CN107679723B - 一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，它包括以下步骤：构建新能源发电并网系统的网络化远程综合测试平台主体框架，研究分布式电源系统运行数据远程监测功能的实现方法、在线试验和分布式测试现场、移动车载、集控中心的数据及音视频实时传输的方案；研究网络化远程综合测试平台数据分析计算过程，采用数据挖掘技术提取关键数据信息，建立现场设备运行数据及在线检测评价数据库，并构建现场设备状态评价模型；研发基于虚拟测控技术的网络化远程综合测试平台，进行新能源发电并网系统运行数据的远程监测和新能源发电并网系统的远程在线测试及检测。本发明能够协调控制众多地域分散的分布式电源，保证电力系统的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，具体地说是一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法。
背景技术
分布式电源是指在配电网中的功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源，主要包括风力发电、光伏发电等，具有调峰、再生能源利用、节省输变电投资、降低网损、提高供电可靠性等效益。建设“资源节约型、环境友好型”社会，要求电网企业着重解决好新能源的接入及管控问题。
实现清洁、高效的可再生能源等分布式电源灵活接入和智能管理也是体现配电网智能特征的重要手段。但是，随着分布式电源渗透率的进一步提高，电力系统控制变量的规模和复杂度均大幅度增加，传统电力系统集中测量控制的瓶颈愈加明显，集中测量控制将难以满足含大规模分布式电源的电力系统运行与控制要求。
因此，如何协调控制众多地域分散的分布式电源，保证电力系统的稳定运行成为电力系统工作者需要解决的重要问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其能够协调控制众多地域分散的分布式电源，有效保证电力系统的稳定。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：
本发明实施例提供的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，它包括以下步骤：
步骤1，构建新能源发电并网系统的网络化远程综合测试平台主体框架，研究分布式电源系统运行数据远程监测功能的实现方法、在线试验和分布式测试现场、移动车载、集控中心的数据及音视频实时传输的方案；
步骤2，研究新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台数据分析计算过程，采用数据挖掘技术提取关键数据信息，建立现场设备运行数据及在线检测评价数据库，并构建现场设备状态评价模型；
步骤3，研发基于虚拟测控技术的新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台，将虚拟仪器、现场检测设备、被测试点以及数据库资源纳入网络进行资源共享，进行新能源发电并网系统运行数据的远程监测和新能源发电并网系统的远程在线测试及检测。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述研究新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台数据分析计算过程具体为：
首先网络化远程综合测试平台对新能源发电量进行预测，以及对用电负荷进行评估，根据测试平台的数据累积算法得出模糊期望差值；其次在实际运行工况中数据结合新能源的自然客观量与测试平台的云端大数据进行分析曲线进行对比，评估误差范围是否在理论计算范围内，如果在计算范围内，再与预测值进行分析，计入云端数据库；如果不在计算范围内，再利用数据发掘技术提取出的关键数据进行比对，对现场设备工作状态进行分析，构建成现场设备状态评价模型，对设备进行网络化远程测试。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述新能源的自然客观量至少包括风力流速和光照强度。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述新能源发电并网系统运行数据的远程监测过程为：被测试点的现场检测设备进行采集自然天气样本以及地理环境因素并上传到网络化远程综合测试平台，同时结合被测试点区域的自然天气历史数据进行远程数据监测。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述新能源发电并网系统的远程在线测试及检测过程为：通过虚拟仪器针对不同天气情况可能对新能源发电的造成影响因素以及地理环境进行模拟，对测控功率输出的范围估测，进一步对新能源发电并网接入对输配电形成的冲击进行估测，做出预测判断以提高对并网风险的把控。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述新能源发电并网系统的网络化远程测试方法还包括以下步骤：
步骤4，包含分布式电源及微电网的智能电网恢复控制。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述包含分布式电源及微电网的智能电网恢复控制过程包括以下步骤：
针对分布式电源特性，研究电网故障下的快速自愈能力；
研究配电网故障恢复方法的基本原理，提出含分布式电源及微电网的智能电网多代理故障恢复新方法；
建立目标函数和约束条件，提出含分布式电源及微电网的配电网故障恢复方案，分析动态微电网在故障状态下的自愈性，建立基于多代理系统的动态微电网自愈系统，提出故障恢复重构的方案。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述新能源发电并网系统的网络化远程测试方法还包括以下步骤：
步骤5，分布式电源能量最优利用的研究与应用。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述分布式电源能量最优利用的研究与应用过程包括以下步骤：
研究分布式电源多种能量最优配置方案，从经济性的角度考虑同时兼顾可靠性及环境效益，建立微电网中分布式电源容量优化组合模型，提出微电网环境下分布式电源的最优配置方案；
从微电网的经济性出发，建立分布式电源容量优化组合模型；将分布式电源的设备投资成本、燃料成本、运行维护成本、外部环境成本和供电可靠性为目标函数，提出多个目标值的分布式电源最优能量集成方案。
作为本实施例一种可能的实现方式，所述分布式电源包括光伏发电、风力发电、柴油发电机、燃气轮机和蓄电池。
本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：
本发明实施例技术方案将虚拟仪器、现场检测设备、被测试点以及数据库等资源纳入网络，实现资源共享，共同完成系统运行数据远程监测、新能源发电并网系统远程在线测试及检测。另外，分布式电源最优配置是从经济性的角度考虑，同时兼顾可靠性及环境效益，建立微电网中分布式电源容量优化组合模型。分析动态微电网在故障状态下的自愈性，建立基于多代理系统的动态微电网自愈系统，提出故障恢复重构的方案，在配电网出现故障时可以快速、有效恢复配电网供电，尤其在配电网出现故障，甚至出现极端事故时对配电网产生的积极的支撑作用，保证了配电网内重要负荷的供电连续性和可靠性。
本发明实施例技术方案通过对多区域的旋转设备分布式发电(清洁能源如燃气分布式发电)，电力电子设备分布式发电(可再生新能源如分布式光伏、分布式风电)，用电负荷，进行实时数据监控并上传到网络化远程综合测试平台，该平台根据分布式发电源及负载采集的数据情况，调动既定的控制策略对有功功率进行潮流控制，对多个旋转设备分布式发电及电力电子设备分布式发电，进行协调控制策略，以保障电力系统前提下，加入经济化的控制模型，优先利用可再生能源，检测到负荷与分布式电源动态平衡偏差时，依据本发明实施例技术方案进行功率限制或者增大清洁能源功率输出，维持功率动态平衡，能够协调控制众多地域分散的分布式电源，保证了电力系统的稳定。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的另一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法的流程图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法的流程图。如图1所示，本发明实施例提供的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法可以包括以下步骤：
步骤1，构建新能源发电并网系统的网络化远程综合测试平台主体框架，研究分布式电源系统运行数据远程监测功能的实现方法、在线试验和分布式测试现场、移动车载、集控中心的数据及音视频实时传输的方案；
步骤2，研究新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台数据分析计算过程，采用数据挖掘技术提取关键数据信息，建立现场设备运行数据及在线检测评价数据库，并构建现场设备状态评价模型；
步骤3，研发基于虚拟测控技术的新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台，将虚拟仪器、现场检测设备、被测试点以及数据库资源纳入网络进行资源共享，进行新能源发电并网系统运行数据的远程监测和新能源发电并网系统的远程在线测试及检测。
在一种可能的实现方式中，所述研究新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台数据分析计算过程具体为：
首先网络化远程综合测试平台对新能源发电量进行预测，以及对用电负荷进行评估，根据测试平台的数据累积算法得出模糊期望差值；其次在实际运行工况中数据结合新能源的自然客观量(包括风力流速和光照强度等等)与测试平台的云端大数据进行分析曲线进行对比，评估误差范围是否在理论计算范围内，如果在计算范围内，再与预测值进行分析，计入云端数据库；如果不在计算范围内，再利用数据发掘技术提取出的关键数据进行比对，对现场设备工作状态进行分析，构建成现场设备状态评价模型，对设备进行网络化远程测试。
在一种可能的实现方式中，所述新能源发电并网系统运行数据的远程监测过程为：被测试点的现场检测设备进行采集自然天气样本以及地理环境因素并上传到网络化远程综合测试平台，同时结合被测试点区域的自然天气历史数据进行远程数据监测。
在一种可能的实现方式中，所述新能源发电并网系统的远程在线测试及检测过程为：通过虚拟仪器针对不同天气情况可能对新能源发电的造成影响因素以及地理环境进行模拟，对测控功率输出的范围估测，进一步对新能源发电并网接入对输配电形成的冲击进行估测，做出预测判断以提高对并网风险的把控。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法的流程图。如图2所示，本发明实施例提供的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法还可以包括以下步骤：
步骤4，包含分布式电源及微电网的智能电网恢复控制。
在一种可能的实现方式中，所述包含分布式电源及微电网的智能电网恢复控制过程包括以下步骤：
针对分布式电源特性，研究电网故障下的快速自愈能力；
研究配电网故障恢复方法的基本原理，提出含分布式电源及微电网的智能电网多代理故障恢复新方法；
建立目标函数和约束条件，提出含分布式电源及微电网的配电网故障恢复方案。其主要通过多个分布式电源构成的微电网配电网络，每个分布式电源建立环形的供电拓扑网络；每个分布式电源同时监测其构成的环形供电网络的相邻供电状态量，通过网络化远程综合测试平台的目标函数及约束条件，进行多源输电网络的多主V/F控制策略，其中一个分布式电源或者一段输配电线路出现故障，相邻的分布式电源监测到故障信息，进行V/F的△值跟踪输出，使得故障点迅速恢复。分析动态微电网在故障状态下的自愈性，建立基于多代理系统的动态微电网自愈系统，提出故障恢复重构的方案。当某点出现故障，重构方案通过分布式和负荷，实时动态平衡作为切入点，多代理系统可以快速切除故障分布式电源，无缝切换到工作正常的分布式电源，建立恒压恒频，故障点功率丢失由其他分布式电源进行平均补给，维持功率平衡。
如图2所示，本发明实施例提供的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法还可以包括以下步骤：
步骤5，分布式电源能量最优利用的研究与应用。
在一种可能的实现方式中，所述分布式电源能量最优利用的研究与应用过程包括以下步骤：
研究分布式电源多种能量最优配置方案，从经济性的角度考虑同时兼顾可靠性及环境效益，建立微电网中分布式电源容量优化组合模型，提出微电网环境下分布式电源的最优配置方案；
从微电网的经济性出发，建立分布式电源容量优化组合模型；将分布式电源的设备投资成本、燃料成本、运行维护成本、外部环境成本、供电可靠性等为目标函数，提出多个目标值的分布式电源最优能量集成方案。
所述研究分布式电源多种能量最优配置方案，主要从经济性的角度考虑，同时兼顾可靠性及环境效益，建立微电网中分布式电源容量优化组合模型，提出微电网环境下分布式电源的最优配置方案从电和热两方面考虑，以可再生的新能源作为电能主要提供源，再结合地热资源，如地源热泵、水源热泵、空气源热泵作为热能主要提供源。通过新能源解决生产用电的同时，也提供地热资源的供电消耗，合理优化配置方案，同时可结合燃气三联供的能源补给，进行多能源的耦合，微电网以电能为基础，辐射到热能供应，建立最优的经济性配置方案。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例中所述分布式电源包括光伏发电、风力发电、柴油发电机、燃气轮机和蓄电池。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，构建新能源发电并网系统的网络化远程综合测试平台主体框架，研究分布式电源系统运行数据远程监测功能的实现方法、在线试验和分布式测试现场、移动车载、集控中心的数据及音视频实时传输的方案；
步骤2，研究新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台数据分析计算过程，采用数据挖掘技术提取关键数据信息，建立现场设备运行数据及在线检测评价数据库，并构建现场设备状态评价模型；
步骤3，研发基于虚拟测控技术的新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台，将虚拟仪器、现场检测设备、被测试点以及数据库资源纳入网络进行资源共享，进行新能源发电并网系统运行数据的远程监测和新能源发电并网系统的远程在线测试及检测；
步骤4，包含分布式电源及微电网的智能电网恢复控制；
所述包含分布式电源及微电网的智能电网恢复控制过程包括以下步骤：
针对分布式电源特性，研究电网故障下的快速自愈能力；
研究配电网故障恢复方法的基本原理，提出含分布式电源及微电网的智能电网多代理故障恢复新方法；
建立目标函数和约束条件，提出含分布式电源及微电网的配电网故障恢复方案，分析动态微电网在故障状态下的自愈性，建立基于多代理系统的动态微电网自愈系统，提出故障恢复重构的方案；
所述含分布式电源及微电网的配电网故障恢复方案具体为：通过多个分布式电源构成的微电网配电网络，每个分布式电源建立环形的供电拓扑网络；每个分布式电源同时监测其构成的环形供电网络的相邻供电状态量，通过网络化远程综合测试平台的目标函数及约束条件，进行多源输电网络的多主V/F控制策略，其中一个分布式电源或者一段输配电线路出现故障，相邻的分布式电源监测到故障信息，进行V/F的△值跟踪输出，使得故障点迅速恢复。
2.如权利要求1所述的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，所述研究新能源发电并网系统网络化远程综合测试平台数据分析计算过程具体为：
首先网络化远程综合测试平台对新能源发电量进行预测，以及对用电负荷进行评估，根据测试平台的数据累积算法得出模糊期望差值；其次在实际运行工况中数据结合新能源的自然客观量与测试平台的云端大数据进行分析曲线进行对比，评估误差范围是否在理论计算范围内，如果在计算范围内，再与预测值进行分析，计入云端数据库；如果不在计算范围内，再利用数据发掘技术提取出的关键数据进行比对，对现场设备工作状态进行分析，构建成现场设备状态评价模型，对设备进行网络化远程测试。
3.如权利要求2所述的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，所述新能源的自然客观量至少包括风力流速和光照强度。
4.如权利要求1所述的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，所述新能源发电并网系统运行数据的远程监测过程为：被测试点的现场检测设备进行采集自然天气样本以及地理环境因素并上传到网络化远程综合测试平台，同时结合被测试点区域的自然天气历史数据进行远程数据监测。
5.如权利要求4所述的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，所述新能源发电并网系统的远程在线测试及检测过程为：通过虚拟仪器针对不同天气情况可能对新能源发电的造成影响因素以及地理环境进行模拟，对测控功率输出的范围估测，进一步对新能源发电并网接入对输配电形成的冲击进行估测，做出预测判断以提高对并网风险的把控。
6.如权利要求1至5任意一项所述的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，还包括以下步骤：
步骤5，分布式电源能量最优利用的研究与应用。
7.如权利要求6所述的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，所述分布式电源能量最优利用的研究与应用过程包括以下步骤：
研究分布式电源多种能量最优配置方案，从经济性的角度考虑同时兼顾可靠性及环境效益，建立微电网中分布式电源容量优化组合模型，提出微电网环境下分布式电源的最优配置方案；
从微电网的经济性出发，建立分布式电源容量优化组合模型；将分布式电源的设备投资成本、燃料成本、运行维护成本、外部环境成本和供电可靠性为目标函数，提出多个目标值的分布式电源最优能量集成方案。
8.如权利要求1至5任意一项所述的一种新能源发电并网系统的网络化远程测试方法，其特征是，所述分布式电源包括光伏发电、风力发电、柴油发电机、燃气轮机和蓄电池。
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