一、成果简介：

综合能源仿真与测试平台是中国电力科学研究院有限公司开发的面向综合能源系统仿真与硬件测试服务的平台系统，该平台面向园区、工业企业、建筑楼宇等用能场景，提供集物理模拟、数字仿真、实物验证于一体的在线闭环仿真能力。为综合能源系统的规划设计、优化运行、智慧运维、辅助服务、技术装备研发等提供全过程仿真能力支撑。适用于新建或改造综合能源服务项目详细设计，以及科技项目研究，有力支撑综合能源服务。

图1. 综合能源仿真与测试平台系统架构图

综合能源仿真与测试平台主要由物理层、模型层和应用层三层架构组成：物理层：通过通讯接口，实现各类物理设备、综合能源CPS软件、边缘控制器和工程现场数据的接入；模型层：包含能源生产、输配、转化、存储和使用等各类设备模型，实现各类综合能源场景的构建和仿真；应用层：面向综合能源业务，提供能流计算及优化、策略验证、状态评价等仿真高级应用，为各类业务提供支撑。

图2. 仿真设备模型库：（a）设备模型种类；（b）热泵模型示意图；（c）热泵模型机理示意图。

平台构建5大环节、54类典型设备模型，包含能源生产、转化、传输、存储和使用各环节，模型采用物理机理建模方法，可以模拟设备的运行动态特性，满足建筑楼宇、工业企业、园区等绝大多数能源场景的建模仿真需求。

图3. 仿真场景快速构建技术

平台实现图模一体化建模，通过选择、拖拽和连接各类设备模型，快速构建楼宇级、社区级和园区级等能源网络拓扑，支撑各类综合能源仿真场景快速构建。

图4. 平台硬件在环测试技术

平台通过I/O接口实现与各类软硬件设备交互，支持综合能源协同控制器、综合能源CPS等软硬件在环测试及研发试验。

二、技术优势及性能指标：

综合能源仿真与测试平台具有以下特点：

（1）丰富的设备模型库。包含CCHP、电锅炉、热泵、储能、氢燃料电池、充电桩、风电光伏等能源的生产、转化、传输、存储和使用各环节54类设备仿真模型，满足绝大多数能源场景的建模仿真。

（2）物理机理模型。基于电冷热气等多能转化传输机理的设备模型，真实反映设备的运行动态特性、得到丰富详实的仿真数据。

（3）多能协同仿真。图模一体化场景建模，快速构建包含电力、热力和燃气等能源种类的仿真场景，实现电冷热气多能协同仿真，支持实时仿真。

（4）仿真精度高。设备级仿真精度5%以内，系统级仿真精度8%以内；电气系统仿真步长最低20μs，冷、热、气系统仿真步长1ms-1min。

（5）支持软硬件在环测试。具备丰富的通讯及I/O接口，支持能源控制器、CPS软件等软硬件设备的在环仿真测试。

三、所属领域：

综合能源服务方向：综合能效服务技术

四、成熟度：

中试阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

平台正在应用试点推广阶段。