CN111277515A - 一种源网荷储泛在可调控资源池系统及构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种源网荷储泛在可调控资源池系统及构建方法，所述系统包括：数据输入层，用于通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源的信息；源网荷储一体化模型层，用于将各类可调控资源的信息按预先建立的属性进行存储，所述属性包括可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息；可调资源管理层，用于按不同维度对各类可调控资源进行合理分类并聚合统计，基于聚合结果获得电网的可调潜力。本发明通过构建可调控资源池可以支持全省乃至全网可调控资源的管理和泛在调控，调度人员可以实时掌握电网可调能力。

Description

一种源网荷储泛在可调控资源池系统及构建方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种源网荷储泛在可调控资源池系统及构建方法。

背景技术

随着能源互联网的提出，全面部署泛在电力物联网建设是实现能源互联网的核心任务，建设初期需实现业务协同和数据贯通，初步实现统一物联管理。随着分布式电源、储能、电动汽车、负荷聚合平台等新型能源及用能设备大量接入，负荷侧设备的更加多元化，用户不再仅仅是末端用电负荷，可以通过负荷侧管理实现与调度机构互动。这些资源可为电网提供丰富而宝贵的可调节潜力，因此亟需将其有效纳入电网可调控资源，实现数据贯通以提升电网优化配置能力。然而，各省(市)调控数据接入存在数据不统一、数据类型不规范，无法支持全省乃至全网可调控资源的管理和泛在调控，调度人员无法实时掌握电网可调能力。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种源网荷储泛在可调控资源池系统及构建方法。本发明构建了源网荷储泛在可调控资源池，提出了源网荷储一体化模型层和可调资源管理层的多层级系统架构，支持可调资源标准化接入、灵活管理，为调度业务的监视控制、分析计算和优化决策提供统一的可调控资源数据及模型服务。

本发明提供的一种源网荷储泛在可调控资源池系统，包括：

数据输入层，用于通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源的信息；

源网荷储一体化模型层，用于将各类可调控资源的信息按预先建立的属性进行存储，所述属性包括可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息；

可调资源管理层，用于按不同维度对各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网的可调潜力；

其中，所述可调控资源包括电源、可调度负荷、集中式储能电站及分布式用户储能。

优选的，所述数据输入层，具体用于：

基于设置的时间尺度、数据单位和采集对象通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源，并对获取的数据按照设置要求进行转换。

优选的，所述可调控资源的基本信息，包括：资源概况信息、资源类型和所属信息；

所述资源概况信息至少包括资源名称、ID和额定参数；所述所属信息至少包括所属地区和拥有者。

优选的，所述电网关联信息，包括：资源所属电网的馈线、资源挂接的电网节点和与资源匹配的电网关联节点。

优选的，所述可调控信息，包括：可调节特征信息、经济特性信息和合约信息；

所述可调节特征信息至少包括响应时间、持续时间和上调节量和下调节量；所述经济特性信息包括调节成本或报价信息。

优选的，所述实时量测信息，包括：运行状态、实时信息和控制信息。

优选的，所述可调资源管理层，具体用于：

对各类可调控资源按可调控资源类型进行分类，将电源、可调度负荷和储能根据资源类型的不同分别进行统计，获得资源数量和可调节总量；

对各类可调控资源按照可调控资源所属分布不同进行管理，以划定区域为对象进行资源聚合，统计资源分布情况和电网可调节量。

优选的，所述可调资源管理层，还用于：在单个可调资源的基础上，将同类型的调节资源聚合，获得聚合后的调节总量。

优选的，所述的可调控资源池，还包括：

可视化展示层，用于分层级对可调控资源的总体信息、分区聚合信息、个体详细信息、资源灵活筛选信息进行展示。

优选的，所述的可调控资源池，还包括：

源网荷储分析应用层，用于基于可调控资源数据进行用户特性分析、可调潜力分析、可调控资源协同优化分析和后评估。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种源网荷储泛在可调控资源池的构建方法，包括：

数据输入层通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源；

源网荷储一体化模型层对每类可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息进行存储；

可调资源管理层按不同维度对存储的各类可调控资源进行聚合统计，基于聚合结果获得电网的可调潜力；

其中，所述可调控资源包括电源、可调度负荷、集中式储能电站及分布式用户储能。

优选的，所述可调资源管理层按不同维度对存储的各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网可调潜力之后，还包括：

基于业务需求对可调控资源进行用户特性分析、可调潜力分析、可调控资源协同优化分析和后评估，并分层级对可调控资源的总体信息、分区聚合信息、个体详细信息、资源灵活筛选信息进行展示。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的技术方案，构建数据输入层，用于通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源的信息；源网荷储一体化模型层，用于将各类可调控资源的信息按预先建立的属性进行存储，所述属性包括可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息；可调资源管理层，用于按不同维度对各类可调控资源进行聚合统计，基于聚合结果获得电网的可调潜力，通过聚类结果可以支持全省乃至全网可调控资源的管理和泛在调控，调度人员可以实时掌握电网可调能力。

本发明提供的技术方案，通过构建泛在可调控资源池实现源网荷储泛在可调控资源的标准化接入、灵活管理，为调度业务的监视控制、分析计算和优化决策提供统一的可调控资源数据及模型服务，推进泛在电力物联网的建设。

本发明提供的技术方案，泛在可调控资源池的构建为全省乃至全网可调控资源的管理和调控提供了数据基础，从对象、空间等维度实现对电网可调节能力进行聚合计算，显著提升了调度人员实时掌握电网可调资源的能力，提高了电网可调节弹性，进一步促进电网资源的优化配置能力。

附图说明

图1为本发明提供的一种源网荷储泛在可调控资源池示意图；

图2为本发明提供的一种源网荷储泛在可调控资源池的总体框架示意图；

图3为本发明源网荷储一体化模型层的架构示意图；

图4为本发明源网荷储泛在可调控资源池系统内部控制逻辑示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供了一种源网荷储泛在可调控资源池，包括：

数据输入层，用于通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源的信息；

源网荷储一体化模型层，用于将各类可调控资源的信息按预先建立的属性进行存储，所述属性包括可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息；

可调资源管理层，用于按不同维度对各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网的可调潜力；

其中，所述可调控资源包括电源、可调度负荷、集中式储能电站及分布式用户储能。

本发明提出了一种源网荷储泛在可调控资源池，基于源网荷储数据汇集，建立源网荷储数据输入层、一体化模型层和可调资源管理层的多层级系统架构；本发明通过建立可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息的一体化模型层，实现对电源、可调度负荷、储能等各类可调资源的标准化存储，并从对象、空间等维度实现对具有可调节潜力的资源进行聚合统计。泛在可调控资源池的构建将为全省乃至全网可调控资源的管理和调控提供基础，为调度业务的监视控制、分析计算和优化决策提供统一的数据和模型服务，提高电网可调弹性并促进电网资源的优化配置能力，同时也为泛在电力物联网的建设提供保障。

源网荷储数据输入层是基于一体化模型层的设置的规范通过接口获取数据，并将同一类型的数据单位转换为统一标准，一体化模型层设置的规范包括时间尺度和采集对象。

本发明为了利用聚合统计结果以及提高交互体验感受为源网荷储泛在可调控资源池拓展可视化展示层和分析应用层，实现对电源、可调度负荷、储能等各类可调资源以及聚合统计的分析和展示应用，为调控中心做调度决策提供依据。

本发明中划分区域的标准为：将国家设为第一级，以所述国家的电网分布形式依次设级；

本实施例以中国为例，将中国设为第一级；中国下设的多个省，为第二级；每个省对应多个市，为第三级；每个市对应的县为第四级；以第二级为例，包括江苏、安徽、浙江和福建等。本实施例虽以中国为例，但是本发明不仅仅局限于中国，提到的省，对应的是电网中的第二级。

本实施例以获取中国省内调控能力为例，基于省内的源网荷储数据构建源网荷储泛在可调控资源池，图2是本发明中源网荷储泛在可调控资源池的总体构建框架。源网荷储泛在可调控资源池包括数据输入层、源网荷储一体化模型层、可调资源管理层、可视化展示层、分析应用层，主要实现对“源”“荷”“储”各类可调控资源的一体化建模、标准化管理及展示应用，为调度业务的监视控制、分析计算和优化决策提供统一的模型和数据管理服务。

源网荷储泛在可调控资源池接入的可调控资源主要包含：“源侧”常规电源、“荷侧”可调度负荷(大用户、负荷聚合商、非工空调等)、“储能侧”集中式储能电站及分布式用户储能。常规电源作为电网最常用的可调控资源一般具备一次调频能力，AGC二次调节能力、15分钟备用能力、30分钟备用能力，可以满足电网不同调度需求，维持电网功率平衡。可调度负荷指有意愿且有条件参与电网调度的负荷侧资源，一般用户可通过启停设备、调整生产工序或者改变用电习惯从而具备一定的可调节能力，同时用户侧均已安装互动终端使其具备调控条件。储能资源可充电可放电，具有“源”和“荷”的双重特征，是具有调控能力的优质资源，亟需将这些资源纳入电网调控。

(1)源网荷储一体化模型层

源网荷储一体化模型层的架构如图3所示，提供“源”“荷”“储”各类可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息一体化模型。

可调控资源的基本信息模型为静态属性参数，模型建立后维护一次即可，需含资源概况(名称、ID、额定参数等),资源类型，所属信息(所属地区、拥有者等)。

可调控资源的电网关联模型包括资源识别、电网关联节点搜索和电网关联节点匹配；资源识别用于获取该资源所属电网的馈线，电网关联节点搜索用于在电网馈线上搜索资源挂接的电网节点，电网关联节点匹配用于根据搜索到的关联节点确定与资源匹配的电网关联节点。电网关联模型主要用于匹配资源所挂接的电网节点(电源节点、负荷节点等)，可手动维护或自动维护。

资源可调控模型则主要用于表征资源的可调节特性，包含物理特性如响应时间、持续时间、上调节量和下调节量，经济特性如调节成本或报价信息，合约信息包括签订合约中的约束信息。

实时量测信息模型则为实时采集的数据反映各资源的实时状态，包含实时功率、运行状态、控制信息等。

(2)可调资源管理层

可调资源管理层，从对象、空间等维度对“源”“荷”“储”各类可调控资源进行聚合统计，提供按资源类型、地理位置等对可调控资源进行筛选，量化计算电网可调潜力。

按可调控资源类型进行分类，将常规电源、可调度负荷和储能根据资源类型的不同分别进行统计，包括资源数量、可调节总量。在单体可调模型的基础上，将同类型的单体调节资源自动聚合，形成聚合后的调节总量，用于后续的监视控制和分析决策。

在空间维度上按照资源所属分布不同进行管理，以行政地区、电网运行分区、省级或全网为对象进行资源聚合，统计资源分布情况和电网可调节量。对于电网调度人员来说，掌握各分区可调控能力对资源优化配置以及应对电网安全运行问题具有实际意义，提供更细粒度的可调资源信息，如某电网分区出现线路越线问题，可通过调控该分区的资源针对性地解除风险，实现精准控制。

(3)可视化展示层

可视化展示层，设计多层级可视化人机展示功能，实现源网荷储可调控资源的总体信息、分区聚合信息、个体详细信息、资源灵活筛选信息等全方位的可调控能力展示。

源网荷储可调控资源总体概况包括：全网/各省市各类源网荷储可调控资源总体可调节量展示。

源网荷储可调控资源分区聚合信息包括：利用GIS图等手段，展示各类源网荷储可调控资源的地理分布及电网分布情况，展示各分区的可调节量、分区不同可调资源总体可调量。

源网荷储可调控资源个体详细信息，充分体现不同可调资源之间的差异，从调节成本、可调量等多维度构建可调控资源的全析雷达图。

资源灵活筛选信息展示，为了适应电网调频、调峰以及新能源消纳需求，将筛选出的可调控资源进行统计和展示。该功能可为调度人员实施掌握电网可调节能力，满足电网调度及控制需求，提升对电网的优化配置能力。

(4)源网荷储分析应用层

源网荷储分析应用层，基于构建的可调控资源数据进行分析和应用，主要可实现用户特性分析、可调潜力分析、可调控资源协同优化以及后评估功能等，可为调度业务的监视控制、分析计算和优化决策提供统一的数据和模型服务，延伸及拓展源网荷储可调控资源池的应用范围。

本发明构建了源网荷储泛在可调控资源池，系统开发包括数据输入层、源网荷储一体化模型层、可调资源管理层、可视化展示层、分析应用层，主要实现对“源”“荷”“储”各类可调控资源的一体化建模、标准化管理及展示应用，为调度业务的监视控制、分析计算和优化决策提供统一的模型和数据管理服务。

适用于国(分)、省、地(县)各级调度系统构建可调控资源池，提升调度人员实时掌握电网的可调节能力；适用于多电网运行场景的可调度资源灵活管理，从对象、空间、响应特性、电网需求等多个维度实现电网实时可调度能力计算，筛选形成可调控资源集合；为调峰、消纳新能源及备用决策等高级应用功能提供基础模型数据和统一优化模型，提高了电网可调节弹性，进一步促进电网资源的优化配置能力。

本发明提供的技术方案，易于理解、扩展性强，适用于国(分)、省、地(县)各级调度系统构建可调控资源池，具有较强的通用性、鲁棒性与实用性。

本发明通过源网荷储一体化模型层，提供“源”“荷”“储”各类可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息。

本发明的可调资源管理层，从对象、空间维度对“源”“荷”“储”各类可调控资源进行聚合统计，提供按不同资源类型、不同地理位置量化计算电网可调控能力，为电网调度人员提供更细粒度的可调资源信息。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种源网荷储泛在可调控资源池的构建方法，包括：

数据输入层通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源的信息；

源网荷储一体化模型层将各类可调控资源的信息按预先建立的属性进行存储，所述属性包括可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息进行存储；

可调资源管理层按不同维度对存储的各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网可调潜力；

其中，所述可调控资源包括电源、可调度负荷、集中式储能电站及分布式用户储能。

实施例中，所述可调资源管理层按不同维度对存储的各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网可调潜力之后，还包括：

基于业务需求对可调控资源进行用户特性分析、可调潜力分析、可调控资源协同优化分析和后评估，并分层级对可调控资源的总体信息、分区聚合信息、个体详细信息、资源灵活筛选信息进行展示。

如图4展示了源网荷储泛在可调控资源池内部的控制逻辑，构建源网荷储泛在可调控资源池时需要从实时库中通过接口读取电网模型、实时运行数据、调度计划数据和方式数据，从关系库中读取历史运行数据和计划数据；一体化模型层根据获取的数据分别为电源、可调度负荷、储能站构建基本信息模型、电网关联模型、可调控模型和实时量测模型，可调资源管理层进行聚类分析得到聚类分析结果，并通过可视化展示层进行展示；分析应用层基于业务需求进行用户特性分析、协调优化、可调潜力分析和后评估等，并根据需要将分析结果或过程进行展示。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种源网荷储泛在可调控资源池系统，其特征在于，包括：

数据输入层，用于通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源的信息；

源网荷储一体化模型层，用于将各类可调控资源的信息按预先建立的属性进行存储，所述属性包括可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息；

可调资源管理层，用于按不同维度对各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网的可调潜力；

其中，所述可调控资源包括电源、可调度负荷、集中式储能电站及分布式用户储能。

2.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，所述数据输入层，具体用于：

基于设置的时间尺度、数据单位和采集对象通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源，并对获取的数据按照设置要求进行转换。

3.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，所述可调控资源的基本信息，包括：资源概况信息、资源类型和所属信息；

所述资源概况信息至少包括资源名称、ID和额定参数；所述所属信息至少包括所属地区和拥有者。

4.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，所述电网关联信息，包括：资源所属电网的馈线、资源挂接的电网节点和与资源匹配的电网关联节点。

5.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，所述可调控信息，包括：可调节特征信息、经济特性信息和合约信息；

所述可调节特征信息至少包括响应时间、持续时间和上调节量和下调节量；所述经济特性信息包括调节成本或报价信息。

6.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，所述实时量测信息，包括：运行状态、实时信息和控制信息。

7.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，所述可调资源管理层，具体用于：

对各类可调控资源按可调控资源类型进行分类，根据电源、可调度负荷和储能分别进行统计，获得资源数量和可调节总量；

对各类可调控资源按可调控资源所属分布不同进行管理，以划定区域为对象进行资源聚合，统计资源分布情况和电网可调节量。

8.如权利要求7所述的可调控资源池系统，其特征在于，所述可调资源管理层，还用于：在单个可调资源的基础上，将同类型的调节资源聚合，获得聚合后的调节总量。

9.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，还包括：

可视化展示层，用于分层级对可调控资源的总体信息、分区聚合信息、个体详细信息、资源灵活筛选信息进行展示。

10.如权利要求1所述的可调控资源池系统，其特征在于，还包括：

源网荷储分析应用层，用于基于可调控资源数据进行用户特性分析、可调潜力分析、可调控资源协同优化分析和后评估。

11.一种源网荷储泛在可调控资源池的构建方法，其特征在于，包括：

数据输入层通过接口从泛在电力物联网中获取各类可调控资源的信息；

源网荷储一体化模型层将各类可调控资源的信息按预先建立的属性进行存储，所述属性包括可调控资源的基本信息、电网关联信息、可调控信息和实时量测信息进行存储；

可调资源管理层按不同维度对存储的各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网可调潜力；

其中，所述可调控资源包括电源、可调度负荷、集中式储能电站及分布式用户储能。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述可调资源管理层按不同维度对存储的各类可调控资源进行分类和聚合统计，基于聚合结果获得电网可调潜力之后，还包括：

基于业务需求对可调控资源进行用户特性分析、可调潜力分析、可调控资源协同优化分析和后评估，并分层级对可调控资源的总体信息、分区聚合信息、个体详细信息、资源灵活筛选信息进行展示。

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