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聯(lián)合鉛酸蓄電池MX122000 12V200AH直流通信
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3.2 多模式混合仿真
針對(duì)綜合能源系統(tǒng)寬時(shí)間尺度特性和不同能源系統(tǒng)機(jī)理差異帶來的建模和解算方法差異的現(xiàn)象,綜合能源系統(tǒng)在時(shí)間和空間上按照多模式混合仿真過程劃分為多個(gè)不同的子系統(tǒng),應(yīng)用符合各自能源特點(diǎn)的算法求解不同的子系統(tǒng)。綜合能源系統(tǒng)空間劃分原則:
1)按照不同的能源屬性劃分:如電力系統(tǒng)和燃料管網(wǎng)建模和模型解算方法都有很大差異,應(yīng)分別建立電力和燃?xì)饽茉醋泳W(wǎng)模型,2個(gè)子系統(tǒng)在冷熱電三聯(lián)供機(jī)組處建立耦合接口,聯(lián)立進(jìn)行多模式混合仿真。
2)按照不同的仿真模式劃分:充分利用成熟的模型和求解方法,根據(jù)建模和求解方法不同劃分網(wǎng)絡(luò),根據(jù)研究需要在不同位置任意選擇接口,并按照建模方程和算法聯(lián)立融合。
3)按照不同的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間常數(shù)劃分:如電力系統(tǒng)仿真分為電磁暫態(tài)過程仿真和機(jī)電暫態(tài)過程仿真,電磁暫態(tài)數(shù)字仿真的計(jì)算步長通常取若干微秒至200?µs,機(jī)電暫態(tài)仿真建模相對(duì)簡單,仿真步長常取5~10 ms。各子系統(tǒng)在混合仿真計(jì)算過程中,其他部分在系統(tǒng)劃分邊界等效建模,接口應(yīng)能反應(yīng)能量相互作用和轉(zhuǎn)化過程,并考充分慮模型和求解方法的差異。
3.3 模型解算并行算法
利用并行算法把原有大規(guī)模的計(jì)算問題分解成為多個(gè)子任務(wù),并在不同的處理單元上進(jìn)行計(jì)算,減少串行計(jì)算的比重,實(shí)現(xiàn)算法整體的并行化,從而縮短系統(tǒng)計(jì)算時(shí)長。可以利用以下幾種方式進(jìn)行并行算法的設(shè)計(jì):
1)運(yùn)行常規(guī)串行代碼程序時(shí),可根據(jù)任務(wù)間的數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系及控制關(guān)系,挖掘串行程序中的并行可能性,設(shè)計(jì)串行到并行的劃分模型,基于此模型提出一種新的并行算法,將串行程序按需拆分為多個(gè)部分置于不同核上,重新確定收斂條件,設(shè)計(jì)出基于串行程序的并行算法。
2)基于對(duì)整個(gè)綜合能源系統(tǒng)多層面研究的基礎(chǔ),將不同區(qū)域按照不同交互方式進(jìn)行不同劃分,確定子網(wǎng)絡(luò)間并行交互的信息流、數(shù)據(jù)流、控制流,確定收斂條件,設(shè)計(jì)新的并行算法。
3)并行線程通信優(yōu)化,如對(duì)計(jì)算過程的消息進(jìn)行合成、對(duì)計(jì)算進(jìn)程進(jìn)行組合、應(yīng)用多線程技術(shù)降低并行中計(jì)算中的通信消耗,可有效提高系統(tǒng)利用率,增強(qiáng)整體并行計(jì)算性能。
4、綜合能源仿真的技術(shù)難點(diǎn)
小密系列電池 | |||||
規(guī)格 | 電壓 | 容量 | 長 | 寬 | 高 |
MX12040 | 12V | 4AH | 90 | 70 | 102 |
MX12072 | 12V | 7.2AH | 151 | 65 | 94 |
MX12100 | 12V | 10AH | 151 | 96 | 94 |
MX12180 | 12V | 18AH | 181 | 76 | 167 |
MX12260 | 12V | 26AH | 165 | 175 | 125 |
MX12260(S) | 12V | 26AH | 165 | 125 | 175 |
MX12310 | 12V | 31AH | 196 | 131 | 155 |
MX12400 | 12V | 40AH | 197 | 166 | 175 |
應(yīng)用范圍:
⑴ 電話交換機(jī) ⑺ 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)
⑵ 電器設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備及儀器儀表 ⑻ 無線電通訊系統(tǒng)
⑶ 計(jì)算機(jī)不間斷電源 ⑼ 應(yīng)急照明
⑷ 輸變電站、開關(guān)控制和事故照明 ⑽ 便攜式電器及采礦系統(tǒng)
⑸ 消防、安全及報(bào)警監(jiān)測 ⑾ 交通及航標(biāo)信號(hào)燈
⑹ 汽車電池及船用起動(dòng)
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注意事項(xiàng):
綜合能源系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)多種能源的綜合利用、提升能源設(shè)備和新能源利用率等目標(biāo)提供了一種有效途徑。實(shí)際上,以電網(wǎng)為核心的多能系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)維中,仍然面臨許多難題和未詳知的特性,如多能系統(tǒng)的寬時(shí)間尺度特性、不同類型能源設(shè)備和系統(tǒng)耦合和交互影響的特點(diǎn),以及不同能源網(wǎng)機(jī)理差異造成的建模仿真的差異。這使得系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)較為困難。以冷熱電綜合能源系統(tǒng)為例,應(yīng)采用怎樣的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略調(diào)節(jié)系統(tǒng)中不同品質(zhì)能源的比例,才能體現(xiàn)系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性;當(dāng)某一子系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí),對(duì)其他各子系統(tǒng)的影響如何;故障發(fā)生后,系統(tǒng)需要多長時(shí)間恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài),應(yīng)采取怎樣的控制措施才能大限度地使系統(tǒng)保持穩(wěn)定;各種備用發(fā)電和儲(chǔ)能單元對(duì)電網(wǎng)或系統(tǒng)的支撐作用等,均為亟待解決的難題。就目前的現(xiàn)狀,針對(duì)綜合能源的仿真研究多以靜態(tài)模型、仿真及其應(yīng)用為主流,而針對(duì)系統(tǒng)級(jí)的動(dòng)態(tài)和暫態(tài)建模、仿真只是剛起步,且面臨諸多問題,主要是以下幾類:
1)目前微電網(wǎng)、各類多能主動(dòng)配網(wǎng)的仿真,僅僅是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真的延伸,它無法克服傳統(tǒng)暫態(tài)仿真的缺點(diǎn)。另外,常見的各種能源系統(tǒng)仿真僅針對(duì)電力或熱力系統(tǒng)等某種單一類型能源,而且仿真程序相對(duì)獨(dú)立,不能聯(lián)立仿真包含“電–氣–熱–冷”的綜合能源系統(tǒng)。
2)大規(guī)模非線性系統(tǒng)的仿真求解問題。綜合能源網(wǎng)是一個(gè)復(fù)雜的大規(guī)模非線性系統(tǒng),含有大量不同時(shí)間常數(shù)的組分,有些組分具有快變特征而有些組分則具有慢變特征。在綜合能源系統(tǒng)中,既可能存在以燃?xì)廨啓C(jī)提供機(jī)械動(dòng)力推動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)等具有較大時(shí)間常數(shù)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備,又可能存在光伏組件等非旋轉(zhuǎn)設(shè)備和具有快速響應(yīng)的電力電子設(shè)備。針對(duì)綜合能源網(wǎng)中存在結(jié)構(gòu)的多樣性、時(shí)間尺度的差異性以及各部分之間耦合關(guān)系的復(fù)雜性等問題,均需展開詳細(xì)的分析研究。
3)物理機(jī)理的差異性導(dǎo)致系統(tǒng)統(tǒng)一建模表示方法難度大。由于系統(tǒng)中某些部件涉及的物理過程相對(duì)漫長,在運(yùn)行演化過程中參數(shù)狀態(tài)變化比較大,用一組方程往往不能正確描述其實(shí)際變化過程。另外,在熱動(dòng)力模塊或電/熱儲(chǔ)能環(huán)節(jié)中,如相變儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能/發(fā)電部分等,由于工質(zhì)或物理/化學(xué)過程存在機(jī)理上的變化,與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)建模的理論和方法可能存在較大差異,因此需要進(jìn)一步研究和探索新的建模方法。
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