2025年9月 新型电力系统规划运 行时序生产模拟平台 TEAP 1 目 录 一、研究背景 二、当前时序模拟方法遇到的问题 三、新型电力系统规划运行时序生产模拟平台TEAP 四、应用案例 一、研究背景 2 3 时序生产模拟是全球目前最重要的电力系统规划分析方法之一。时序生产模拟通过全年8760小时 进行逐时刻仿真，为电力电量平衡分析、调节能力测算、新能源消纳计算等提供量化支持。核心 HUST_GTDS（华科） ETAP GOPT（清华） 国内外知名时序生产模拟工具算法 （一）基于运筹的时序生产模拟需求迫切 美国能源部直属的劳伦斯伯克利国家实验室在《演进中 的电力系统资源充裕性评估改进指南：制度和技术》报 告中指出，随着新能源渗透率提升、电力市场复杂程度 加剧，时序生产模拟是电力系统分析的必要方法 4 （二）时序模拟需要面临的新场景 关键问题二：新型电力系统中，煤电向基础 保障性和系统调节性电源并重转型，新能源 冬高方式 夏高方式 夏谷方式 传统电力系统 边界复杂、不确定性强 新型电力系统 8760 5 （二）时序模拟需要面临的新场景 关键问题四：电力市场、碳排放市场、输配 电价等多种电力机制引入，影响系统运行方 式，传统电力系统规划方法难以考量，需要 进行精准量化模拟分析。 电力市场以价格成本为引 导指定机组工作位置 碳排放价格影响机组启停及 出力，从而影响风光消纳 输配电价影响跨省跨区电力

通过潮流计算，软件分析负载、电流和电压的分布，做到能量损耗最小化并预测过载。 2 电网安全 能够在系统的任意点模拟短路电流计算，识别潜在风险并实现保护装置的选型和调整。 3 标准合规性 软件符合标准要求（如IEC、NF、VDE等），确保系统合规并简化第三方审核。 4 节省时间与提高精度 复杂计算的自动化、实时模拟、快速仿真、基于先进算法提供选型意见。 通过结合技术与专业知识，这些工具使电网运营商、工程师和企业能够设计高性能、灵活且可持 优化线路的适配性 确保电网稳定性 预测电源与负荷之间的不平衡 以避免停电或损坏 多源电网中可再生能源的快速 变化导致不稳定， 正确计算和选型可预防失衡 系统升级规划 模拟不同场景 （如新增电源或负荷） 在添加储能系统前， 计算模拟影响 以避免现有线路过载 优化负荷分配 分析负荷、电流和电压分布 以实现高效利用 工厂将负荷分配到 不同供电母线以防止过载 并减少能量损耗 09 | 潮流计算 电力负荷调整方案 在新设备部署前后进行 电力能量流的详细分析 挑战 解决方案 每条产线的不间断与稳定供电 最小化由于电压变化 对敏感设备的影响 对工厂内部网络 （包括各条生产线）建模 效益 潮流模拟， 以识别电压不平衡和波动情况 因电气故障导致的非计划 停机减少 10% 建议安装电压调节器和电容器， 以稳定电力供应 挑战 效益 避免与光伏电站间歇性发电相关 的负载不平衡和电压尖峰问题

业 面临的挑战  美国“智能过程制造 (SPM)” 计划 路线 1 由数据提取知识 重点： 数据互用、下一代传感和执行器网络 路线 2 由知识形成操作模型 重点： 分子与多尺度模拟、故障检测与分析 路线 3 单元设备 / 过程价值链的模型化 重点：数字化工厂、设备全生命周期管理 路线 4 系统集成与全局应用 重点：企业和工厂全流程多目标计划优化 路线 5 过程操作优化与调度计划优化的 闭环协同，知识型工作自动化 目标 1 ：异常工况与事故预警 和快速智能响应 HAZOP 、异常工况自适应诊 断，生产安全管理评估 目标 1 ：工程设计与生产系统 的综合集成 分子设计、分子模拟技术的应 用，绿色过程的评价体系 目标 1 ：精密测控设备与智能 装备的研发 无线传感网，智能传感器、控制 器、执行器、仪表，智能制造装备 目标 2 ：管理系统和业务系统 的深度集成 基于 SOA 融合信息网络与物理系统的管理平台架构 信息物理系统（物联网、服务互联网）的体系架构 产业价值链体系 模拟与优化应用服务模块的标准 系统的安全性标准 生产过程中数据的交互和共享工具 新型仪表与传感器 数据调和技术 大数据环境下知识的挖掘、推理和融合技术 知识的集成与管理 分子模拟 / 数值模拟 快速稳态 / 动态模拟 调度模型 计划模型 非正常工况模型 模型的集成与管理 需求驱动的计划优化 柔性制造的调度优化

优势三：改造成本低 1个铝负荷控制器≈20万台空调 工业负荷参与控制的优势与特点 一、大容量工业负荷参与电网互动调节需求 二、大容量工业负荷控制技术与示范工程 三、大容量工业负荷虚拟电厂模拟仿真系统 报告提纲 核心技术 工业负荷的有功快速控制技术 ⚫ 为什么可调？ ⚫ 怎么调？ ⚫ 能调多少？ ⚫ 调节速度？ ⚫ 和其他手段怎么配合？ ⚫ 调节代价？ ◆热蓄能负荷，短时间调整对生产影响小 可下调容量𝑃𝑑𝑜𝑤𝑛𝑖 参考电流 变化量Δ𝐼𝑑𝑟𝑒𝑓 … 高压侧母线电压 有载调压器变比 … 负荷控制平台及控制终端 WAMS主站控 制信号接收端 NCU装置 NCU电源 励磁接收NCU 模拟量信号端子 NCU现场安装实物图 WAMS控制主站整体界面 调度中心 工业应用实例——蒙东霍煤鸿骏铝业孤网项目 工业应用 对全部发电机进行0.015p.u.的负阶跃 ➢ 铝负荷能够正确响应控制主站发给励磁的控制指令 三、大容量工业负荷虚拟电厂模拟仿真系统 报告提纲 模拟聚合控制平台 模拟负荷控制装置 模拟工业生产负荷 电解负荷模型 水泥负荷模型 设备总览 终端控制 负荷监控 事件记录 ······ 电量量测 工况传感 调度控制 负载调节 ······ 多晶硅负荷模型 钢铁负荷模型 省级调度/负管系统 指令下发 数据传输 仿真模拟 调度指令下发 可调容量上报 虚拟电厂仿真模拟系统

解决方案 算法库接口预留 IT 业务模拟数据 分析 & 可视化 虚拟场景构建 1:1 建立三维模型库 公共标准统一 数据底座搭建 孪生支撑引擎搭建 OT 模拟数据录入 计算机硬件设 备准备 生产安全监控 3D 漫游巡检 3D 可视化 & 传感器 ( 模拟数据） 立库孪生体 计划孪生体 描述 数字孪生平台“ +” L2 生计划系统 (APS) 过程控制 (SCADA) L3 生产执行系统 (MOM/WMS) 业务系统 (ERP/SCM) 物流孪生体 业务定制化 - 虚拟场景构建 基于三维扫描及 CAD 图纸搭建一个数字孪生模型，用于模拟真实的车体分配中心 / 计划运营 / 物流等场景。该模型应包括 车间布局信息、产线设备信息、库位信息、车体信息（车型、颜色、结构等） 等。数字孪生模型完整地模拟多个场景的业务流程和 操作，未后续接入真实数据进行算法验证 / 优化打下基础。 3D 可视化 工厂全要素建模 自由组装、重复利用 ■ 设备的数字孪生 基于工艺结构和工作原理 , 高精度还原设备在物 理环境中的运行状态

分析 L3 执行 持续的性能改进 仪表板 警报生成 B2B 集成 / 电子商务平台 供应商 契约 制造商 物流服务 提供者 客户 / 合作伙伴 实时可见性 根本原因分析 分析和假设模拟 供应链风险分析 分析、情报和快速响应 流程执行 根据计划执行 管理事务 执行日 常 业务功能 确保质量和合 规性 源头 计划，制定 履行 服务 供应链战略与 E2E 管理 为什么会这样？ 分析 L3 执行 持续的性能改进 仪表板 警报生成 B2B 集成 / 电子商务平台 供应商 契约 制造商 物流服务 提供者 客户 / 合作伙伴 实时可见性 根本原因分析 分析和假设模拟 供应链风险分析 分析、情报和快速响应 流程执行 根据计划执行 管理事务 执行日 常 业务功能 确保质量和合 规性 执行优化和数据驱动决策 供应链控制塔 AFS （云服务） 图标 根本原因分析 上的关键问题 关键指标 价值 实现 执行 战略洞察力 发生了什么？ 为什么会发生？ 会发生什么事？ 洞察生成 根本原因分析 分割 建模（ &M ） “ 假设” 场景 模拟 模拟和假设情景 SC 计划的敏感性分析 风险共担与延 期 库存预建 / 预购分析 总到岸成本 / 总拥有成本 供应商可扩展性和灵活性分析 分割和建模 供应链细分——数量、可变性 / 波动性 预测算法选择与微调

国家高技术研究发展计划（863计划）项目 “时空过程综合模拟系统” 国家火炬计划项目 “奥格数字市政平台（ADMP)” 持续创新 国家级重大科技创新项目 省部级重大科技创新项目 广东省智慧水务（奥格）工程技术研究中心 广东省重点领域研发计划对接国家重大科技项目 “县域村镇空间发展智能化管控与规划支持关键技术”子 课题四 “县域村镇空间布局优化与动态扩展模拟技术” “科技助力经济2020”重点专项 中国地理信息产业优秀工程奖 5 项金奖 18 项银奖 6 项铜奖 国家重点研发计划项目 “城市信息模型（CIM）基础理论方法和平台构建技术研究” 子课题5“CIM 平台上基于 BIM 的多领域分析与模拟技术” “CIM 与 BIM 协同建模技术”社会治安和公共卫生事件网格 化侦查与应急支持” 2022 2020 2013 2012 2012 2008 国家重点研发计划项目 2018 、应急响应全过程管控、 排水管网差异化管养”等九大核心业务场景，辅助城市管理者和运维单位提升管理水平，并可与城市 信息模型（CIM）进行深度融合，支撑排水三维可视化应用，提供高仿真实景体验和预测模拟效果。 产品介绍 功能介绍 08 ③ 不打乱战，提供“事前预警-事中调度-事后总结”标准化应急调度管理体系 ④ CIM赋能，基于CIM基础平台的智慧排水应用系统，使排水可视化、透明化 产品特色

统。运用强大的三维 GIS 技术、数据处理及多媒体综合信息查询等多项功能， 将矿井复杂的井巷工程、生产系统、瓦斯与设备监测及生产与地测信息通过三 维图形逼真地表现出来，对于相关的过程进行三维模拟展示。使矿山企业和生 产矿井的安全生产管理者和各职能部门能够直观、快速、全面地了解矿井安全 生产状况和相关信息，为矿井的安全生产管理、监督检查以及应急响应提供决 策支持。 煤矿安全视频监控系 NTSC/PAL 输入 C 复合视频输入端口 支 持 NTSC/PAL 输出 D 模拟 RGB 端口 PIP2 输入 E 数字视频输出端口 信号转换 F 数字视频输入端口 2 信号转换 G 数字视频输入端口 1 信号转换 H 控制 PW1、PW2 开关 拨码开关 I 模拟 VGA 输入端口 R G B 信 号 输 入 J 电源指示灯 电源状态指 示灯 K 风扇指示灯 100000:1(动态) 均匀度 >95% 灯泡 LED(RGB) 灯泡平均寿命 60000 小时 扫描频率 水平：15kHz-120kHz 垂直：24Hz-120Hz 输入接口 模拟 RGB1 D-sub15p 模拟 RGB2 5BNC 复合视频 BNC 数字 RGB1 DVI-I 数字 RGB2 DVI-D HDTV YPbPr RS232C D-Sub9p RS422 RJ45

在能源应用前景 预测 0 3 挑战与应对策略 Deep5eek 等 RI 大 模型简介 20 世纪 50 ~ 70 年代是人工智能技术的萌芽时期。 20 世纪 80 年代 ，专家系统作为一种模拟人类专家决策能力的 AI 应用 开 始出现。 20 世纪 90 年代 ，随着计算机运算能力的提升 ，更复杂的智能算法被开发出来 ，用于生产规划和调度。 21 世纪初开始 ， 大数据和云计算兴起 Te n c e n 腾 讯 n 能源研发与创新： 1 、新能源材料研发： DeepSeek 的 AI 算法可应用 于新能源材料研发，如光伏材料、固态电池电解 质等，通过高通量模拟筛选候选材料，缩短实验 室 验证周期。 2 、能源技术创新：在能源新技术的研发过程中， DeepSeek 可以作为智能助手，帮助科研人员进行 数据分析、模型建立、方案设计等工作，加速能 频识别能源设备状态，结合文本数据，能让 DeepSeek 更全面地理解能源场景中的复杂逻辑。 4 、模拟与仿真结合：将 DeepSeek 与能源系统模拟软件集成，利用模拟软件对能源系统的物理过程进行精确模拟， DeepSeek 基于模 拟 结果进行逻辑分析和决策优化，如在电力系统规划中，结合模拟软件的潮流计算结果， DeepSeek 进行更合理的电网布局和调度逻 辑分 析。 三、挑战与应对策略

现泛在感知条件下的信息化制造。通过智 能化的感知、人机交互、决策和执行技术 ，实现设计过程、制造过程和制造装备智 能化。 • 智能制造系统是一种由智能机器和人类专 家共同组成的人机一体化智能系统，借助 计算机模拟人类专家的智能活动进行分析 、推理、判断、构思和决策等，从而取代 或者延伸制造环境中人的部分脑力劳动。 同时，收集、存贮、完善、共享、集成和 发展人类专家的智能。 -- 百 度 6 赵敏： ）法案中定义智能制造如 下 ： 在信息、自动化、监测、计算、传感、建模和网络方面的先进技术： 1 、数字模拟制造生产线、计算机操控的制造设备、生产线状态的监控和交互、 全生产过程中能源消耗和效率的管理及优化。 2 、厂房能源效率的建模、模拟和优化。 3 、监测和优化建筑的节能性能。 4 、产品能源效率及可持续化性能的建模、模拟和优化，包括使用数字模型和增 材制造加强产品的设计。 5 、将制造产品连入网络以监控和优化网络性能，包括自动化网络操作。 4.0 与智能制造的基 础 数字化工厂的主要特征 •数据化 企业产品全生命周期的活动建立共享的数据库和知识库。 •信息可视化 通过数据处理，形成有用的信息，并按需显示。 •模拟仿真优化 利用相关数据和信息，模拟仿真实际生产过程，达到最优 化 的生产过程。 •监控实时化 监控与实际生产过程同步，实现虚实结合的 CPPS （ Cyber Physic Production System