1.1 系统介绍

综合能源系统（Integrated Energy System, IES）涵盖电、热、冷、气、交通等多个能源领域，能够通过合理的规划，打破各能源子系统间的孤立现象，利用不同供用能系统间的有机协调实现能源的优化调度和综合利用，满足用户侧多种能源需求，同时增强能源网络的坚强性和可靠性。发展综合能源系统有利于能源利用效率的提升和可再生能源的规模化开发，也有利于提高社会能源供用系统整体的安全性、经济性和设备资产利用率，是能源互联网研究领域中的重点方向。多能流仿真技术作为综合能源系统研究的基础，能够为系统建设的前期规划、经济运行和多能流利用评估等提供必要的技术支撑。因此，有必要基于多种能流联合解算与分析，开展综合能源系统多能流仿真，为综合能源服务业务开展提供技术支撑。

综合能源系统在线仿真软件IES-SIM具有电/热/气/冷/蒸汽设备和电/热/气/冷/蒸汽网络的图形化建模功能，可以构建任意单网或耦合网络场景，支持模板导入和用户自定义两种方式，软件内设置有能源网络信息可视化模块、能源网络联合潮流计算分析组件、能源网络动态仿真分析组件以及典型场景能源动态网络模拟平台，能够对综合能源系统复杂网络场景进行仿真，实现能源网络信息的稳动态展示，支持网络最大节点数超过10000节点，仿真精度≤3%，模拟时间支持8760小时以上。

在线仿真系统采用B/S结构，前后端采用Java语言，仿真计算基于Python进行编写，以json格式实现前后端数据回传。设备建模部分，建立50余种设备模型，涵盖市面上常见的设备类型，具备典型参数选择与用户自定义模板生成；管网部分，支持电力、燃气、热力、冷水、蒸汽网共5种网络仿真计算，其中蒸汽管网仿真算法为自主研发。丰富的设备模型库和高度的规划自由度是系统的特色之一。

综合能源仿真软件IES-SIM基于redis数据库，采用key-value方式存储系统数据，具有查询速度快、存放数据量大、支持高并发等优势，平台建有基于自身监测、管理、业务和维护需求的内部系统数据库服务器和专用通信交互模型，能够保证数据的真实性和完整性。仿真软件支持网络节点消去、差分步长消去等规模降维能流计算加速方法，能够实现不同扰动和故障场景下的综合能源系统动态联合仿真，具备数值积分算法、半解析算法自动切换的算法优选功能和仿真变步长加速功能，突破了以往综合能源仿真软件在大规模系统仿真应用中的局限性，支持多能源子系统/耦合系统的单断面仿真、连续断面仿真、故障模拟以及运行优化等功能，可针对用户构建的综合能源系统提供全网运行状态模拟、故障恢复分析等运行可行性分析。

1.2 主要功能

仿真系统在线建模功能

仿真软件中内置数据库和模型库，包含综合能源系统中50余种的基础设备模型库和5种多能流网络模型库，并提供典型的设备运行参数，同时支持用户自定义设备参数。平台采用图形化建模方式，用户可以将设备拖入模型画布，并用管线连成拓扑结构，设置相应的设备及仿真参数，即可完成系统建模。

在线实时计算功能

仿真软件配备实时计算功能，能够实现对综合能源系统的实时监测。由仿真平台将所建立的系统模型连接至实时数据库，根据设定的仿真步长实时读取所需的综合能源系统运行数据开展计算，每次计算前对数据进行校核以保证输入的有效性，仿真平台内置多能网络解算策略库，可进行单网独立-多网耦合的稳/动态仿真，支持单能源/多能源并行解算，完成计算后由平台在后端将计算结果实时写回数据库。

能源网络信息可视化功能

仿真软件的前端界面能够实现能源网络信息的可视化实时展示，展示分为断面仿真结果与时序仿真结果展示，结果展示支持单设备右侧数据框展示及综合能源系统全景展示。断面仿真结果展示中，单时间断面仿真以数据框形式在弹窗界面对应处展示，连续多时间断面仿真以运行曲线形式于弹窗界面对应处展示，展示信息包括能流信息、设备出力状态等；时序仿真结果展示中，展示信息在对应位置处动态刷新，包括网络的能流实时变化信息及设备出力状态信息等，支持刷新频率≤10秒。