前言
欧洲能源研究所(EIFER)是卡尔斯鲁厄理工学院和法国电力公司共同创建的联合研究中心。它致力于在各个地区分散能源系统,并促进可再生能源。与传统的能源系统不同,本地化的能源系统不需要长距离传输电力,因为它们位于它们所服务的负载附近。
地方电网通常更自由地容纳电力存储、可再生能源和与需求预测相关的智能技术。EIFER工程师选择AnyLogic仿真建模来确定如何实现具有各种新功能的本地化系统。该软件允许设计多尺度模型,代表能源系统的所有部分,并允许调查整个系统现象的原因和影响。通过AnyLogic,该研究所还模拟了可能影响分散能源系统的紧急情况的处理。
案例#1:岛屿系统上的智能电网建模-需求端的灵活性
问题
在岛屿领土上生产能源是昂贵的,往往取决于石油的成本。作为其减少石油依赖和帮助降低成本工作的一部分,EIFER希望测试光伏太阳能的加入将如何影响这些地区的传统能源系统。
解决方案
目前的电力系统由三个基于电压的电网组成。选择电压最低的区域(消费者水平)实施光伏太阳能。在模型中加入太阳能电池板后,进行了实验,以了解它们对整个系统的影响,以及如何避免停电或限电。
设计了一个部分被云层覆盖的岛屿的场景来测试系统的稳定性。这使得分析人员发现,在某些情况下,云层覆盖期间的火力发电可能会导致系统失衡。
结果
AnyLogic建模帮助模拟了光伏太阳能对该岛当前能源系统的影响。利用云覆盖场景,EIFER显示了气象条件可能对电力系统产生的影响。
案例2:本地能源系统管理的优化
问题
EIFER的研究人员不仅研究新的发电方式,也研究现有的发电方式,即热电联产。这一过程包括同时发电和有用的加热,总体上降低了生产成本。这是减少碳排放最具成本效益的方法之一。
EIFER工程师使用AnyLogic来建模和优化热电联产能源系统的行为,并找出其各种能源是如何相互作用的。
解决方案
基于代理的模型代表了热电联产厂的电力和热力生产、家庭和其他第三部门的消费者。热量进入家庭,而电力可以进入家庭或电网。该模型的输出统计数据显示了能源在消费者之间是如何分配的,并使分析资本和运营支出成为可能。
结果
AnyLogic帮助整体地表示能源系统,将不同的系统和实体连接到一个模型中。由于AnyLogic的可扩展性,我们创建了一个建模库,从而更容易在其他模型中重用自定义块和代理。而且,对于最终用户来说,用户友好的界面简化了与模型的交互。
模拟模型运行的统计数据使EIFER分析师能够发现季节性因素及其如何影响能源系统,并观察相关的经济指标。
结论
能源系统是由多个层次组成的,并受到许多外部因素的影响。使用AnyLogic仿真软件,可以对复杂系统进行建模,并揭示与变量和互连相关的问题,演示一个领域的变化如何影响整个系统。
要了解更多关于EIFER如何执行能源系统的去中心化和应用可再生能源,请阅读以下论文:
