一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及仿真模拟技术领域，具体为一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真方法及系统，仿真系统包括用于配置工程进行灵活的设置模拟源以及实际设备的不同组合情况，实现用户侧千变万化场景的仿真而搭建的仿真实验平台，有益效果为：通过融合数字孪生和半实物仿真的平台，用于新型负荷管理系统的仿真模拟，在仿真过程中对：策略的开发和验证

【技术实现步骤摘要】
一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真方法及系统


[0001]本专利技术涉及仿真模拟
，具体为一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真方法及系统
。

技术介绍

[0002]目前负荷管理系统仿真验证平台多以电网运行的角度出发，侧重于电网调度和整体流程验证，更多的考虑稳态下的最优潮流问题，目前负荷管理系统仿真验证主要用于验证需求响应
、
有序用电等业务的流程，虽然也有的系统具备了半实物仿真的特性使其拥有接入真实设备的能力，但也集中于稳态工况下的效果验证，平台对于设备层级的验证和柔性控制特性的研究不足
。
[0003]在构建新型负荷管理系统的过程中，没有好的调测手段，典型日不易确定
、
典型场景不易确定
。
真实的系统受限于用户的正常使用
、
智能化不足
、
设备组成不够典型等问题不足以支撑负荷管理策略的验证和评估
。
[0004]模拟过程中，在场景定义方面
、
时间尺度上
、
故障模拟上和策略验证方面均存在缺陷，目前有关负荷管理仿真验证平台主要着眼于需求响应
、
有序用电等业务流程的仿真，且均以电网调度大系统的角度出发（自顶向下），而对于以光
、
储
、
充
、
空调和柔性负荷构成的混合资源的具体以及整体参与互动任务考虑不足，时间尺度不能自适应不同场景的需求，半实物仿真只考虑真实设备和数字模型而没有考虑物理实验设备的助力，对于不同层面的故障考虑较少
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统，所述仿真系统包括：用于配置工程进行灵活的设置模拟源以及实际设备的不同组合情况，实现用户侧千变万化场景的仿真而搭建的仿真实验平台；按照物理机理创建独立设备的机理模型；根据业界典型设备的典型规格创建电力电子详细模型；根据历史数据通过数据分析的方法，通过辐照度或光伏系统发电功率生成光伏的典型日及典型工况；根据行业用能负荷数据生成典型日及典型负荷曲线，并提供用户自定义和导入历史数据的接口；创建用于通信聚合远程设备或系统的镜像数字模型；利用场景生成的方法，根据客户提供的数据或预置数据库中的数据生成典型系统拓扑；
通过
B/S
架构的可视化软件，通过与模型对应的
CAD
组件的拖拽和连线组成系统，生成仿真验证的目标数字孪生镜像
。
[0007]优选的，所述模拟源设备包括物理模拟源（光伏模拟器
、
电池模拟器
、
电网模拟器）
、
物理实验装置（空调冷水机组实验装置
、
用户负荷实验装置
、
天然气发电实验装置）
、
真实设备（光伏变流器
、
储能变流器
、
充电桩等）以及数字实时仿真机
。
[0008]优选的，所述设备的机理模型是针对设备实际的物理运行自画像，数字化搭建创建的
。
[0009]优选的，设备的机理模型包含设备运行的逻辑切换节奏，故障的处理应对以及通信给定以及控制
、
不同场景下的设备组合，能量流动运行的自画像
。
[0010]优选的，所述电力电子详细模型用以支持用户侧和园区侧的用电特性
。
[0011]优选的，所述用户侧搭建微电网的主要设备有储能
、
光伏
、
空调
、
充电桩
、
潮流互济设备
、
用能负荷，园区侧设备典型的规格包括电能质量，以及瞬态的电压电流部分的特性
。
[0012]一种根据上述数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统实现的方法，所述方法包括以下步骤：
S1
：时间尺度上的模拟，由
CAD
组件约束的系统是数字孪生镜像的体现，通过选择大步长实时仿真进行业务流程的验证
、
通过选择小步长实时仿真进行系统暂态的仿真
、
通过选择加速仿真进行季节性等长时间尺度的仿真
、
通过选择自适应仿真步长在长时间仿真中实现某一时间断面时间段的实时仿真，用于评估策略或设备在长时间尺度的表现；
S2
：通过网关可以将客户的系统映射到梳理孪生镜像中在改造的设备选型或选址定容问题上提供一下相对有依据的方案；
S3
：仿真系统通过仿真后台管理软件进行灵活重构，模拟负荷用户侧的源
‑
网
‑
荷
‑
储系统的典型设备规格
、
系统拓扑；
S4
：在策略验证方面，基于不同场景下的不同层级（配电主站调度策略
、
微网能量管理策略
、
设备协同策略）的策略进行验证和评估，通过自动代码生成的方法生成
SOA
（面向服务的架构）软件，加快控制的开发验证进度；
S5
：故障模拟上，通过仿真后台管理软件，对于任务的下方
、
故障的产生按照时序进行事件的编辑构成测试用例，数字孪生系统按照事件和映射真实设备的模型以及物理特性进行推演
。
[0013]优选的，所述仿真验证平台兼容不同时间尺度，将配网调度
、
需求响应等业务主站
、
智慧能源单元控制器
、
能量管理系统
、
光伏逆变器等设备厂家的测试整合到一起，一个平台完成原本多个平台测试的任务，通过时间尺度和仿真步长的设置可以方便的调整到不同阶段测试内容
。
[0014]优选的，所述仿真验证平台可以将区域级电网
、
综合能源微网
、
微电网
、
新能源发电及电力电子负荷进行模拟
。
[0015]优选的，所述仿真验证平台的模拟还包括在综合能源微网和微电网的仿真模拟上
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过融合数字孪生和半实物仿真的平台，用于新型负荷管理系统的仿真模拟，在仿真过程中对：策略的开发和验证
、
场景定义方面
、
时间尺度上和故障模拟上等方面
进行调整，实现了按照事件和映射真实设备的模型以及物理特性进行推演，提高了模拟仿真的精度，进而增大了仿真的适配范围
。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的流程图
。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统，其特征在于：所述仿真系统包括：用于配置工程进行灵活的设置模拟源以及实际设备的不同组合情况，实现用户侧千变万化场景的仿真而搭建的仿真实验平台；按照物理机理创建独立设备的机理模型；根据业界典型设备的典型规格创建电力电子详细模型；根据历史数据通过数据分析的方法，通过辐照度或光伏系统发电功率生成光伏的典型日及典型工况；根据行业用能负荷数据生成典型日及典型负荷曲线，并提供用户自定义和导入历史数据的接口；创建用于通信聚合远程设备或系统的镜像数字模型；利用场景生成的方法，根据客户提供的数据或预置数据库中的数据生成典型系统拓扑；通过
B/S
架构的可视化软件，通过与模型对应的
CAD
组件的拖拽和连线组成系统，生成仿真验证的目标数字孪生镜像
。2.
根据权利要求1所述的一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统，其特征在于：所述模拟源设备包括物理模拟源（光伏模拟器
、
电池模拟器
、
电网模拟器）
、
物理实验装置（空调冷水机组实验装置
、
用户负荷实验装置
、
天然气发电实验装置）
、
真实设备（光伏变流器
、
储能变流器
、
充电桩等）以及数字实时仿真机
。3.
根据权利要求1所述的一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统，其特征在于：所述设备的机理模型是针对设备实际的物理运行自画像，数字化搭建创建的
。4.
根据权利要求3所述的一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统，其特征在于：所述设备的机理模型包含设备运行的逻辑切换节奏，故障的处理应对以及通信给定以及控制
、
不同场景下的设备组合，能量流动运行的自画像
。5.
根据权利要求1所述的一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统，其特征在于：所述电力电子详细模型用以支持用户侧和园区侧的用电特性
。6.
根据权利要求5所述的一种数字孪生的负荷管理数字物理混合仿真系统，其特征在于：所述用户侧搭建微电网的主要设备有储能
、
光伏
、
空调
、
充电桩
、
潮流互济设备
、
用能负荷，园区侧设备典型的规格包括电能质量，以及瞬态的电压电流部分的特性
。7.
一种根据权利要求1‑6中任意一项所述数字孪生的负荷管理数字物理...

【专利技术属性】
技术研发人员：江丽萍，杨顺东，李阳，李霁，黄恒猛，王吉庆，师延金，
申请(专利权)人：昆一西安智能控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：