5.2 分布式能源管理
当谈及能源互联网，这实际上是一个综合性的能源体系，旨在将各种不同类型的能源源头、能源网格和能源终端进行高效整合和协同，以满足能源多元化、清洁化以及高效利用的要求。在这一背景下，智能协同控制技术扮演着关键角色，可以使得能源互联网中的多种能源参与方在分布式环境下高效协同，实现能源的合理分配、供需平衡和优化控制。以下将详细描述项目中智能协同控制技术在能源互联网中的应用。
（1）面向能源互联网集群内分布式自治控制的边缘计算算法：
在能源互联网中，涉及到不同类型的能源资源，如电、热、冷、气等，这些能源 在时空分布特性和特征量上存在差异。为了实现这些能源的协同控制，项目将构建适 应多能源协同的通信网络架构，考虑多类型异质能源的交互作用机理和数据交互需求。通过离散一致性控制算法，项目旨在维持系统的能量平衡、平抑能量波动等目标，使 得能源系统能够快速收敛到稳定状态。同时，项目将基于动态事件触发机制，提出适 用于系统扰动情况下的一致性控制算法，以确保能源系统在面临外界变化时依然保持 自治的稳定性。
（2） 基于多智能体的分布式能源管理协同控制方法：
考虑到能源互联网中涉及不同能源形式和多个区域的复杂性，项目将探索如何通 过多智能体协同来管理这些分布式能源。首先，项目将分析不同能源的出力特征，根 据这些特征建立小区域能源互联网集群。随后，将设计多智能体功能，构建集群级多 智能体协同的分布式调控框架。该框架将集群内部的能源协同与集群间的协同需求结 合起来，实现能源的高效利用和系统的经济、稳定运行。通过改进交替乘子算法，项 目将建立能源互联网集群级的分布式调度模型，考虑潮流约束、电压约束等安全约束，以随机-鲁棒优化方法来优化集群的运行。此外，基于离散一致性协议，项目将构建多 智能体分布式控制模型，实现能源集群内部和集群间的能量波动合理分配，从而保证
整个系统的稳定性和高效性。
（3） 能源互联网分布式协同控制与优化系统的示范应用：
最终，项目将把前述的智能协同控制技术应用于实际场景，以能源互联网典型园区为例进行示范应用。这意味着通过智能协同控制技术，不同能源参与方可以在实际运行中进行高效的协同控制和优化。这将验证技术在实际环境中的有效性和可行性，同时也为能源互联网的推广和应用提供了有力的实践基础。
综上所述，智能协同控制技术在能源互联网中的应用，不仅能够实现各种能源的高效协同、优化调度和稳定运行，也为能源互联网的发展提供了坚实的技术支持。通过智能协同控制，能源互联网有望实现能源的可持续发展和清洁利用，为我国能源革命目标迈出关键一步。
图 5.1 基于多智能体的分布式能源管理智能协同控制技术研究框架
图 5.2 分布式能源管理智能协同控制与优化系统研发
基于分布式能源管理群体智能协同控制与优化系统研发的框架如图 5.2 所示。
（1）以含有冷、热、电、气等多种能源的能源互联网为用户对象，分析能源互联网中基础数据、业务数据及各个能源系统间接口数据，设计区域能源互联网分布式协调优化系统架构。
（2）设计系统的通信、安全防护以及与冷热气系统、储能系统的集成方案，进行
功能模块、用户体验界面、接口等的详细设计，完成系统开发、测试与部署上线。建立基于多智能体的分布式协同控制架构，可有效解决单一分布式能源个体容量小、波动性强、可控性差、难以集中调控等问题，从而提升能源互联网的综合治理水平。
项目依托河南省兰考县能源互联网平台开展示范建设应用。兰考作为国家能源局批准设立的全国首个农村能源革命试点建设示范县，近年来，以服务农村能源革命试点建设为宗旨，统筹推进方案设计、数据融合、功能研发、服务创新系列工作，全力建设“一库三中心”为核心的农村能源互联网平台，如图 5.3 所示，支撑农村能源转型驶入“快车道”。具体项目引入南瑞集团有限公司、许继集团有限公司、施耐德、ABB 等 15 个专家团队，为平台方案设计提供技术支持。
图 5.3 能源互联网平台实地应用场景
目前已建立政府牵头、企业参与的能源数据归集机制，保证数据质量和数据更新频率。探索“三权”分置的县域能源数据互信机制，与 15 家能源企业签订协议，明确了政府部门的数据使用权、能源企业的数据所有权、平台的数据采集管理权，确保县域能源数据体系建设的可持续性。提供全面覆盖的数据接入方式，包括系统对接、物联接入、批量导入及在线填报4 种方式，实现全品类、全链条能源数据的高效接入。累计
接入电、热、气、油等能源数据 2577 万条，实现兰考“全县域、全品类、全链条”能源数据可观可测。建立全品类能源数据库，形成可推广可复制的县域能源大数据建设模式，打造“能源监测、运营指挥、公共服务”三个平台，面向政府、企业、居民提供智慧能源服务。2022 年 7 月，国网河南省电力公司联合河南省发展和改革委员会、兰考县人民政府发布《兰考农村能源革命实践与展望》白皮书，全力推动兰考农村能源革命试点“升级版”建设。计划到 2025 年，能源领域实现“三个 80%”目标（可再生
能源占一次能源消费比重、电能占终端能源消费比重和新能源就地消纳率均达到 80%），基本建成清洁低碳、安全高效的农村现代能源体系，以清洁能源高效利用助力乡村全面振兴。能源互联网的智能协同控制平台在兰考应用成为了示范样板，为探索新时代县域能源发展转型提供了新的道路。