国网电科院能效中心邱泽晶：综合能源仿真规划系统节能效果可达20%-45%

10月30日上午，《2020年全国智慧用能与节能技术发展论坛》分论坛“综合能源系统与综合能源服务专题论坛”在北京贵都大酒店举行。

会上，国网电科院武汉能效测评有限公司研发部经理邱泽晶发表了《综合能源仿真规划与案例》的主题报告。

邱泽晶表示，基于综合能源仿真规划系统的楼宇用能优化，节能效果可达到20%-45%。从输出结果来看，负荷预测、财务效益参数与实际偏差都在15%以内，多数项目在10%以内。可以满足省级综合能源公司对综合能源管理高效率、低成本的定制化需求。

据邱泽晶介绍，由国网公司能效测评中心开发的综合能源仿真规划系统，具备负荷预测开发、财务效益分析两大功能，只需输入简单的建筑/工业类别、建筑面积、层数，自动调用预设数据库调取气象参数、能源价格、资源条件，进行设备选型，就可以一键生成能源规划设计报告。

以下为演讲节录：

今天我们就综合能源仿真规划、系统开发与应用情况，和大家做一个分享。

主要背景是去年国网营销部组织编写了两年行动计划，提出了很多对于综合能源业务发展的指导意见，重点提到规划设计能力的建设，明确提出2020年全部省综合能源公司要具备独立开展规划设计项目的能力。

关于综合能源规划仿真软件开发，国网公司营销部非常重视，组织系统内相关单位成立相关工作组，研究相关标准，终极目标希望在智慧能源省级平台上部署推广应用。

2019年7月，正式启动开发工作。8月开展客户需求及市场竞品情况调研。8月底，1.0版本正式上线。

2020年6月，国网公司组织了相关单位，进行了综合能源规划仿真软件应用进展工作汇报，联合华北电力大学、武汉大学、南瑞集团北京技术研究院，组成公关团队，深入开展系统迭代升级。

目前V3.0版本正式上线，对相关能源算法进行升级，采用混合线性整数规划算法，寻优速度较2.0版本提升24%。对数据库重点也进行更新，目前已覆盖气象数据库、所有主流厂家冷热电常用类型设备。另外，软件功能更新方面，采取“自动+手动”方式，仿真准确率提升15%。

综合能源系统是综合系统，设计技术广、设备种类多、负荷类型复杂、计算模型与计算难度大，可以说功能提升永无止境。实际上也存在着矛盾，为了寻求准确率和精确，我们会把模型做复杂，但用户使用就不会那么便利，使用中需要输入参数非常多。所以我们开发系统，需要在这两个方面寻求合理的平衡点，关键是找准功能定位和满足实际工作需求。

软件的定位是以满足各省综合能源公司、省市供电公司一线营销人员业务需要为首要考虑，尽量减轻软件使用增加的工作负担。比如软件使用方面十分友好，进行简单培训能够上手使用。注重软件实用性，注重准确与简洁高效。

我们重点做了负荷预测开发、财务效益分析两大功能。

主要有四大功能模块：最基础的是负荷预测功能；第二个是智能规划，基于热负荷和冷负荷，生成综合能源系统设备配置方案，引入多目标约束策略和自动评优算法，实现最优规划；第三是对财务各个维度进行考虑；第四，输入少量参数可以一键生成综合能源项目规划报告。基于浏览器网页，输入账号和密码就可以使用操作，十分方便，也可以在手机端使用。

只需输入简单的建筑/工业类别、建筑面积、层数，自动调用预设数据库调取气象参数、能源价格、资源条件，进行设备选型，就可以生成初步规划设计结论，一键生成报告。

系统的核心优势，第一个是数据库优势，形成了建筑、工业能耗标准数据库，还有气象数据库等实用数据库，数据库也一直在更新迭代，比如能源价格参数会随着当地价格调整实时更新。另外一个是负荷建模和设备建模优势，根据数据拟合，总结出不同种类的建筑、工业负荷特性需求曲线，目前系统已经包含了1000多种典型设备的出力模型、经济模型、寿命模型。

系统有六大特点：首先，定位精准，重点满足综合能源公司规划业务需要，重点针对工业园区、酒店、商场、医院等有代表性的综合能源项目；第二，实用性强，设备参数、运行参数、财务参数等分析类清晰，实用性好；第三，操作简洁，只需输入简单的建筑/工业类别、建筑面积、层数，系统会自动生成详细的冷、热、电、气全年负荷及统计指标；第四，财务功能强大，具有多项目经济效益指标对比分析、指标偏差分析功能；算法高效，引入了大数据、AI算法；数据完善，模型准确，不断迭代更新。

算法特色方面，通过逐时建筑、工业负荷曲线，变工况、变负载率计算，支持效率优先的寻优算法。算法方面也申请了自主知识产权。

将多个实际案例运用本平台进行演算，从输出结果来看，仿真规划取得了良好的效果。负荷预测、财务效益参数与实际偏差都在15%以内，多数项目在10%以内。以湖北王府大酒店为例，计算负荷偏差率在8%左右，设备选型也是比较一致，通过软件计算项目总体投资和收益率，测算数值与实际运行比较吻合。

第二个代表性案例是以京山市人民医院，通过软件计算设计负荷与实际负荷偏差在10%左右，计算该项目投资874万元，内部收益率12%，财务数值与实际基本一致。

自从去年开发以来，2.0上线之后，在国网系统内相关10家单位试点应用，想收集客户真实反馈，形成180条仿真案例记录，不断迭代更新。

仿真系统开发模式跟传统编代码有区别，基于“慧核”云平台，打造组态式服务框架，采用模块化设计流程，开发过程代码依赖度比较低，开发人员主要是熟悉综合能源业务，开发周期比较短。仿真系统V1.0，三个人一个月左右就可以实现，相对于传统开发效率高很多。可以满足省级综合能源公司开展业务中对综合能源高效率、低成本的定制化需求。

应用在移动能效检测系统方面，主要面向变压器、线路、无功补偿、电机能效等，把规划仿真系统的智能寻优算法与能效测评相结合，也能显著提升检测效率与准确性。

用能优化方面，研发的第四代基于物联网大数据的楼宇用能优化技术，可以实现全闭环系统控制、无死角数据采集，利用大数据分析云计算，以及AI自动寻优，在传统设备节能、工艺节能基础上，实现整个系统节能。

整个来说，系统节能相比单一节能方式，节能效果高一些，达到20%-45%。在不改造楼宇中央空调设备和系统的前提下，采用最轻量级、全无线的数据采集分析系统和智能控制系统优化运行，部署非常方便，施工周期比较短，2-7天，客户投资回报比2-3年，通过这套系统，使楼宇用能优化项目的经济性得到很好提升。