CN112383093B - 一种虚拟电厂可调控资源控制及评价系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种虚拟电厂可调控资源控制及评价系统，所述系统包括电网管理系统、虚拟电厂管理系统、多个智能控制终端、配电网管理系统、传感器、可调控资源点和观察资源点，其中：虚拟电厂管理系统，用于获取第一预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；智能控制终端，用于获取第二预设关键设备的标识符、负荷率和与负荷率对应的时间；虚拟电厂管理系统，还用于在第一预设关键设备处于轻载或者重载时，根据可调控资源点的负荷率，向与第一预设关键设备在轻载或者重载方向上一致的可调控资源点发送控制指令，或者根据智能控制终端的请求向与第二预设关键设备对应的可调控资源点发送控制指令。通过本发明，解决了现有虚拟电厂缺乏动态控制的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力分布式控制技术领域，尤其涉及一种虚拟电厂可调控资源控制及评价系统。
背景技术
虚拟电厂是利用先进的物联网技术，将分散的灵活电力资源，例如分布式发电、储能、电动汽车、可控负荷等，聚合成一个可统一调度的整体，发挥出传统电厂相当的功能。目前，在国内虚拟电厂还处于起步阶段，限制发展的因素较多，可调度的灵活电力资源(例如，大型工商业企业、充电设施、储能系统、集中型供冷系统、出力可控的分布式能源系统、微电网等)的缺乏有效手段进行调配。目前，虚拟电厂可调度资源的不断变化，主要是依赖技术人员对潜在用户进行逐个的沟通及技术分析来实现，不仅效率低、成本高，无法动态控制的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种虚拟电厂可调控资源控制及评价系统，用于解决现有虚拟电厂无法实现动态控制与调配的问题。
本发明提供的一种虚拟电厂可调控资源控制及评价系统，所述系统包括输电网管理系统、与所述输电网管理系统连接的虚拟电厂管理系统、与所述虚拟电厂管理系统连接的多个智能控制终端、与所述智能控制终端一一对应连接的配电网管理系统、传感器、可调控资源点和观察资源点，其中：
每一所述智能控制终端连接多个所述传感器，每一所述传感器连接一所述可调控资源点或者一所述观察资源点；
所述输电网管理系统，用于从所述虚拟电厂所服务的高压电网中获取第一预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据预设负荷率区间范围标定所述第一预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
所述虚拟电厂管理系统，用于从所述输电网管理系统获取第一预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，以及所述第一预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
所述配电网管理系统，用于从其所管理的配电网中获取第二预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据所述预设负荷率区间范围标定所述第二预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
所述智能控制终端，用于从所述配电网管理系统获取第二预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据所述预设负荷率区间范围标定所述第二预设关键设备处于轻载或者重载的时间段，并通过与其连接的传感器以预设第一频率周期性地从所述可调控资源点和所述观察资源点获取负荷率以及所述可调控资源点的命令响应数据，并将所述可调控资源点和所述观察资源点的负荷率发送至所述虚拟电厂管理系统；
所述虚拟电厂管理系统，还用于在所述第一预设关键设备处于轻载或者重载时，根据所述可调控资源点的负荷率，向与所述第一预设关键设备在轻载或者重载方向上一致的所述可调控资源点发送控制指令，请求所述可调控资源点调整电功率与所述第一预设关键设备形成互补，并接收所述可调控资源点的响应；
所述智能控制终端，还用于在所述第二预设关键设备处于轻载或者重载时，向所述虚拟电厂管理系统反馈所述第二预设关键设备的负荷率，并由所述虚拟电厂管理系统向与所述第二预设关键设备对应的所述可调控资源点发送控制指令，请求所述可调控资源点调整电功率与所述第二预设关键设备形成互补，并接收所述可调控资源点的响应。
进一步地，若所述可调控资源点不响应所述控制指令，所述智能控制终端用于向所述虚拟电厂管理系统反馈，并由所述虚拟电厂管理系统重新决策出所述可调控资源点并向其发送所述控制指令。
进一步地，在所述可调控资源点在接收到所述控制指令后，以预设第二频率周期性地向与所述可调控资源点连接的所述智能控制终端，以及所述虚拟电厂管理系统反馈负荷率，所述第二频率大于所述第一频率。
进一步地，所述虚拟电厂管理系统还用于：
根据所述控制指令的内容、发送时间和发送次数以及接受到的所述命令响应数据，计算所述虚拟电厂管理系统的响应率、响应时长和响应精度，所述命令响应数据包括所述可调控资源点的响应内容、响应时间和响应次数；
根据触发控制指令的所述第一预设关键设备的负荷率或者所述第二预设关键设备的负荷率，以及所述可调控资源点的负荷率，计算所述可调控资源点与电网需求的互补率；
按照预设权重，根据所述虚拟电厂管理系统的响应率、响应时长和响应精度，以及所述可调控资源点与电网需求的互补率，计算所述可调控资源点的第一可控度，并根据所述第一可控度调整所述可调控资源点的级别。
进一步地，所述可调控资源点的第一可控度包括升级、不变、降级和调整为观察资源点。
进一步地，所述虚拟电厂管理系统还用于：
根据触发控制指令发生的所述第一预设关键设备的负荷率或者所述第二预设关键设备的负荷率，以及所述观察资源点的负荷率，计算所述观察资源点与电网需求的互补率；
并根据所述互补率与预设互补率阈值，确定观察资源点的第二可控度，根据所述第二可控度调整所述观察资源点的级别。
进一步地，所述第二可控度包括升级为可调控资源点和不变。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，在高压输电线路或者配电线路上关键设备出现高负荷或者低负荷时，通过向可调控资源点发送控制指令，指示其形成与电网互补，以实现电网高效利用并且又保证安全；解决了现有的虚拟电厂依靠人工实现调配，无法有效动态调配虚拟电网的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的虚拟电厂可调控资源控制及评价系统的结构图。
具体实施方式
本专利中，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了虚拟电厂可调控资源控制及评价系统，所述系统包括输电网管理系统1、与所述输电网管理系统1连接的虚拟电厂管理系统2、与所述虚拟电厂管理系统2连接的多个智能控制终端3、与所述智能控制终端3一一对应连接的配电网管理系统4、传感器5、可调控资源点6和观察资源点7，其中：
每一所述智能控制终端3连接多个所述传感器5，每一所述传感器5连接一所述可调控资源点6或者一所述观察资源点7；
所述输电网管理系统1，用于从所述虚拟电厂所服务的高压电网中获取第一预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据预设负荷率区间范围标定所述第一预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
在本实施例中，第一预设关键设备包括但不限于位于高压输电线路上的变压器和高压输电线路；在本实施例中，对于所有设备重载、轻载采用统一指标，负荷率在80％以上为重载，负荷率在30％以下为轻载。
所述虚拟电厂管理系统2，用于从所述输电网管理系统1获取第一预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，以及所述第一预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
所述配电网管理系统4，用于从其所管理的配电网中获取第二预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据所述预设负荷率区间范围标定所述第二预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
在本实施例中，第二预设关键设备包括位于配电网中的变压器和配电线路。
所述智能控制终端3，用于从所述配电网管理系统4获取第二预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据所述预设负荷率区间范围标定所述第二预设关键设备处于轻载或者重载的时间段，并通过与其连接的传感器5以预设第一频率周期性地从所述可调控资源点6和所述观察资源点7获取负荷率以及所述可调控资源点6的命令响应数据，并将所述可调控资源点6和所述观察资源点7的负荷率发送至所述虚拟电厂管理系统2；
在本实例中，智能控制终端3将所述可调控资源点6和所述观察资源点7的负荷率汇报给所述虚拟电厂管理系统2，以便于所述虚拟电网管理系统2掌握全局数据进行调配。
所述虚拟电厂管理系统2，还用于在所述第一预设关键设备处于轻载或者重载时，根据所述可调控资源点6的负荷率，向与所述第一预设关键设备在轻载或者重载方向上一致的所述可调控资源点6发送控制指令，请求所述可调控资源点6调整电功率与所述第一预设关键设备形成互补，并接收所述可调控资源点6的响应；
需要说明的是，所述可调控资源点6和所述观察资源点7，可以是分布式储能、电动汽车和可控负荷等等，区别它们不同的是，可调控资源点6是已经确认接受电网调配的用电负荷，观察资源点7属于暂时还未明确接受电网调配的用电负荷。例如第一预设关键设备是一台高压输电线上的变压器，由于变压器处于重载状态，所述虚拟电厂管理系统2可以发送控制指令到与所述变压器在重载方向上一致的可调控资源点6，请求其降低电功率，以保护变压器所接入所有用电设备的安全和稳定。所述可调控资源点6与所述第一预设关键设备形成互补，是指第一预设关键设备处于重载时，使可调控资源点处于轻载；所述可调控资源点6处于轻载时，调整所述第一预设关键设备到重载状态；互补的目的是提高电网的利用率并保障电网的安全。
所述智能控制终端3，还用于在所述第二预设关键设备处于轻载或者重载时，向所述虚拟电厂管理系统2反馈所述第二预设关键设备的负荷率，并由所述虚拟电厂管理系统2向与所述第二预设关键设备对应的所述可调控资源点6发送控制指令，请求所述可调控资源点6调整电功率与所述第二预设关键设备形成互补，并接收所述可调控资源点6的响应。
在本实施例中，配电网管理系统4掌握配电网相关情况，当智能控制终端3从连接的配电网管理系统4获取到配电网重载或者轻载时，向所述虚拟电厂管理系统2请求发送控制指令，由虚拟电厂管理系统2指示对应的可调控资源点6进行调整。
在本实施例中，有些可调控资源点6自动响应控制指令，但是有些可调控资源点6接收控制指令后，需要控制人或者使用人确认才会进行响应，若所述可调控资源点6不响应所述控制指令，所述智能控制终端3用于向所述虚拟电厂管理系统2反馈，并由所述虚拟电厂管理系统2重新决策出所述可调控资源点6并向其发送所述控制指令；需要说明的是，只要上述调控按照从小到大或者某这种设定顺序即可。
为了调控的效率，在所述可调控资源点6在接收到所述控制指令后，以预设第二频率周期性地向与所述可调控资源点6连接的所述智能控制终端3，以及所述虚拟电厂管理系统2反馈负荷率，所述第二频率大于所述第一频率。在输电网和配电网都正常时，可调控资源点6是预设第一频率进行反馈负荷率，但是在接收到控制指令后，需要提升反馈负荷率的频率，以使得虚拟电厂管理系统更好地进行全网调配。
进一步地，所述虚拟电厂管理系统2还用于：
根据所述控制指令的内容、发送时间和发送次数以及接受到所述可调控资源点6的响应内容、响应时间和次数，计算所述虚拟电厂管理系统2的响应率、响应时长和响应精度；
在本实施例中，响应精度是指响应的负荷率值/请求负荷率调整值，例如要求某一充电车充电功率下降20％，但是其因为自身设备原因，只能下降16％，因此其响应精度＝16％/20％，据此计算响应精度等于0.8。
根据触发控制指令的所述第一预设关键设备的负荷率或者所述第二预设关键设备的负荷率，以及所述可调控资源点6的负荷率，计算所述可调控资源点6与电网需求的互补率；
需要说明的是，触发控制指令的所述第一预设关键设备的负荷率或者所述第二预设关键设备的负荷率，具体是指第一预设关键设备的负荷率过高或者过低，或者是第二预设关键设备的负荷率过高或者过低，触发了控制指令时，可调控资源点6的负荷率能否与触发控制指令的负荷率形成互补；可调控资源点6的负荷率高，而触发控制指令的第一关键设备或者第二关键设备的负荷率低，则构成互补；同样，可调控资源点6的负荷率低，而触发控制指令的第一关键设备或者第二关键设备的负荷率高，同样形成互补；根据公式(互补次数/总触发次数)可以来计算互补率。
按照预设权重，根据所述虚拟电厂管理系统2的响应率、响应时长和响应精度，以及所述可调控资源点6与电网需求的互补率，计算所述可调控资源点6的第一可控度，并根据所述第一可控度调整所述可调控资源点的级别，所述可调控资源点6的第一可控度包括升级、不变、降级和调整为观察资源点。
进一步地，所述虚拟电厂管理系统2还用于：
根据触发控制指令的所述第一预设关键设备的负荷率或者所述第二预设关键设备的负荷率，以及所述所述观察资源点7的负荷率，计算所述观察资源点7与电网需求的互补率；
并比较所述观察资源点7与电网需求的互补率与预设互补率阈值，确定观察资源点7的第二可控度，根据所述第二可控度调整所述观察资源点7的级别，所述第二可控度包括升级为可调控资源点和不变。
需要说明的是，观察资源点7与电网需求的互补率高于预设互补率阈值时，说明观察资源点7是适合进行电网调配用的，可以升级为可调控资源点，在虚拟电厂管理系统2进行登记；对于不符合要求的不改变观察资源点7的级别；因此也是实现了适合参与电网调配的选入，不适合的剔除，实现了动态优化。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，在高压输电线路或者配电线路上关键设备出现高负荷或者低负荷时，通过向可调控资源点发送控制指令，指示其形成与电网互补，以实现电网高效利用并且又保证安全；解决了现有的虚拟电厂依靠人工实现调配，无法有效动态调配虚拟电网的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种虚拟电厂可调控资源控制以及评价系统，其特征在于，所述系统包括输电网管理系统(1)、与所述输电网管理系统(1)连接的虚拟电厂管理系统(2)、与所述虚拟电厂管理系统(2)连接的多个智能控制终端(3)、与所述智能控制终端(3)一一对应连接的配电网管理系统(4)、传感器(5)、可调控资源点(6)和观察资源点(7)，其中：
每一所述智能控制终端(3)连接多个所述传感器(5)，每一所述传感器(5)连接一所述可调控资源点(6)或者一所述观察资源点(7)；
所述输电网管理系统(1)，用于从所述虚拟电厂所服务的高压电网中获取第一预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据预设负荷率区间范围标定所述第一预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
所述虚拟电厂管理系统(2)，用于从所述输电网管理系统(1)获取第一预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，以及所述第一预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
所述配电网管理系统(4)，用于从其所管理的配电网中获取第二预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据所述预设负荷率区间范围标定所述第二预设关键设备处于轻载或者重载的时间段；
所述智能控制终端(3)，用于从所述配电网管理系统(4)获取第二预设关键设备的标识符、负荷率和与所述负荷率对应的时间，并根据所述预设负荷率区间范围标定所述第二预设关键设备处于轻载或者重载的时间段，并通过与其连接的传感器(5)以预设第一频率周期性地从所述可调控资源点(6)和所述观察资源点(7)获取负荷率以及所述可调控资源点(6)的命令响应数据，并将所述可调控资源点(6)和所述观察资源点(7)的负荷率发送至所述虚拟电厂管理系统(2)；其中，若所述可调控资源点(6)不响应控制指令，所述智能控制终端(3)用于向所述虚拟电厂管理系统(2)反馈，并由所述虚拟电厂管理系统(2)重新决策出所述可调控资源点(6)并向其发送所述控制指令；
所述虚拟电厂管理系统(2)，还用于在所述第一预设关键设备处于轻载或者重载时，根据所述可调控资源点(6)的负荷率，向与所述第一预设关键设备在轻载或者重载方向上一致的所述可调控资源点(6)发送控制指令，请求所述可调控资源点(6)调整电功率与所述第一预设关键设备形成互补，并接收所述可调控资源点(6)的响应；
所述智能控制终端(3)，还用于在所述第二预设关键设备处于轻载或者重载时，向所述虚拟电厂管理系统(2)反馈所述第二预设关键设备的负荷率，并由所述虚拟电厂管理系统(2)向与所述第二预设关键设备对应的所述可调控资源点(6)发送控制指令，请求所述可调控资源点(6)调整电功率与所述第二预设关键设备形成互补，并接收所述可调控资源点(6)的响应；其中，在所述可调控资源点(6)在接收到所述控制指令后，以预设第二频率周期性地向与所述可调控资源点(6)连接的所述智能控制终端(3)，以及所述虚拟电厂管理系统(2)反馈负荷率，所述第二频率大于所述第一频率。
2.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述虚拟电厂管理系统(2)还用于：
根据所述控制指令的内容、发送时间和发送次数以及接受到的所述命令响应数据，计算所述虚拟电厂管理系统(2)的响应率、响应时长和响应精度，所述命令响应数据包括所述可调控资源点(6)的响应内容、响应时间和响应次数；
根据触发控制指令的所述第一预设关键设备的负荷率或者所述第二预设关键设备的负荷率，以及所述可调控资源点(6)的负荷率，计算所述可调控资源点(6)与电网需求的互补率；
按照预设权重，根据所述虚拟电厂管理系统(2)的响应率、响应时长和响应精度，以及所述可调控资源点(6)与电网需求的互补率，计算所述可调控资源点(6)的第一可控度，并根据所述第一可控度调整所述可调控资源点的级别。
3.如权利要求2所述系统，其特征在于，所述可调控资源点(6)的第一可控度包括升级、不变、降级和调整为观察资源点。
4.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述虚拟电厂管理系统(2)还用于：
根据触发控制指令发生的所述第一预设关键设备的负荷率或者所述第二预设关键设备的负荷率，以及所述观察资源点(7)的负荷率，计算所述观察资源点(7)与电网需求的互补率；
并根据所述互补率与预设互补率阈值，确定观察资源点(7)的第二可控度，根据所述第二可控度调整所述观察资源点(7)的级别。
5.如权利要求4所述系统，其特征在于，所述第二可控度包括升级为可调控资源点和不变。
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2020
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