识图绘制及定制。如图2所示，知识图及其著作工具包含在平台之中。一方面，将主题概念系统结构以知识图的形式进行表示；另一方面，在图上做web服务组件定制和组件与知识图关联，将已有知识图的概念节点同web服务关联，搭建成为业务化应用。知识图组织流程见下图。知识图制作过程体现了业务组成和人的经验与思维过程，是真正意义上的“人-机”结合，能够把人们“看不见、摸不着”的想法外显出来。基于知识图的形式化表示，可以获取、保存，对知识在制作过程中进行展示、交流、修改，并且与一般网络中的搜索引擎关联，可以方便查找和共享。
54.陕西是天然气资源较为丰富的大省，同时陕西又是雾霾较为严重的省份，通过引进清洁电，采用三联供和新能源密切配合的形式减少煤炭等高污染的使用，可以大为改善陕西的环境问题。分布式在能源的管理和技术应用是一项技术和管理难题，需要科研能力突出的高校和科研院所与企业进行配合，形成产、学、研一体化。分布式能源的控制技术和管理是核心问题，这既是机遇也是挑战。研究分布式能源系统能够紧密结合目前陕西的基本情况，研究分布式能源系统智能集成平台能够更好的支持分布式能源控制技术的实现和管理，构建分布式能源业务应用系统，实现分布式能源系统可移植性、可扩展性、可复制性、综合集成、模块化应用，建设一个互动化、自动化、信息化、智能化的具有海外竞争力能力的分布式能源集成应用平台，将有助于填补我国在该领域的多项空白，是我国分布式能源管理关键技术和产品突破国外跨国企业的技术壁垒，进入低碳能源战略市场的必要前提，具有重大战略意义。
55.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。