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Code review from 代银平 * refs/changes/138/head: (2 commits) docs: add dslab docs: revise dslab based on feedback Signed-off-by: Yinping <[email protected]> Reviewed-by: 向月 <[email protected]> Reviewed-by: 宋炎侃 <[email protected]> Reviewed-by: yanghe杨禾 <[email protected]> Merged-by: yanghe杨禾 <[email protected]> CR-link: https://codeup.aliyun.com/cloudpss/opensource/docs/change/138
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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
---|---|---|
@@ -0,0 +1,35 @@ | ||
--- | ||
title: 软件介绍 | ||
description: DSLab 软件介绍 | ||
sidebar_position: 10 | ||
tags: | ||
- dslab | ||
- introduce | ||
--- | ||
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||
欢迎使用 **CloudPSS DSLab 源网荷储协同仿真平台**。 | ||
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CloudPSS DSLab 是 CloudPSS 团队基于 XStudio 基础支撑套件研发的一款面向新型电力系统源网荷储的协同仿真规划平台,提供负荷预测、时序潮流计算、储能规划、无功优化、短路电流计算、可靠性分析、静态安全性分析以及技术经济分析等功能模块,支撑新型电力系统的规划、设计、运行和维护。 | ||
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## DSLab的意义 | ||
在新型电力系统建设进程中,研究对象从传统的“站-线-变”转型为“源-网-荷-储”,规划、运行和运维等过程的分析计算更加依赖定量化仿真模拟。在规划设计层面,以配电网为例,传统方法停留在数据统计分析、分压分区电力电量平衡、110-35 千伏容载比校核基础功能上, 未考虑源网荷储间的协同。在运行分析层面,传统仿真软件通常仅提供离线“图模一体化”功能,尚未打通与实际运行数据的接口,难以形成可计算的真实电网数字孪生模型。在运维分析层面,真实电网模型和有效统计数据的缺失阻碍了智能运维技术的推广落地。截至目前,国内外尚无商业计算分析软件可针对新型电力系统开展时序潮流、暂态仿真、规划优化、可靠性计算等综合分析,仿真及分析工具亟需迭代升级。 | ||
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DSLab旨在结合先进计算技术,构建面向新型电力系统的“图-模-数-算”一体化计算分析工具,支撑源网荷储协同互动、能源资源循环畅通、能源配置效率提升,推动电网高质量发展,助力新型电力系统建设。 | ||
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## 功能特性 | ||
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**无需安装,轻松使用** | ||
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相比传统专业仿真软件,CloudPSS IESLab 平台使用更便捷。随时随地可使用,灵活性好, DSLab 平台基于云计算架构,**无需安装**客户端,在服务端部署后,用户侧只需一台安装有**浏览器**的终端(PC/Mac/平板/手机)即可访问。 | ||
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**强大高效,准确可靠** | ||
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DSLab 提供了覆盖中国大陆过去 5 年的历史气象数据,组成要素包括风速、太阳辐照度、温度等数据;涵盖了20 余种覆盖全电压等级全设备要素的源、网、荷、储元件模型;支持从 CIM/E、CIM/XML、CAD、SVG、PMS、DT、EXCEL 等数据源中获取和解析系统拓扑、台账以及运行数据,并自动化构建和更新仿真模型,针对万级节点规模系统,其自动化模型构建和更新的时间不超过 2min;长周期负荷预测的平均精度在 85% 以上,短周期负荷预测平均精度在 95% 以上;万级节点规模系统的 8760h 时序潮流计算可在 2min 内完成;万级节点规模系统的阻抗法短路电流计算耗时不超过 10s,1s 过程的电磁暂态仿真的短路电流计算耗时不超过 5s;万级节点系统的可靠性计算耗时不超过 2 分钟。 | ||
|
||
此外,DSLab 的储能规划模块通过优化算法对系统最经济的储能接入位置、接入型号、接入容量和8760 小时运行方式进行确定,以此提高目标电网新能源的本地消纳率,降低对上级电网的返送电影响。 无功优化模块考虑了系统交流潮流模型约束,用户可以通过该模块查看 8760 小时运行过程中无功补偿装置的投切策略、可调变压器变比调节策略等,并获得当前策略下系统的潮流状态。静态安全分析模块对不同N-1方案下的越限情况进行统计和分析,提供详细的越限元件列表。同时,支持对系统不同时段、不同支路及整体负荷的安全供电率指标进行全面评估。 | ||
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**开放框架,应用定制** | ||
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用户可借助 SimStudio SDK,创建自己的高级仿真应用。同时,CloudPSS DSLab 可针对教育科研、规划设计、运行调度等应用场景进行应用定制。 | ||
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CloudPSS 首创了云仿真生态,基于阿里云服务器提供永久线上免费试用及分享平台(cloudpss.net)和开源的在线知识平台(kb.cloudpss.net),提供不断更新完善的软硬件、帮助文档、仿真教学课程、典型仿真案例、模版及脚本库,推动电磁暂态仿真教育、研究及应用生态的不断完善和持续繁荣! |
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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
---|---|---|
@@ -0,0 +1,93 @@ | ||
--- | ||
title: 基本原理 | ||
description: IESLab 建模仿真平台-仿真模拟模块-综合能源仿真基本原理 | ||
sidebar_position: 10 | ||
draft: true | ||
tags: | ||
- ieslab | ||
- function | ||
--- | ||
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||
本节主要介绍 IESLab 平台综合能源系统仿真计算的基本原理,包括稳态仿真的定义、基础状态参数的构成、基础仿真模型的构成以及仿真模型求解算法的执行流程。 | ||
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## 功能定义 | ||
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在 IESLab 建模仿真平台中,综合能源系统主要是指园区级至区域级的冷热电耦合供能系统,比如典型的燃气三联供系统,同样,针对单一能源系统 IESLab 也支持建模计算,比如市政供热网络、风光储微电网系统等。针对综合能源系统建模仿真的目的主要是分析其在特定边界条件下的运行状态(系统中的电压、功率、温度、流量等参数分布),从而方便用户进行运行策略验证、状态预测等业务。 | ||
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## 功能说明 | ||
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### 稳态仿真 | ||
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||
所谓稳态,是指在当前固定的边界条件下系统中所有状态参数都不会随时间发生变化的一种稳定状态, IESLab 建模仿真平台基于稳态仿真内核,尽管平台可以支持针对一个时间周期内进行时序仿真,但是各时间断面之间的状态参数没有直接关联关系(除了储能 SOC 、建筑负荷室内温度)。 | ||
|
||
### 状态参数 | ||
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||
在 IESLab 中针对电力系统的状态参数主要包括**电压** $V$ 、**功率** $P$ 、**相角** $\theta$ ,而对于冷热系统的状态参数主要包括**流量** $m$ 、**压力** $p$ 、**温度** $T$。 | ||
|
||
### 模型构成 | ||
|
||
IESLab 中所有模型可以大致分为三类,分别是**能量枢纽**模型、**能量传输**模型和**网络模型**: | ||
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1. 能量枢纽模型 | ||
|
||
能量枢纽模型描述了能量的生产、转换以及消费环节,对应实际系统中的电源、冷热源以及电冷热负荷等,以热泵为例,其消耗的电能与制冷制热量之间的转换关系满足如下的表达式: | ||
|
||
$$ | ||
P = COP \cdot \left[ {{m_{in}}h\left( {{p_{in}},{T_{in}}} \right) - {m_{out}}h\left( {{p_{out}},{T_{out}}} \right)} \right] | ||
$$ | ||
|
||
式中 $COP$ 代表热泵的能效比,在 IESLab 中是一个随热泵制冷制热功率变化的系数, $h$ 代表比焓。 | ||
|
||
2. 能量传输模型 | ||
|
||
能量传输模型描述了能量在系统中传输的损耗,对应实际系统中的变压器、传输线、管道等设备。 | ||
|
||
3. 网络模型 | ||
|
||
网络模型描述了系统中各连接点处的变量关联关系,比如节点功率平衡方程、节点流量平衡方程等,下面给出了电力系统和冷热系统在连接点处的数学模型: | ||
|
||
3.1 电力系统 | ||
|
||
$$ | ||
\sum\limits_{i = 1}^n {{P_i}} = 0 | ||
$$ | ||
$$ | ||
{V_1} = {V_2} = \cdots = {V_n} | ||
$$ | ||
$$ | ||
{\theta _1} = {\theta _2} = \cdots = {\theta _n} | ||
$$ | ||
|
||
3.2 冷热系统 | ||
|
||
$$ | ||
\sum\limits_{i = 1}^n {{m_i}} = 0 | ||
$$ | ||
$$ | ||
{p_1} = {p_2} = \cdots = {p_n} | ||
$$ | ||
$$ | ||
\sum\limits_{i = 1}^{{n_{in}}} {{m_i}h\left( {p,{T_i}} \right)} + h\left( {p,{T_{out}}} \right)\sum\limits_{i = 1}^{{n_{out}}} {{m_{out}}} = 0 | ||
$$ | ||
|
||
式中$n$代表连接点处关联的端口数量。 | ||
|
||
### 算法流程 | ||
|
||
针对上述构建的仿真模型, IESLab 采用一种多能系统**分解协调算法**完成模型的求解,其中上层的协调器把耦合在一起的多能系统按照能量梯级利用的顺序由下至上进行解耦,得到若干能源子网络并自动排列它们的计算顺序,然后调用不同能源子系统的模型求解内核,协调器通过不断更新修正各子系统之间的耦合边界参数,从而完成整个系统仿真模型的计算。针对每个子系统的模型求解,均采用 Newton-Raphson 算法进行迭代计算,特殊地针对于冷热系统还应用了水热力解耦求解算法对模型进行了拆解。 | ||
|
||
![算法示意图](./diagram.jpg "算法示意图") | ||
|
||
## 常见问题 | ||
|
||
IESLab 建模仿真平台能自动对储能或者机组的运行策略进行优化吗? | ||
: 不能,仿真的目的即是在设备运行策略已经确定的情况下,对系统内部未知的状态参数进行计算。如果需要进行储能、机组运行策略的优化,可以使用 IESLab 规划优化平台。 | ||
|
||
IESLab 建模仿真平台所使用的仿真模型算法和常见的能量平衡模型有什么区别? | ||
: 能量平衡模型的基础状态变量通常只有功率,对拓扑连接关系的考虑也较为简单,通常能量平衡模型在系统前期的规划设计场景下使用更加常见。 IESLab 的建模仿真平台所构建的模型复杂度和精细度更高,并且允许用户搭建复杂的拓扑连接关系,通常更适合需要更高计算精度的应用场景。 | ||
|
||
IESLab是否支持常见的控制元件及模型? | ||
: 平台暂无控制系统及控制元件,其仿真策略等边界条件为只能由用户预先录入,无法实现元件仿真模拟过程中运行策略的自动控制。 | ||
|
||
IESLab是否支持自定义元件模型? | ||
: IESLab 平台自定义元件功能仍在开发中,目前如果用户想接入自己的模型或者算法,只能通过**IESLab SDK**编写元件模型和能量流求解器进行仿真计算和结果分析。此时,IESLab 平台主要提供参数录入、拓扑建模、结果渲染等功能,无法直接将算法嵌入至原生的能量流计算内核中。 |
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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
---|---|---|
@@ -0,0 +1,60 @@ | ||
--- | ||
title: 计算方案配置 | ||
description: DSLab 源网荷储协同仿真平台-储能规划模块-计算方案配置 | ||
sidebar_position: 20 | ||
tags: | ||
- dslab | ||
- function | ||
--- | ||
|
||
本节主要介绍 DSLab 源网荷储协同仿真平台进行储能规划时需要设置的计算全局参数,包括开始与结束预测时间、储能可接入范围、储能初始 SOC 以及相关约束条件参数设置等。 | ||
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## 功能定义 | ||
|
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设置 DSLab 储能规划的一些计算全局参数。 | ||
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## 功能说明 | ||
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在运行标签页,选中计算方案中的**储能规划方案**,可对储能规划方案进行设置。目前源网荷储的储能规划参数组划分为基本设置和运行设置,下面分别对其进行介绍。 | ||
|
||
![储能规划计算方案](./configuration.png "储能规划计算方案") | ||
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### 基本设置 | ||
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储能规划基本设置的参数包括**计算类型**、**储能配置设置**和**约束条件设置**,如下图所示: | ||
|
||
![储能规划基本设置](./basic.png "储能规划基本设置") | ||
|
||
| 参数名 | 含义 | 说明 | | ||
| :--- | :--- | :--- | | ||
| 计算类型 | 计算的功能类型 | 可选项为**储能规划**(默认值)、**可接入节点列表生成**;可接入节点列表生成为储能可接入范围-自定义可接入节点和容量范围的前置数据预处理,分析生产配电系统拓扑,生成可接入节点配置的默认方案,方便用户编辑 | | ||
| 开始时间 | 系统储能规划的开始时间 | 默认设置为 **2022-01-01 00:00:00** ,输入格式为 `yyyy-mm-dd hh:mm:ss` | | ||
| 结束时间 | 系统储能规划的结束时间 | 默认设置为 **2022-12-31 23:00:00** ,输入格式为 `yyyy-mm-dd hh:mm:ss` | | ||
| 储能可接入范围 | 储能可接入范围的可选项 | 可选项为**全网可接入**(默认值)和**自定义可接入节点和容量范围**| | ||
| 全网最大可接入储能容量 | 全网可接入下,储能容量的限制 | 默认值为 **1**, 单位 **MWh** | | ||
| 可接入节点配置 | 配置可接入储能的节点范围 | 默认为**空**,且不可编辑;当储能可接入范围被选为自定义可接入节点时,自动切换为可编辑模式 | | ||
| 储能初始 SOC | 仿真储能初始 SOC | 默认值为 **50**, 单位 **%** | | ||
| 节点电压上限 | 节点电压上限 | 默认值为1.07, 单位 **p.u.** | | ||
| 节点电压下限 | 节点电压下限 | 默认值为0.93, 单位 **p.u.** | | ||
| 返送电功率约束 | 向上级电网返送电功率约束 | 默认值为1, 单位 **MW** | | ||
|
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|
||
### 运行设置 | ||
|
||
储能规划运行设置的参数如下图所示: | ||
|
||
![储能规划运行设置](./run.png "储能规划运行设置") | ||
|
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| 参数名 | 含义 | 说明 | | ||
| :--- | :--- | :--- | | ||
| 镜像名称 | 调试使用的镜像名称 | 默认值为**空** | | ||
| 任务队列 | 任务运行使用的队列 | 默认设置为**默认队列** | | ||
| 计算资源 | 任务运行使用的计算资源 | 默认设置为**1逻辑核心** | | ||
| 优先级 | 任务运行的优先级 | 默认值为 0 | | ||
| 调试参数 | 任务调试时使用的调试参数 | 默认为空 | | ||
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## 常见问题 | ||
|
||
什么时候需要进行**可接入节点列表生成**? | ||
: 可接入节点列表生成为选择**储能可接入范围**为**自定义可接入节点和容量范围**时的前置数据预处理功能,分析生产配电系统拓扑,生成**可接入节点配置**的默认方案,方便用户编辑。用户可采用 excel 的编辑方式对默认参数方案进行修改,如下图所示。用户也可直接进行参数编辑,但需保证名称列的输入与对应拓扑元件名称一致。 | ||
![可接入节点列表生成后系统自动生成的默认参数方案](./basic.png "可接入节点列表生成后系统自动生成的默认参数方案") |
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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
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@@ -0,0 +1,38 @@ | ||
--- | ||
title: 结果页面 | ||
description: DSLab 源网荷储协同仿真平台-储能规划模块-结果页面 | ||
sidebar_position: 30 | ||
tags: | ||
- dslab | ||
- function | ||
--- | ||
|
||
本节主要介绍 DSLab 源网荷储协同仿真平台进行储能规划计算时查看计算结果的方法,包括统计性指标表格、元件时序运行结果等。 | ||
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## 功能定义 | ||
|
||
用于展示 DSLab 储能规划计算的结果。 | ||
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||
## 功能说明 | ||
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### 启动仿真 | ||
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通过点击**启动任务**按钮能执行当前计算方案下的储能规划。 | ||
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![启动储能规划](./start.png "启动储能规划") | ||
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### 结果概览 | ||
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||
计算开始后,平台自动跳转到**结果**栏页面,可在**结果概览**页面查看计算过程及规划结果。用户可选择是否将方案配置结果写回至数据管理模块或拓扑编辑模块。 | ||
|
||
![储能规划-结果-结果概览](./storage-results-overview.png "储能规划-结果-结果概览") | ||
|
||
若需在**潮流断面**页面查看分析规划结果,则需先在**结果概览**页面点击**修改项目文件**,将规划结果暂存到拓扑中。若不想保存应用的规划结果,只是临时查看,查看完后刷新浏览器页面;若要规划结果会写回拓扑编辑模块,则点击保存按钮。 | ||
|
||
![储能规划-结果-潮流断面](./storage-results-topo.png "储能规划-结果-潮流断面") | ||
|
||
## 常见问题 | ||
|
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运行结果回写和拓扑结果回写? | ||
: 在**结果概览**页面,提供了**运行结果回写**和**拓扑结果回写**功能,点击触发后,系统会将储能规划结果进行回写,若用户不点击左上方**保存**按钮,回写的结果只会临时显示,在页面刷新后会恢复回写前状态。用户可利用此功能进行校验,并选择是否对规划结果进行保存应用。 | ||
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@@ -0,0 +1,16 @@ | ||
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title: 储能规划模块 | ||
description: DSLab 源网荷储协同仿真平台-储能规划模块 | ||
sidebar_position: 100 | ||
tags: | ||
- dslab | ||
- function | ||
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||
本节主要介绍 DSLab 源网荷储协同仿真平台储能规划模块的主要功能,包括**基本原理**、**方案配置**和**结果查看**等。如需深入了解各模块功能文档,请跳转相应帮助文档查阅。 | ||
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import DocCardList from '@theme/DocCardList'; | ||
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<DocCardList /> |
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