CN115374527B - 一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种区域电‑热‑冷综合能源动态模拟系统构建方法。方法包括：获取原型系统源‑网‑荷形态特征，根据原型系统源‑网‑荷形态特征获取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数；根据形态结构和相似比例系数分别构建目标动态模拟系统中的供能站数字‑物理混合模拟单元和多元负荷模拟单元；根据形态结构和相似比例系数获取目标动态模拟系统中的综合能源网络参数。本发明提供的区域电‑热‑冷综合能源动态模拟系统构建方法能利用小系统模拟实际区域综合能源系统的各种运行现象和运行规律，缩短了模拟原型系统的时间和空间需求。

Description

一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法
技术领域
本发明涉及模拟平台构建技术领域，特别涉及一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法。
背景技术
动态模拟系统是根据相似原理建立起来的具有与原型系统相似特性的物理模型，是实际物理系统按照一定比例进行变换，而又保留其物理特性的复制系统。该理论最初由苏联学者库兹涅佐夫首先提出，是一套指导物理模拟测试应用于工程实践中的试验性的研究技术。相比于数字仿真，动态模拟能够给出清晰的物理概念，且不必依赖于理论上难以分析或获取参数的相关环节。
动态模拟系统在包括机械、电力、水力等行业有着广泛的应用。在电力行业里，动态模拟已经发展多年，为电网发展起到了重要支撑作用。从早期的三峡巨型机组，到近年来的特高压交流输电和FACTS系列设备等，动态模拟技术既是考核新建系统设计方案合理性的重要工具，也是测试现有系统安全稳定性和新增保护控制设备性能、培训员工操作实际系统能力的重要工具。近年来，大量新建的电力系统直流线路，都会建立相应的动态模拟装置，以考核其控制和保护装置的性能。
区域综合能源系统是一个融合多时间尺度、多物理性质设备集合的复杂系统，数值仿真存在着精度和复杂度的矛盾。基于稳态多能流计算的仿真结果与实际结果误差交大，无法有效描述系统物理过程。此外，实际系统中的设备内部存在着不可观或模型过于复杂的情况，实际区域综合能源系统的各种运行现象和运行规律往往不易获取，限制了数值仿真在区域综合能源系统中新领域和新现象的研究。
因此，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，提供一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，旨在解决现有技术中区域综合能源系统的与运行现象和运行规律难以获取的问题。
本发明的第一方面，提供一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，包括：
获取原型系统源-网-荷形态特征，根据所述原型系统源-网-荷形态特征获取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，所述形态结构包括供能站的容量/数量和供能站接入能源网络的位置、模拟电/热/冷网络拓扑结构、多元负荷的容量和多元负荷接入能源网络的位置；
根据所述形态结构和所述相似比例系数分别构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元和多元负荷模拟单元；
根据所述形态结构和所述相似比例系数获取所述目标动态模拟系统中的综合能源网络参数。
所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其中，所述根据所述原型系统源-网-荷形态特征提取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，包括：
根据所述原型系统中的供能系统中各单元能源转换关系，结合模拟试验环境设备可用度，确定所述目标动态模拟系统中的供能设备；
根据所述原型系统和所述目标动态模拟系统中的供能设备的功率获取所述相似比例系数，所述相似比例系数为比例尺序列中的最大值，所述比例尺序列包括多个比例系数，每个比例系数为所述原型系统和所述目标动态模拟系统中相同类型的供能设备的最大输出功率的比例，根据所述原型系统源-网-荷形态特征以及所述相似比例系数，获取所述目标动态模拟系统中的形态结构。
所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其中，所述供能站模拟单元包括：
电能输出模拟单元，所述电能输出模拟单元包括与所述原型系统具有相同标幺值的模拟同步机；
热能输出模拟单元，所述热能输出模拟单元包括至少一个供热装置；
冷能输出模拟单元，所述冷能输出模拟单元包括至少一个制冷装置。
所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其中，所述根据所述形态结构和所述相似比例系数构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元，包括：
获取所述原型系统中供能站的关键能源转换设备的稳态输入-输出功率数据，根据所述稳态输入-输出功率数据，获取所述原型系统中供能站中关键能源转换设备的效率特征，根据所述效率特征得到所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点；
根据所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点和所述相似比例系数，获取所述供能站模拟单元的电、热、冷关联输出功率。
所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其中，所述电能输出模拟单元中的所述模拟同步机特性满足公式：
Figure 24716DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 473014DEST_PATH_IMAGE002
为所述原型系统中发电机的惯性，t为时间参数，
Figure 518331DEST_PATH_IMAGE003
表示角速度增量，
Figure 444699DEST_PATH_IMAGE004
为所述模拟同步机输出功率，
Figure 540962DEST_PATH_IMAGE005
表示模拟供能站发电机动态输出功率，
Figure 629003DEST_PATH_IMAGE006
为所述原型系统中发电机的阻尼，
Figure 427195DEST_PATH_IMAGE007
表示模拟功角。
所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其中，所述多元负荷模拟单元，包括：
电负荷模拟单元，所述电负荷模拟单元包括变流器或四象限功率放大器；
冷/热负荷模拟单元，所述冷/热负荷模拟单元包括建筑群模型；
所述建筑群模型的热阻系数、热惯性系数和传热系数满足第一条件，所述第一条件的数学表达式为：
Figure 891675DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure 91712DEST_PATH_IMAGE009
表示所述原型系统中原型建筑群的热阻系数，
Figure 350655DEST_PATH_IMAGE010
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热阻系数，
Figure 885410DEST_PATH_IMAGE011
为所述相似比例系数，
Figure 888001DEST_PATH_IMAGE012
表示所述原型系统中原型建筑群的热惯性参数，
Figure 942545DEST_PATH_IMAGE013
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热惯性参数，
Figure 637968DEST_PATH_IMAGE014
表示所述原型系统中原型管道的传热系数，
Figure 145173DEST_PATH_IMAGE015
表示所述目标动态模拟系统中模拟管道传热系数。
所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其中，所述多元负荷模拟单元的模拟负荷功率调控速度满足第二条件，所述第二条件的数学表达式为：
Figure 702188DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 611238DEST_PATH_IMAGE017
为所述多元负荷模拟单元负荷，
Figure 211983DEST_PATH_IMAGE018
为所述原型系统负荷，
Figure 472063DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 816457DEST_PATH_IMAGE020
分别表示历史数据开始和结束时间。
所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其中，所述综合能源网络参数满足以下条件：
所述综合能源网络中的主干线路模拟单元阻抗标幺值与所述原型系统中区域主干电网的标幺值相同；
所述综合能源网络中连接冷/热负荷模拟单元的管径满足第三条件，所述第三条件的数学表达式为：
Figure 580014DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 132087DEST_PATH_IMAGE022
为所述目标动态模拟系统中的管径大小，
Figure 348304DEST_PATH_IMAGE023
为所述原型系统中的管径大小，
Figure 496389DEST_PATH_IMAGE024
为所述相似比例系数。
本发明的第二方面，提供一种终端，包括：处理器、与处理器通信连接的存储介质，存储介质适于存储多条指令，处理器适于调用存储介质中的指令，以执行实现上述任一项所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的步骤。
本发明的第三方面，提供一种存储介质，其中，存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任一项所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的步骤。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法中，通过根据原型系统源-网-荷形态特征获取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，其中，所述形态结构包括供能站的容量/数量和供能站接入能源网络的位置、模拟电/热/冷网络拓扑结构、多元负荷的容量和多元负荷接入能源网络的位置，然后根据获取到的所述形态结构和所述相似比例系数构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元、多元负荷模拟单元，获取所述目标动态模拟系统中的综合能源网络参数。本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法能利用小系统模拟实际区域综合能源系统的各种运行现象和运行规律，缩短了模拟原型系统的时间和空间需求。
附图说明
图1为本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的实施例的流程图；
图2为本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的实施例中区域电-热-冷综合能源系统整体示意图；
图3为本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的实施例中供能站模拟单元示意图；
图4为本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的实施例中电-热-冷能源网络模拟单元示意图；
图5为本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的实施例中区域电-热-冷综合能源系统监控单元示意图；
图6为本发明提供的终端的实施例的结构原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，可以应用于具有计算能力的终端中，所述终端可以执行本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法以实现构建区域电-热-冷综合能源动态模拟系统的任务。
实施例一
在本实施例中，提供一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法。如图1所示，本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法包括步骤：
S100、获取原型系统源-网-荷形态特征，根据所述原型系统源-网-荷形态特征获取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，所述形态结构包括供能站的容量/数量和供能站接入能源网络的位置、模拟电/热/冷网络拓扑结构、多元负荷的容量和多元负荷接入能源网络的位置。
根据所述原型系统源-网-荷结构形态特征以及模拟分析需求，对所述原型系统供能单元、多能源网络、负荷单元进行等比例特性模拟，尤其是对于单纯数字仿真难以准确建模/计算复杂度过高的环节，能够实现具备实时特性的近似模拟，以满足各类需要实时环境进行的仿真测试，如各类控制装备有效性。
具体地，所述原型系统为本实施例中需要模拟的区域综合能源系统，区域综合能源系统是一个融合多时间尺度、多物理性质设备集合的复杂系统，在一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行，协同管理、交互响应和互补互济。在满足系统内多元化用能需求的同时，要有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统。实际系统中的设备内部存在着不可观或模型过于复杂的情况，数值仿真需要的数学模型，往往不易获取，大大限制了数值仿真在区域综合能源系统中新领域和新现象的研究。
对于具备电-热-冷复杂交互特性的区域综合能源系统来说，通过构建动态模拟系统将能够从以下补充现有分析和安全校核手段的不足：
（1）可以直接在模拟系统上观测其在调控和故障过程中的全部物理过程，获取明确的物理概念，进而利用相似原理的时空参数变换，还原原型系统特征，开展定性和定量研究。
（2）对目前还不能或不完全能用机理模型准确描述的问题，可以利用与物理系统及实际数据的交互，辨识问题物理本质，校验现有研究和教学模拟的合理性和正确性，完善现有理论和模型。
（3）对于新型的区域综合能源系统调度和控制系统，可以直接接入动态模拟系统来研究和校核。例如，面向新型电力系统短期灵活调控的热网控制系统，考虑到实际系统的复杂非线性水流和换热环节特性，直接在原系统进行试验不仅成本较高，且有可能对系统造成破坏性影响，因此实际很难进行。其测试可接入动态模拟系统中，进行各类快速温度和流量调控试验，校核控制系统在正常运行和漏水失压等极端场景下的有效性，优化控制参数。
（4）动态模拟系统也是进行综合能源系统和能源互联网相关教学的有效方式，有利于学生对于区域综合能源系统的结构形态和运行特征有一个整体的认知，同时对于企业员工培训来说，有利于员工掌握区域新员工建立区域综合能源系统物理概念和熟悉相关设备操作流程，以及帮助老员工熟悉新增设备接入后的系统操作流程调整。
然而，对于区域综合能源系统的动态模拟目前仍存在如下问题亟待解决：（1）区域综合能源系统原型系统可能有复杂的结构，在实验室空间范围内往往难以实现全环节的动态模拟；（2）现有的电力动态和供热/冷系统模拟装置往往单独建设，对于二者的复杂耦合关系考虑不足，无法满足区域综合能源系统科研、教学、企业设备测试的需要；（3）冷/热管网的动态过程持续时间可长达几个小时，在考虑建筑物热惯性后，这一动态过程会进一步延长，无法满足科学试验和教学过程有限的时间约束；（4）近年来广泛流行的硬件在环仿真装置，通过实时数值仿真（如RT-LAB和RTDS）、信号发生器和功率放大器来模拟实际物理系统特性，但这些数值仿真中的仿真模块主要是针对单一能源系统和电力电子装置模拟需求设计和优化，虽然满足系统实时性需求，但对于综合能源系统的模拟能力有限，且由于缺少实物设备，用于高校教学和企业培训时参与人员缺少直观感受，认知效果大打折扣。
本实施例所提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，采用包括数字模型、物理设备、数字-物理接口三个组成部分，物理系统包括供电-制冷-制热等供能设备，电网和水力管网等多能网络模拟设备，以及模拟电负荷和恒温水槽等用能模拟设备；数字模型主要针对多能耦合单元内部特性进行等值，支撑外部物理设备输出特性控制；数字-物理接口系统用于同步数字模型和物理系统。如图2所示，所述区域电-热-冷综合能源动态模拟系统包括供能站模拟单元、综合能源网络模拟单元、多元负荷模拟单元以及监控系统模拟单元。
具体地，所述终端在获取到原型系统源-网-荷形态特征后，根据原型系统源-网-荷形态特征和当前任务的模拟分析需求，确定所述目标动态模拟系统的相似比例系数和系统形态结构，其中，所述形态包括供能站的容量/数量和供能站接入能源网络的位置、模拟电/热/冷网络拓扑结构、多元负荷的容量和多元负荷接入能源网络的位置。
所述根据所述原型系统源-网-荷形态特征提取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，包括：
S110、根据所述原型系统中的供能系统中各单元能源转换关系，结合模拟试验环境设备可用度，确定所述目标动态模拟系统中的供能设备。
所述终端分析所述原型系统中多能耦合下供能系统中的各单元的能源转换关系，以确定供能站的模拟范围。以变电站和换热站为交互接口，根据模拟试验环境设备数量和网络结构，将所述原型系统空间划分为同数量区域，获取每个区域的总用能量，作为等值负荷，区域间长距离互联电缆和管道网络作为待模拟的能源网络。
S120、根据所述原型系统和所述目标动态模拟系统中的供能设备的功率获取所述相似比例系数，所述相似比例系数为比例尺序列中的最大值，所述比例尺序列包括多个比例系数，每个比例系数为所述原型系统和所述目标动态模拟系统中相同类型的供能设备的最大输出功率的比例，根据所述原型系统源-网-荷形态特征以及所述相似比例系数，获取所述目标动态模拟系统中的形态结构。
具体地，所述终端获取所述原型系统供能站电-热-冷最大输出功率
Figure 380031DEST_PATH_IMAGE025
以及模拟系统中相关设备容量
Figure 588159DEST_PATH_IMAGE026
，然后根据所述获取到的所述原型系统供能站电-热-冷最大输出功率和所述模拟系统中相关设备容量，计算比例系数序列最大值即所述相似比例系数
Figure 291673DEST_PATH_IMAGE027
作为构建供能站模拟单元和多元负荷模拟单元的比例系数，而构建综合能源网络模块的比例系数则根据后续负荷分析动态，并基于所述相似比例系数进行选择。
根据所述形态结构和所述相似比例系数，选择物理模拟系统设备类型，对所述原型系统进行分区等值，以得到模拟系统源-网-荷基本结构，根据测试重点关注点的需求，通过对所述原型系统进行分区等值，降低系统维度和网络复杂度。
根据目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，确定供能站模拟单元容量、合能源网络结构和多元负荷模拟单元容量，用于各单元的构建。
S200、根据所述形态结构和所述相似比例系数分别构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元和多元负荷模拟单元。
所述根据所述形态结构和所述相似比例系数构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元，包括：
S210、获取所述原型系统中供能站的关键能源转换设备的稳态输入-输出功率数据，根据所述稳态输入-输出功率数据，获取所述原型系统中供能站中关键能源转换设备的效率特征，根据所述效率特征得到所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点。
S220、根据所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点和所述相似比例系数，获取所述供能站模拟单元的电、热、冷关联输出功率。
具体地，所述供能站模拟单元如图3所示，所述终端获取所述原型系统的运行数据并根据所述原型系统的运行数据，提取能源转换设备效率特性曲线，进而提出供能站输入-输出外特性模型。也就是说，所述终端获取到从原型系统能源站测量的关键能源转换设备稳态输入-输出功率数据，提取所述原型系统中的能源转换设备效率特性，基于所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点和所述相似比例系数，获取所述供能站模拟单元的电、热、冷关联输出功率。
在本实施例中，忽略所述原型系统中能源站内不同设备间的短距离能源传输损失，则所述原型系统中能源站的能源输入
Figure 994180DEST_PATH_IMAGE028
和输出
Figure 732329DEST_PATH_IMAGE029
关系可用第一公式描述：
Figure 376937DEST_PATH_IMAGE030
。
在所述第一公式中，
Figure 567747DEST_PATH_IMAGE031
表示所述原型系统中能源站的第
Figure 57634DEST_PATH_IMAGE032
个元件能源输入到所述原型系统中能源站的第
Figure 650290DEST_PATH_IMAGE033
个能源输出的转换系数，
Figure 443628DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 387313DEST_PATH_IMAGE035
；
Figure 680891DEST_PATH_IMAGE036
表示第
Figure 128053DEST_PATH_IMAGE037
个元件的能源输入功率，
Figure 848884DEST_PATH_IMAGE038
分别表示所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点。
其中，
Figure 14287DEST_PATH_IMAGE028
既包括可控量输出功率，如热电联产输出功率，也包括不可控量输出功率，如光伏输出功率。所述目标动态模拟系统中的不可控量可由所述原型系统中的历史数据或给定数据，根据所述相似比例系数
Figure 596709DEST_PATH_IMAGE024
，通过第二公式
Figure 163956DEST_PATH_IMAGE039
变换获得。所述目标动态模拟系统中的可控量和输出变量则根据所述第一公式中的所述原始系统中的供能站输入-输出关联特性
Figure 55689DEST_PATH_IMAGE040
和功率协调上位机控制器设定值，通过求解所述第一公式获取。具体地，所述目标动态模拟系统中的所述供能站模拟单元的参考输出功率
Figure 708387DEST_PATH_IMAGE041
计算公式如下
Figure 343768DEST_PATH_IMAGE042
。
所述终端计算出所述目标动态模拟系统中的所述供能站模拟单元的参考输出功率
Figure 765522DEST_PATH_IMAGE041
后，根据所述参考输出功率构建所述供能站模拟单元。
具体地，所述供能站模拟单元包括：
电能输出模拟单元，所述电能输出模拟单元包括与所述原型系统具有相同标幺值的模拟同步机；
热能输出模拟单元，所述热能输出模拟单元包括至少一个供热装置；
冷能输出模拟单元，所述冷能输出模拟单元包括至少一个制冷装置。
所述电能输出模拟单元中的所述模拟同步机特性满足公式：
Figure 77423DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 217418DEST_PATH_IMAGE002
为所述原型系统中发电机的惯性，t为时间参数，
Figure 656489DEST_PATH_IMAGE003
表示角速度增量，
Figure 198329DEST_PATH_IMAGE004
为所述模拟同步机输出功率，
Figure 431864DEST_PATH_IMAGE005
表示模拟供能站发电机动态输出功率，
Figure 809887DEST_PATH_IMAGE043
为所述原型系统中发电机的阻尼，
Figure 787071DEST_PATH_IMAGE007
表示模拟功角。
具体地，所述供能站模拟单元由电能输出模拟单元、热能输出模拟单元冷能输出模拟单元组成。
所述终端获取所述原型系统多能输出关联特性和稳态输出结果，在所述原型系统多能输出关联特性和稳态输出结果的基础上，结合供能站控制方式，调整其电-热-冷输出目标。
对于电能输出，所述终端获取所述原型系统发电机给定参数，利用转速和输出功率等运行数据辨识原型系统惯性
Figure 917838DEST_PATH_IMAGE044
、阻尼
Figure 322274DEST_PATH_IMAGE006
等机电暂态特性参数。所述终端基于模拟同步机原理，结合所述相似比例系数和所述原型系统中供能站的电输出功率
Figure 436861DEST_PATH_IMAGE045
，加上变流器，设计与所述原型系统具有相同标幺值的模拟同步机，模拟所述原型系统的供电特性。
具体地，采用多个变流器并联形式模拟同步发电机、非同步电源和负荷叠加特性。对于电力动态特性模拟侧重机电暂态特性，所述电能输出模拟单元中的所述模拟同步机特性满足公式：
Figure 952156DEST_PATH_IMAGE046
；
其中，
Figure 203008DEST_PATH_IMAGE002
为所述原型系统中发电机的惯性，t为时间参数，
Figure 293193DEST_PATH_IMAGE003
表示角速度增量，
Figure 629496DEST_PATH_IMAGE004
为所述模拟同步机输出功率，
Figure 948482DEST_PATH_IMAGE005
表示模拟供能站发电机动态输出功率，
Figure 53842DEST_PATH_IMAGE043
为所述原型系统中发电机的阻尼，
Figure 65660DEST_PATH_IMAGE007
表示模拟功角。
对于热能输出，采用电锅炉、电热水器或类似满足供热需求的供热装置。类似于发电功率的动态变化，所述原始系统中供能站的热输出同样存在动态过程，在本实施例中，在所述供能站模拟单元中供能站与热网对接点功率变化时，增加惯性环节/数据驱动模型模拟，同时，考虑到所述原始系统中热力管网存水的热惯性，将其近似模拟为供能站热输出等同于热电关联功率
Figure 623680DEST_PATH_IMAGE047
。
对于制冷需求，采用电空调、电热泵或类似满足供冷服务需求的制冷装置。
本实施例中所提供的供能站模拟单元全部符合实际区域电-热-冷供能系统物理规律的模拟环节，所述电能输出模拟单元采用虚拟同步机或四象限功率放大器，其发出电力通过变压器变换后模拟不同电压等级配网系统；所述热能输出模拟单元采用能够制备蒸汽的电锅炉，所述电锅炉产生的蒸汽可用于模拟区域蒸汽供应，也可通过汽水换热器可直接用于模拟供热系统；所述冷能输出模拟单元采用双工况电空调，模拟制冷机和制冰机，并与供冷管网相连；电-热-冷协同管控单元根据实际系统能源转换装置效率和动态关联特性，结合能源转换单元，共同模拟电-热-冷联产等供能单元行为，并形成综合能源输出系统。
所述供能站模拟单元通过采集所述原型系统供能站的拓扑和运行数据，对供能站电-热-冷功率特性进行计算，然后通过上位机控制器管控变流器、电锅炉、电空调的功率输出比例，从而实现多类型供能站在不同场景下的模拟。
所述根据所述形态结构和所述相似比例系数构建所述目标动态模拟系统中的多元负荷模拟单元，包括：
所述终端获取所述原型系统中多元负荷单元的历史数据信息，根据所述原型系统中多元负荷单元的历史数据信息，计算所述目标动态模拟系统中的多元负荷模拟单元需要接入的电源、储能和用电负荷聚合模型。
具体地，将所述多元负荷模拟单元中的电负荷、热负荷、冷负荷进行分别模拟。
也就是说，所述多元负荷模拟单元，包括：
S230、电负荷模拟单元，所述电负荷模拟单元包括变流器或四象限功率放大器。
所述终端根据所述相似比例系数以及所述原型系统中电负荷的历史记录信息，计算所述电负荷模拟单元中的硬件装置容量。根据计算出的所述电负荷模拟单元中的硬件装置容量选择相应的变流器或四象限功率放大器进行所述电负荷模拟单元的模拟。
S240、冷/热负荷模拟单元，所述冷/热负荷模拟单元包括建筑群模型；
所述建筑群模型的热阻系数、热惯性系数和传热系数满足第一条件，所述第一条件的数学表达式为：
Figure 497089DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure 722534DEST_PATH_IMAGE009
表示所述原型系统中原型建筑群的热阻系数，
Figure 639675DEST_PATH_IMAGE010
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热阻系数，
Figure 950570DEST_PATH_IMAGE011
为所述相似比例系数，
Figure 876938DEST_PATH_IMAGE012
表示所述原型系统中原型建筑群的热惯性参数，
Figure 691310DEST_PATH_IMAGE013
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热惯性参数，
Figure 294199DEST_PATH_IMAGE014
表示所述原型系统中原型管道的传热系数，
Figure 92391DEST_PATH_IMAGE015
表示所述目标动态模拟系统中模拟管道传热系数。
对于热负荷及非区域互联管网，所述终端获取所述原型系统中供热系统建筑物运行机理，根据获取到的所述原型系统中供热系统建筑物运行机理将其等值为建筑物模型，利用所述原型系统中热负荷系统的历史数据及其运行机理，获取相应的数值模型，确定不同外部环境下的负荷变化特性，所用负荷根据建筑物可用信息以及数值算力大小选择相应的建筑物模型，简化一阶模型参数如下：
Figure 556870DEST_PATH_IMAGE048
；
式中，
Figure 225749DEST_PATH_IMAGE009
表示所述原型系统中原型建筑群的热阻系数，
Figure 15850DEST_PATH_IMAGE010
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热阻系数，
Figure 35759DEST_PATH_IMAGE011
为所述相似比例系数，
Figure 789082DEST_PATH_IMAGE012
表示所述原型系统中原型建筑群的热惯性参数，
Figure 843626DEST_PATH_IMAGE013
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热惯性参数，
Figure 539050DEST_PATH_IMAGE014
表示所述原型系统中原型管道的传热系数，
Figure 780675DEST_PATH_IMAGE015
表示所述目标动态模拟系统中模拟管道传热系数。
S250、所述多元负荷模拟单元的模拟负荷功率调控速度满足第二条件，所述第二条件的数学表达式为：
Figure 852536DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 761586DEST_PATH_IMAGE017
为所述多元负荷模拟单元负荷，
Figure 617459DEST_PATH_IMAGE018
为所述原型系统负荷，
Figure 877539DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 221933DEST_PATH_IMAGE020
分别表示历史数据开始和结束时间。
所述多元负荷模拟单元的模拟负荷功率调控速度应基于所述相似比例系数，满足第二条件，所述第二条件的数学表达式为：
Figure 985489DEST_PATH_IMAGE049
；
式中，
Figure 757136DEST_PATH_IMAGE018
为所述原型系统负荷，
Figure 504512DEST_PATH_IMAGE017
为所述多元负荷模拟单元负荷，
Figure 403329DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 21393DEST_PATH_IMAGE020
分别表示历史数据开始和结束时间，
Figure 495099DEST_PATH_IMAGE011
为所述相似比例系数。
本实施例所构建的所述多元负荷模拟单元，依托模拟电负荷和恒温水槽消纳能源，结合建筑物模型实现对多能负荷的综合模拟，基于负荷范围内的电-热-冷能耗数据和负荷运行机理，提取所述多元负荷模拟单元架构和参数，结合所述相似比例系数，确定不同外部环境下的负荷变化特性，并根据负荷容量，选定四象限模拟负荷、换热器、恒温水浴等以支撑多元负荷模拟需求。同时，利用传统硬件在环装置作为数字-物理系统交互接口，一方面，考虑到实际负荷的复杂多样性，通过数字仿真软件以计算的方式得到其外部特性，进而通过功率放大器或电锅炉/电空调转换为能够与物理系统交互的能量，模拟不同负荷行为特征；另一方面，从物理系统的响应采集电压/电流/温度/压力等状态信息作为数字仿真的输入量，保证模拟物理系统与原型系统的信息同步。
在一种实现方式中，所述终端对所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元的输出进行计算，并利用以太网或类似通讯技术，将计算结果连同模拟外部环境和网络状态参数传送给所述目标动态模拟系统中的多元负荷模拟单元，根据电力-水力-热力动态特性，实现数字-物理系统同步，选择不同的通信速率，保证模拟物理系统与原型系统多元负荷的相似性。所述冷/热负荷模拟单元可基于一套装置实现对具有不同热力学特征的负荷模拟，便于分析不同类型区域用能行为。
S300、根据所述形态结构和所述相似比例系数获取所述目标动态模拟系统中的综合能源网络参数。
所述综合能源网络参数满足以下条件：
S310、所述综合能源网络中的主干线路模拟单元阻抗标幺值与所述原型系统中区域主干电网的标幺值相同；
S320、所述综合能源网络中连接冷/热负荷模拟单元的管径满足第三条件，所述第三条件的数学表达式为：
Figure 198613DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 884809DEST_PATH_IMAGE050
为所述目标动态模拟系统中的管径大小，
Figure 888537DEST_PATH_IMAGE051
为所述原型系统中的管径大小，
Figure 251254DEST_PATH_IMAGE024
为所述相似比例系数。
所述终端对所述原型系统的主干电网进行模拟，参考传统电网动态模拟实验室电网模拟方法，结合前述构建的所述多元负荷模拟单元和所述供能站模拟单元，共同模拟所述原型系统的电力系统行为，其中主干线路模拟单元阻抗标幺值与所述原型系统中的主干线路阻抗标幺值相等，即
Figure 442064DEST_PATH_IMAGE052
。
对于所述冷/热负荷模拟单元，所述终端基于所述冷/热负荷模拟单元中冷/热负荷等效建筑物时间常数比例和所述原型系统冷/热管道直径，以二次方比计算所述冷/热负荷模拟单元中冷/热网络管网管径，即所述目标动态模拟系统中互联管道直径
Figure 197531DEST_PATH_IMAGE053
，其中，
Figure 790186DEST_PATH_IMAGE050
为所述目标动态模拟系统中的管径大小，
Figure 605695DEST_PATH_IMAGE051
为所述原型系统中的管径大小。结合所述原型系统和所述目标动态模拟系统最大状态延时
Figure 283801DEST_PATH_IMAGE054
和
Figure 62533DEST_PATH_IMAGE055
，计算各区域间互联管道长度模拟变换系数
Figure 775274DEST_PATH_IMAGE056
，以完成所述目标动态模拟系统与所述原型系统的时空特性变换比例。
最后，所述终端根据管网系统的所述相似比例系数
Figure 496105DEST_PATH_IMAGE011
和所述长度模拟变换系数
Figure 661507DEST_PATH_IMAGE057
，确定面向所述原型系统与所述目标动态模拟系统进行上位机控制器动态安全分析的折算系数，用于支撑系统的动态安全校验。
所述综合能源网络通过小时空尺度的冷-热管网和建筑负荷行为的模拟环节，管网系统采用实际保温钢管，通过时空变换，以短距离和小延时的管网系统近似原型系统行为，获得近似物理现象的同时，降低试验时间周期；所述多元负荷模拟单元中的建筑物采用恒温水浴系统模拟，利用一套设备模拟冷/热负荷，结合建筑物机理模型和外部环境历史数据，模拟时空变换后的建筑物与管网的热量交换；上位机控制器根据原型系统控制器进行选择，其参数根据冷/热系统时空变换需求进行调整。实现了模拟元件（如管道、负荷）的标准化以便于进行多类型区域模拟，基于本实施例设计的控制系统参数经过变换后能够适用于所述原型系统控制需求。
在一种实现方式中，本实施例提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法所构建的第一目标动态模拟系统如下，需说明的是，所述第一目标动态模拟系统仅为示例性的，而不是为了限制本实施例的范围及其应用。
图4为所述第一目标动态模拟系统中综合能源网络模拟单元的示意图，所述第一目标动态模拟系统包括供能站模拟单元、综合能源网络模拟单元、多元负荷模拟单元、监控系统模拟单元。根据第一目标动态模拟系统的结构和规模限制对第一原型系统进行化简，根据所述第一原型系统的形态特征获取所述第一目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，选择相应设备和上位机控制器参数，如表1所示。
Figure 758776DEST_PATH_IMAGE058
表1 原型系统与模拟系统参数计算方法
所述第一目标动态模拟系统中的第一供能站模拟单元包括发/用电装置模拟、供热装置模拟、供冷装置模拟、电-热-冷关联管控系统：（1）依托对所述第一原型系统的实际系统观测数据，提取多能源转换系数表及多时间尺度动态关联函数。以此为基础，通过上位机控制器控制模拟所述第一供能站模拟单元的电-热-冷输出；（2）所述第一目标动态模拟系统中的第一电能输出模拟单元采用四象限功率放大器或变流器和虚拟同步上位机控制器模拟发电机，结合容量比例调整发电机最大输出功率。在所述第一原型系统中的原型机为燃气/煤机组驱动热电联产时，利用直流模拟源和变流器模拟同步发电机特性。在模拟电锅炉或电热泵时，则利用变流器和RLC负荷模拟器模拟用电特性；（3）所述第一目标动态模拟系统中的第一热能输出模拟单元关联控制系统，根据所述第一原型系统电功率的变化以及热电联产系统历史数据中的蒸汽/热量与电力的比例，通过上位机控制器传递控制信号给电锅炉产生相应温度的蒸汽或热量输出；（4）当所述第一原型系统中含有制冷机或余热吸收式制冷机供冷时，上位机控制器在传递电、热控制信号的同时，控制电空调系统和蓄冰系统作为所述第一目标动态模拟系统中的第一冷能输出模拟单元模拟相应的制冷量；（5）电-热-冷关联管控采用开放算法，可根据不同原型系统需求做相应调整。
所述第一目标动态模拟系统中的第一综合能源网络模拟包括第一配电网单元、第一冷/热管网模拟单元，所述第一目标动态模拟系统中第一多元负荷模拟单元包括第一电负荷模拟单元和第一冷/热负荷模拟单元，其原理图如图4所示：（1）所述第一配电网单元采用多分段模拟线路实现不同长度和结构配电网络的模拟，具备交直流混合配电网络，满足不同类型负荷需求和发电接入需求；（2）所述第一冷/热管网模拟单元包括阀门、水泵和管道。阀门采用电磁阀，通过调整阀门开度改变管网流量及沿程阻力。水泵采用变频泵，通过调整水泵转速改变管网压力水平和水流量。管道采用多阀门调控结构，配合串并联管网结构，模拟不同长度和结构的管网；（3）所述第一电力负荷主要采用交直流可调负荷，同时可与冷/热系统中的电锅炉、电制冷机、变频水泵组合共同模拟居民和工业不同类型的电力负荷特征；（4）所述第一冷/热负荷单元采用恒温水浴系统模拟不同建筑物回水温度，结合板式换热器和电磁阀调节负荷与管网的热交换，模拟不同负荷水平，结合电锅炉和电制冷机及管网拓扑调整可模拟用户侧产生分布式冷/热源；（5）基于相似比例系数，对所述第一原型系统建筑物模型进行变换后得到第一目标动态模拟系统中的建筑物参数，通过上位机控制器生成建筑物回水温度，控制恒温水浴系统温度设定点，模拟外部环境对于冷/热负荷的影响。
所述第一目标动态模拟系统还包括第一监控系统，所述第一监控系统原理图如图5所示，包括电压/电流/频率/功率量测单元、温度/压力/流量量测单元、数据反馈单元、数据处理和控制信号生成单元。电信号采用互感器等装置进行量测。热量和流体采用不同类型传感器和流量计量测。数据反馈采用串行传输方式，将不同类型的数据统一传输到可编程逻辑上位机控制器（PLC）。在PLC中写入数据处理程序，以调节系统电压/频率和温度/压力/流量至运行约束范围内。PLC的核心算法是开放的，能根据需求调整。上位机控制器可以通过以太网与PLC交互，用户可以自定义算法写入上位机控制器，根据量测数据进行运行调度计算，并将调度结果输出到PLC用作运行参考点。上述综合能源系统的调度指令，依托控制系统实现，由PLC为控制核心，借助外围电路实现模拟系统调控：（1）供能站控制依托上述供能站模拟单元内部的电-热-冷协同上位机控制器实现，冷/热管网控制算法可自定义，如比例算法或比例积分算法；（2）直流侧电压控制系统由PLC、电压量测系统、变流器组成负反馈系统来控制，直流系统与交流系统或储能系统的功率交换；（3）质调节系统由PLC、温度传感器、变流器、电锅炉、电制冷机和换热器流量阀门组成负反馈控制系统输出信号到变流器，改变其占空比。对供热单元来说，通过调节电锅炉输入功率，保持热网中热水温度在设定点。对供冷单元，制冷机可直接选择变频设备，或通过反馈控制系统，形成类似供热系统的冷水温度调控；（4）量调节系统由PLC、流量计、压力传感器、变频泵、电磁阀组成流量负反馈控制系统，根据流量偏差输出信号到电磁阀，调控管道流量。PLC、压力传感器、变频泵组成压力负反馈系统，根据压力偏差调控输出信号到变频泵。压力水平在正常运行约束范围内时，控制系统主要调节流量实现热量调节。
本实施例所提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，使得各模拟单元标准化，便于系统的构建：多类型电-热-冷耦合的供能站模拟单元、综合能源网络管网模拟单元、电-热-冷多元负荷模拟单元、配电网模拟单元、监控模拟单元都采用标准化设计方案，易于构建系统，以模拟不同规模和结构的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统。在不失实验客观规律的基础上，保留了原型区域综合能源系统的基本元件，可以利用小系统模拟实际系统的各种现象和运行规律。缩短了模拟所述原型系统的时间和空间需求。同时，可实现区域电-热-冷综合能源系统的各种物理实验（如电锅炉快速调控提供电力频率响应、电空调需求响应）、监测实验数据、分析实验结果、总结物理规律。而且，本实施例所提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，提供了独特的综合能源模拟试验系统，填补现有综合能源系统和能源互联网相关课程教学中物理平台的缺失，让学生能够直观的了解实际系统结构特征，加深学习内容和提高教学质量；建立能够进行综合能源系统科学研究的创新试验平台，融合电力、热能、流体等多个专业，在多学科交叉的研究环境中高起点培养学生的研究和创新能力。
综上所述，本实施例提供一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，通过根据原型系统源-网-荷形态特征获取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，其中，所述形态结构包括供能站的容量/数量和供能站接入能源网络的位置、模拟电/热/冷网络拓扑结构、多元负荷的容量和多元负荷接入能源网络的位置，然后根据获取到的所述形态结构和所述相似比例系数构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元、多元负荷模拟单元，获取所述目标动态模拟系统中的综合能源网络参数。本发明提供的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法能利用小系统模拟实际区域综合能源系统的各种运行现象和运行规律，缩短了模拟原型系统的时间和空间需求。
应该理解的是，虽然本发明说明书附图中给出的的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，本发明中的步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，本发明步骤的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
实施例二
基于上述实施例一所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，本发明还提供了一种终端，其原理框图可以如图6所示。该终端包括存储器20和处理器10，存储器20中存储有区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建程序，该处理器10执行计算机程序时至少可以实现以下步骤：
获取原型系统源-网-荷形态特征，根据所述原型系统源-网-荷形态特征获取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，所述形态结构包括供能站的容量/数量和供能站接入能源网络的位置、模拟电/热/冷网络拓扑结构、多元负荷的容量和多元负荷接入能源网络的位置；
根据所述形态结构和所述相似比例系数分别构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元和多元负荷模拟单元；
根据所述形态结构和所述相似比例系数获取所述目标动态模拟系统中的综合能源网络参数。
其中，所述根据所述原型系统源-网-荷形态特征提取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，包括：
根据所述原型系统中的供能系统中各单元能源转换关系，结合模拟试验环境设备可用度，确定所述目标动态模拟系统中的供能设备；
根据所述原型系统和所述目标动态模拟系统中的供能设备的功率获取所述相似比例系数，所述相似比例系数为比例尺序列中的最大值，所述比例尺序列包括多个比例系数，每个比例系数为所述原型系统和所述目标动态模拟系统中相同类型的供能设备的最大输出功率的比例，根据所述原型系统源-网-荷形态特征以及所述相似比例系数，获取所述目标动态模拟系统中的形态结构。
其中，所述供能站模拟单元包括：
电能输出模拟单元，所述电能输出模拟单元包括与所述原型系统具有相同标幺值的模拟同步机；
热能输出模拟单元，所述热能输出模拟单元包括至少一个供热装置；
冷能输出模拟单元，所述冷能输出模拟单元包括至少一个制冷装置。
其中，所述根据所述形态结构和所述相似比例系数构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元，包括：
获取所述原型系统中供能站的关键能源转换设备的稳态输入-输出功率数据，根据所述稳态输入-输出功率数据，获取所述原型系统中供能站中关键能源转换设备的效率特征，根据所述效率特征得到所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点；
根据所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点和所述相似比例系数，获取所述供能站模拟单元的电、热、冷关联输出功率。
其中，所述电能输出模拟单元中的所述模拟同步机特性满足公式：
Figure 60445DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 201445DEST_PATH_IMAGE002
为所述原型系统中发电机的惯性，t为时间参数，
Figure 119722DEST_PATH_IMAGE003
表示角速度增量，
Figure 489524DEST_PATH_IMAGE004
为所述模拟同步机输出功率，
Figure 176857DEST_PATH_IMAGE005
表示模拟供能站发电机动态输出功率，
Figure 239491DEST_PATH_IMAGE043
为所述原型系统中发电机的阻尼，
Figure 130218DEST_PATH_IMAGE007
表示模拟功角。
其中，所述多元负荷模拟单元，包括：
电负荷模拟单元，所述电负荷模拟单元包括变流器或四象限功率放大器；
冷/热负荷模拟单元，所述冷/热负荷模拟单元包括建筑群模型；
所述建筑群模型的热阻系数、热惯性系数和传热系数满足第一条件，所述第一条件的数学表达式为：
Figure 569289DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure 111129DEST_PATH_IMAGE009
表示所述原型系统中原型建筑群的热阻系数，
Figure 344664DEST_PATH_IMAGE010
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热阻系数，
Figure 706375DEST_PATH_IMAGE011
为所述相似比例系数，
Figure 683559DEST_PATH_IMAGE012
表示所述原型系统中原型建筑群的热惯性参数，
Figure 329173DEST_PATH_IMAGE013
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热惯性参数，
Figure 999188DEST_PATH_IMAGE014
表示所述原型系统中原型管道的传热系数，
Figure 848196DEST_PATH_IMAGE015
表示所述目标动态模拟系统中模拟管道传热系数。
其中，所述多元负荷模拟单元的模拟负荷功率调控速度满足第二条件，所述第二条件的数学表达式为：
Figure 629070DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 879923DEST_PATH_IMAGE017
为所述多元负荷模拟单元负荷，
Figure 471572DEST_PATH_IMAGE018
为所述原型系统负荷，
Figure 807875DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 126861DEST_PATH_IMAGE020
分别表示历史数据开始和结束时间。
其中，所述综合能源网络参数满足以下条件：
所述综合能源网络中的主干线路模拟单元阻抗标幺值与所述原型系统中区域主干电网的标幺值相同；
所述综合能源网络中连接冷/热负荷模拟单元的管径满足第三条件，所述第三条件的数学表达式为：
Figure 497800DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 244039DEST_PATH_IMAGE022
为所述目标动态模拟系统中的管径大小，
Figure 67638DEST_PATH_IMAGE023
为所述原型系统中的管径大小，
Figure 722740DEST_PATH_IMAGE024
为所述相似比例系数。
实施例三
本发明还提供了一种存储介质，存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述实施例所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的步骤。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其特征在于，包括：
获取原型系统源-网-荷形态特征，根据所述原型系统源-网-荷形态特征获取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，所述形态结构包括供能站的容量/数量和供能站接入能源网络的位置、模拟电/热/冷网络拓扑结构、多元负荷的容量和多元负荷接入能源网络的位置；
根据所述形态结构和所述相似比例系数分别构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元和多元负荷模拟单元；
根据所述形态结构和所述相似比例系数获取所述目标动态模拟系统中的综合能源网络参数；
所述根据所述原型系统源-网-荷形态特征提取目标动态模拟系统的形态结构和相似比例系数，包括：
根据所述原型系统中的供能系统中各单元能源转换关系，结合模拟试验环境设备可用度，确定所述目标动态模拟系统中的供能设备；
根据所述原型系统和所述目标动态模拟系统中的供能设备的功率获取所述相似比例系数，所述相似比例系数为比例尺序列中的最大值，所述比例尺序列包括多个比例系数，每个比例系数为所述原型系统和所述目标动态模拟系统中相同类型的供能设备的最大输出功率的比例，根据所述原型系统源-网-荷形态特征以及所述相似比例系数，获取所述目标动态模拟系统中的形态结构。
2.根据权利要求1所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其特征在于，所述供能站模拟单元包括：
电能输出模拟单元，所述电能输出模拟单元包括与所述原型系统具有相同标幺值的模拟同步机；
热能输出模拟单元，所述热能输出模拟单元包括至少一个供热装置；
冷能输出模拟单元，所述冷能输出模拟单元包括至少一个制冷装置。
3.根据权利要求1所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其特征在于，所述根据所述形态结构和所述相似比例系数构建所述目标动态模拟系统中的供能站模拟单元，包括：
获取所述原型系统中供能站的关键能源转换设备的稳态输入-输出功率数据，根据所述稳态输入-输出功率数据，获取所述原型系统中供能站中关键能源转换设备的效率特征，根据所述效率特征得到所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点；
根据所述目标动态模拟系统中模拟供能站电、热、冷关联输出功率参考点和所述相似比例系数，获取所述供能站模拟单元的电、热、冷关联输出功率。
4.根据权利要求2所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其特征在于，所述电能输出模拟单元中的所述模拟同步机特性满足公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为所述原型系统中发电机的惯性，t为时间参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示角速度增量，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为所述模拟同步机输出功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示模拟供能站发电机动态输出功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为所述原型系统中发电机的阻尼，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示模拟功角。
5.根据权利要求1所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其特征在于，所述多元负荷模拟单元，包括：
电负荷模拟单元，所述电负荷模拟单元包括变流器或四象限功率放大器；
冷/热负荷模拟单元，所述冷/热负荷模拟单元包括建筑群模型；
所述建筑群模型的热阻系数、热惯性系数和传热系数满足第一条件，所述第一条件的数学表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示所述原型系统中原型建筑群的热阻系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热阻系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为所述相似比例系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示所述原型系统中原型建筑群的热惯性参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示所述目标动态模拟系统中建筑群模型的热惯性参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示所述原型系统中原型管道的传热系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示所述目标动态模拟系统中模拟管道传热系数。
6.根据权利要求5所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其特征在于，所述多元负荷模拟单元的模拟负荷功率调控速度满足第二条件，所述第二条件的数学表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为所述多元负荷模拟单元负荷，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为所述原型系统负荷，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure DEST_PATH_IMAGE020
分别表示历史数据开始和结束时间。
7.根据权利要求1所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法，其特征在于，所述综合能源网络参数满足以下条件：
所述综合能源网络中的主干线路模拟单元阻抗标幺值与所述原型系统中区域主干电网的标幺值相同；
所述综合能源网络中连接冷/热负荷模拟单元的管径满足第三条件，所述第三条件的数学表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为所述目标动态模拟系统中的管径大小，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为所述原型系统中的管径大小，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为所述相似比例系数。
8.一种终端，其特征在于，所述终端包括：处理器、与处理器通信连接的存储介质，所述存储介质适于存储多条指令，所述处理器适于调用所述存储介质中的指令，以执行实现上述权利要求1-7任一项所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的步骤。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-7任一项所述的区域电-热-冷综合能源动态模拟系统构建方法的步骤。
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