
地方能源社区(LEC)已被欧盟(EU)视为能源转型的关键组成部分。为了维持高效、可持续且稳定的能源供应,电力、天然气和供热等不同基础设施的整合,以及能源供应的波动性,给欧洲能源系统和地方能源系统都带来了复杂的挑战。 通过利用智能信息和通信技术(ICT)平台、全面监测、先进控制工具以及精密的端到端数据处理,探索将各种能源路径和流程相互连接的新途径,即可应对这些挑战。因此,对于未来的LEC而言,必须提供必要的智能支持,以在区域层面管理多能源系统,并实现本地能源区域系统与上级系统的互联。 在此框架下,生活实验室(Living Labs)构成了一个极具价值的试验平台,可用于开展将可持续能源技术集成到实际系统中的基础研究。在尤利希研究中心(FZJ),我们开发了“生活实验室能源园区”(LLEC),该园区将多个用于能源生产和储存的能源示范项目、全面的楼宇自动化系统以及ICT基础设施整合到了现有的校园中。 由此形成的基础设施为未来高比例间歇性可再生能源的多模式区域能源系统提供了理想的测试平台。其中包括:利用本地超级计算机余热并配有相应热泵的低温区域供热(LTDH)系统、多个光伏发电装置、两套大型电池储能解决方案,以及多辆具备车辆到电网(V2G)功能的汽车和充电站。 针对此类智能能源社区(LEC)的运行,开发和测试信息通信技术(ICT)平台及相关算法是一项复杂且耗时的任务。特别是,在平台复杂度激增、导致无法在合理时间内完成测试之前,采取渐进式原型设计方法至关重要。 为此,我们制定了一套三步法,用于测试和验证由我们所在机构——FZJ能源与气候研究所能源系统工程部(IEK-10)——开发的算法和ICT平台。该方法使我们能够灵活地从控制与调度方案的早期测试,过渡到对集成已开发控制方案的完整ICT解决方案进行全面的现场测试。 这三个主要步骤包括: - 仿真测试(仿真 ),用于初步评估调度与控制算法的性能。 - 硬件在环测试(Hardware-in-the-loop),利用与现场部署时完全一致的软硬件实现方案来评估控制方案。 - 现场测试,即将开发的控制解决方案部署到现场进行最终测试。 在本次演讲中,将探讨旨在测试新控制解决方案的这三个主要步骤,并重点阐述其局限性和优势。随后,将介绍用于实现这些方案的基础设施。最后,将展示该基础设施的一些应用实例。