利用AnyLogic仿真建模优化能源系统

利用AnyLogic仿真建模优化能源系统

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(EDF Company)的联合研究中心,是一个处理不同地区能源系统分散化并促进可再生能源的组织。与传统能源系统不同的是,局域能源系统不需要长距离输电,因为它们的位置接近它们所服务的负载。由于层次更少,它们提供了电力存储、可再生能源包含和需求预测的前景。EIFER工程师选择了AnyLogic仿真建模来找出本地化系统应该如何规划和操作。它帮助设计了多尺度模型,其中包括能源系统的所有部分,旨在理解整个系统尺度的因果关系。有了AnyLogic,该公司敢于处理分散系统中可能发生的紧急现象。

案例#1:岛屿系统智能电网建模-需求侧灵活性

能源系统仿真建模

问题:

岛屿地区的能源生产非常昂贵,而且依赖于石油的成本。EIFER旨在测试光伏元件的加入将如何影响这些地区的经典能源系统,从而试图降低成本和石油依赖。

能源系统仿真建模

解决方案:

电流系统根据电压区域由三个刻度组成。光伏元件选用电压最低的区域(最终客户水平)。在将这些数据分布到模型中并进行实验之后,数据被重新聚合,以捕捉对整个系统的影响,避免任何损坏和电力过度消耗。

他们决定模拟当岛屿部分被云层覆盖时的场景,以测试系统的平衡是否会被打乱。结果发现,由于云层覆盖,位于非多云区域的热电厂产量更高,这可能导致系统失衡。

结果:

AnyLogic模型帮助模拟了光伏发电对该岛当前能源系统的影响。采用云覆盖场景测试模型的灵活性,并显示气象对系统的影响。

案例#2:本地能源系统管理的优化

能源系统仿真建模

问题:

EIFER的研究人员不仅研究新的发电方式,还研究已经存在的发电方式,即热电联产。这一过程包括同时发电和有效加热,从而降低生产成本。同时,这也是减少碳排放最具成本效益的方法之一。EIFER的工程师使用AnyLogic对热电联产能源系统的行为进行建模和优化,并找出各种能源是如何相互作用的。


解决方案:

在基于agent的模型中,生产工厂产生电和热,而普通民众和第三产业消费电和热。供暖由家庭提供,而电力则由家庭或电网提供。产出统计数据显示能源是如何在消费者之间分配的,并使分析资本和运营支出成为可能。

结果:

AnyLogic帮助将能源系统表现为一个整体,将各个独立的部分连接在一个模型中。使用AnyLogic,我们创建了一个建模库,以简化在其他模型中重用某些块和代理。用户友好的界面简化了与模型的交互,方便不熟练的AnyLogic用户。

输出统计数据允许建模人员捕捉影响能源系统的季节性因素,并分析经济指标。

结论:

能源系统往往是多尺度的,容易受到各种因素的影响。使用AnyLogic仿真建模,可以简化复杂的系统,并捕捉与变量相关的问题,演示在一个尺度上的变化如何影响整个系统。


要了解更多关于EIFER如何执行能源系统分权和应用可再生能源的信息,请阅读以下论文:

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