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多智能体与实时数据的合同能源管理决策支持系统分析

2013-12-31 00:02
黯影冰风
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  引言

  电力终端用户网络作为电能消耗的主要场所,在节能降耗方面具有很大潜力。然而,传统的能量管理系统和配电管理系统主要实现输电网络和高中压配电网络的能量管理,对于公共耦合点以下系统,即“表后”的用户网络,未能实施有效管理。

  在用户侧节能效果日益显现的背景下,电力需求侧管理得到不断推进。近年来,一些知名企业、学者纷纷开展了用户侧节能方面的研究。微软公司和谷歌 公 司 于2009年 分 别 推 出了名为“Micros of tHohm”和“Power Meter”的家庭能量管理服务系统。这2个系统通过实时监测用户能耗信息、分析用户和电网公司的相关数据,向用户和电网公司提出节能改进建议。

  在总结家庭、楼宇、企业能量管理系统结构的基础上,提出了用户侧能量管理 系 统 的 通 用 架 构 和 应 具 备 的 主 要 功 能。设计了一个分布式监控和能量管理系统,可实现企业级配电网监控和用电管理。

  合同能源管理(energy performance contracting,EPC),在 国 内 亦 称EMC(energy management contracting),是一种以减少的能源费用来支付节能项目成本的市场化运作的节能机制。

  节能服务公司与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标,节能服务公司为实现此目标向用能单位提供能耗基准测定、节能项目设计、融资、改造(施工、设备采购、安装、调试)、运行管理等服务,用能单位以项目节能效益支付节能服务公司的投入及其合理利润。EPC因其独特的市场驱动特性,在电力需求侧管理方面具有良好的应用前景。从EPC的内容和形式看,目前常用的人工逻辑判断模式适应性不强、效率较低。从相关技术的发展历程看,在EPC中采用计算机决策支持技术应是发展趋势,而关于EPC决策支持系统的研究尚未查阅到相关报道。此外,目前中低压配电网的实时监控与数据采集已经受到普遍关注并开始逐步实施,直接采用实时采集的数据对配电网进行评估,从而制定更加切合实际的EPC方案已成为可能。因此,研究基于实时数据的EPC决策支持系统的构建具有重要意义。

  另一 方 面,基于多智能体系统 (multi-agentsystem,MAS)的分布式人工智能技术正快速发展,并在电力系统短期负荷预测、故障定位、最优潮流计算、保护设计、状态监测、微网控制、电力市场等领域得到广泛应用。若将多智能体技术引入EPC系统中,将有助于提高效率并增强其适应性。针对电力EPC的功能需求,本文设计了一个基于实时数据和多智能体分布式决策的EPC决策支持系统(EPCDSS)。该系统可有效解决目前EPC项目主要依赖设计人员经验、智能化水平较低且不利于项目资源整合的问题;同时充分改善了现存配电管理系统、管理信息系统、电能量计费系统未能实现有效信息交流和功能互支撑的现状。所设计的系统可根据用户网络设备信息和实测电气量数据,结合运行管理人员经验、意愿和能源合同技术经济要求,为EPC项目提供决策支持。

  1、EPC主要实施模式

  随着合同形式的不同,EPC的主要实施内容和模式也有一定差异。根据国外发展经验和中国实际情况,概括EPC基本运作模式如图1所示。

  EPC机制具有强烈的市场经济特征,可优化资金和技术资源配置,使耗能单位实现“零投资+零风险+持久受益”,从而提高其节能积极性,促进节能产业化。节能服务公司可对承担的EPC项目根据行业类型(工业企业、学校、小区等)进行分类管理,以促进优势经验积累和技术升级。

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