Интеллектуальная система управления с функцией предиктивной аналитики
Локально развёртываемый диспетчер верхнего уровня для локальных энергосистем. Прогнозирует режим, рассчитывает экономически оптимальный план и передаёт допустимые задания существующей автоматике источников, накопителей и зданий, не заменяя их защит.
Одна задача для любой локальной энергосистемы
Энергосистема района с энергоцентрами зданий, кампус, промышленная площадка, узел «ВИЭ плюс накопитель» или объект с резервной генерацией ставят перед диспетчером один и тот же вопрос. В каждом интервале нужно выбрать состав и загрузку источников, режим накопителей и обмен с сетью так, чтобы покрыть нагрузку с минимальными затратами и не нарушить ограничения оборудования, разрешённую мощность присоединения и тарифные условия.
Как решается сегодня
Вручную или правилами локальной автоматики, которая видит только свой агрегат или своё здание. Согласованного режима всей системы не возникает.
Что делает ИСУ
Решает ту же задачу как задачу математической оптимизации в темпе процесса и для энергосистемы в целом, с учётом прогноза, тарифов и ограничений.
Что получает владелец
Переход от отдельных автоматизированных установок к согласованному режиму всего энергопериметра и эффект, измеряемый относительно согласованной базовой линии.
Оптимизатор режимов с прогнозирующей моделью
Оптимизатор работает на скользящем горизонте. На основе цифровой модели энергосистемы и прогноза нагрузки и выработки он рассчитывает на сутки вперёд состав включённых источников, распределение нагрузки, графики заряда и разряда накопителей и обмен с внешней сетью, а затем пересчитывает план по мере поступления новых данных.
Целевая функция
- стоимость покупной энергии по тарифным зонам
- плата за мощность
- стоимость топлива собственной генерации
- износ оборудования
Ограничения
- разрешённая мощность присоединения
- допустимые диапазоны и темпы изменения нагрузки агрегатов
- минимальное время работы и простоя
- глубина разряда и ресурс накопителей
- приоритеты потребителей и резерв на случай отказа
Каждое задание проверяется на допустимые диапазоны, исполнение контролируется по факту. Локальные защиты и автоматика остаются независимыми от платформы.
Три компонента, которые делают оптимизатор работоспособным на реальном объекте
Цифровая модель энергосистемы
Источники, накопители, потребители, связи и ограничения описываются как конфигурация, а не как код. Объект любого состава и оборудование любых производителей подключаются без изменения ядра.
Предиктивная аналитика и качество данных
Телеметрия и показания приборов учёта проверяются до передачи в оптимизатор. Тот же контур строит прогноз нагрузки и выработки и заранее выявляет отклонения в работе оборудования. Недостоверные данные понижают доверие к источнику, а не превращаются в ошибочную команду.
Деградированное управление
Потеря связи или отказ оборудования трактуется как штатный сценарий. Недоступные элементы исключаются из задачи, платформа переходит на согласованный безопасный режим и после восстановления возвращает элементы в контур без остановки объекта.
Интеграция и безопасность
Платформа развёртывается локально на вычислительных ресурсах заказчика и интегрируется с автоматикой источников, системами управления зданиями, PCS и BMS накопителей и приборами учёта. Доступ разграничен по ролям, все команды журналируются, управляющий контур может быть штатно отключён.
Одна платформа, разные конфигурации
Энергосистема района
Координация энергоцентров зданий, накопителей и управляемых нагрузок с учётом тарифов и ограничений сети. Расчётный баланс потоков энергии между участниками.
Узел «ВИЭ плюс накопитель»
Работа по графику выдачи, сглаживание выработки, управление зарядом и разрядом по прогнозу и тарифам.
Городская СНЭ и микрогенерация
Диспетчеризация распределённых накопителей и малой генерации как единого управляемого ресурса.
Резервный энергоузел
Островной режим, приоритеты потребителей, состав и загрузка собственной генерации при ограничениях сети.
Электрический контур обязателен, тепловая и холодильная нагрузка зданий включаются в модель как измеряемые контуры при наличии данных.
Системы управления микросетями существуют. ИСУ отличается совокупностью четырёх проверяемых функций
Зарубежные EMS и DERMS решают близкую оптимизационную задачу, российские платформы диспетчеризации зданий и системы предиктивного мониторинга закрывают отдельные её части. По результатам сравнительного анализа ИСУ отличает сочетание четырёх функций.
| Функция | Что это означает для владельца энергосистемы |
|---|---|
| Оптимизация режима всей энергосистемы | План рассчитывается для энергопериметра в целом, а не для одного здания или класса оборудования. |
| Работа с неполными и недостоверными данными | Контур не останавливается при пропусках и аномалиях, глубина прогноза выбирается по фактической доверенности данных. |
| Сохранение управления при отказах связи и оборудования | Безопасный режим согласован заранее, возврат элементов в контур происходит без остановки объекта. |
| Состав оборудования задаётся конфигурацией | Верхний уровень управления отделён от поставщиков оборудования, перенос на другой объект сводится к замене конфигурации. |
Пилот на существующем оборудовании
Объект пилота — один энергопериметр либо от двух до пяти зданий с общим присоединением или энергоцентром и единым техническим владельцем. Пилот выполняется как программное обеспечение верхнего уровня, генерация, накопители, приборы учёта и серверная инфраструктура в объём не входят. Режим вводится поэтапно.
Теневой расчёт
Подключение данных, настройка цифровой модели, расчёт плана без воздействия на объект. Сравнение расчётного режима с фактическим.
Рекомендации диспетчеру
Платформа выдаёт диспетчерские рекомендации, персонал оценивает их применимость, эффект измеряется относительно базовой линии.
Ограниченное управление
Автоматическое задание одному управляемому активу при сохранении штатных защит и возможности отключения команд.
Критерии приёмки
- Отсутствие недопустимых команд
- Качество прогноза лучше наивного на том же горизонте
- Измеренный эффект по стоимости режима и пиковой мощности относительно базовой линии
- Переход в согласованный безопасный режим при потере данных и связи
- Полная воспроизводимость расчётов по журналу
Что требуется от площадки
- единый технический владелец с правом предоставить доступ к данным и управлению
- исторические данные с шагом не хуже 15 минут не менее чем за три месяца и действующая онлайн-телеметрия
- хотя бы один управляемый актив и документированные интерфейсы
- согласованная методика базовой линии и тарифов
- локальная вычислительная среда и контур информационной безопасности
Результат пилота
Развёрнутое ПО, настроенная цифровая модель, журнал расчётов и команд, отчёт об эффекте относительно базовой линии и план масштабирования.
Обсудить пилот или запросить демонстрацию
Покажем работу оптимизатора на интеграционном стенде и оценим применимость платформы к вашей энергосистеме по составу оборудования и доступным данным.