CN113837653A - 一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，涉及虚拟电厂动态聚合技术领域；用于为了解决现有的虚拟电厂在给用户进行供电时存在不能合理的根据用电用户需求进行智能调控，造成用电使用不便的问题的问题；本发明用电用户通过智能终端输入用电动态请求，对用电动态请求进行分析，进而通过电量控制执行模块对用电用户的电量进行合理调控，方便用电用户根据实际需求进行合理分配供电，实现电能和合理使用和限电；通过聚合分析模块对用电动态请求中的增加电量和减少电量进行比对处理，并通过储能分析模块对当日剩余电量进行分配储存，实现多余电能的存储，避免电能的浪费。

Description

一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法

技术领域

本发明涉及虚拟电厂动态聚合技术领域，具体为一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法。

背景技术

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合DER参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。现有的虚拟电厂在给用户进行供电时存在不能合理的根据用电用户需求进行智能调控，造成用电使用不便的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的虚拟电厂在给用户进行供电时存在不能合理的根据用电用户需求进行智能调控，造成用电使用不便的问题的问题，而提出一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，包括以下步骤：

S1：通过资源采集模块采集虚拟电厂内分布式能源设备的能源数据，其中，分布式能源设备包括风力发电设备和太阳能发电设备；通过数据采集模块采集用电用户的电量数据，将能源数据和电量数据发送至服务器内存储；其中，能源数据包括分布式能源设备的设备信息以及储能设备的设备信息；分布式能源设备的设备信息包括发电设备的位置、型号以及每天的发电量和天气数据；发电设备包括风力发电设备和太阳能发电设备；储能设备的设备信息包括储能设备的位置以及储电容量、储能设备的充放电次数及当前剩余存储电量；电量数据包括用户每天用电的用电量、用户使用的用电设备名称、用电设备的耗电量和用电设备的使用开始时刻和结束时刻；

S2：用电用户通过智能终端输入用电动态请求至聚合分析模块，其中用电动态请求包括用电设备名称及增加时长或减少时长；

S3：聚合分析模块对用电动态请求进行分析处理并进行用电量调控，具体步骤为：

S31：将用电动态请求中包括增加时长的用电用户标记为第一用户；将用电动态请求中包括减少时长的用户标记为第二用户；

S32：通过用电设备名称和增加时长或减少时长得到第一用户的增加电量或第二用户的减少电量；

S33：将第二用户的减少电量乘以对应的换算比例系数得到单增量值；将第二用户的单增量值发送至服务器内，服务器将第二用户的增电量值加上单增量值以得到第二用户的最新增电量值；同时将第二用户的减少电量发送至电量控制执行模块；

S34：通过服务器获取第一用户的增电量值，将第一用户的增加电量乘以对应的换算比例系数得到单减量值，将单减量值与第一用户的增电量值进行比对，将单减量值小于等于第一用户的增电量值时，将第一用户的增加电量发送至电量控制执行模块；同时将第一用户的单减量值发送至服务器，当单减量值大于第一用户的增电量值时，生成请求无法通过提示指令并反馈至第一用户的智能终端；

S4：当电量控制执行模块接收到第一用户的增加电量时，将第一用户的当日分配电量加上增加电量得到第一用户新的当日分配电量；当电量控制执行模块接收到第二用户的减少电量时，将第二用户的当日分配电量减去减少电量第二用户新的当日分配电量；当服务器接收到第一用户的单减量值后，将第一用户的的增电量值减去单减量值得到第一用户新的增电量值；

S5：电量控制执行模块对用电用户进行电量监控，当当日的已使用电量等于分配电量时，控制该用电用户断电。

作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括：

分析分配模块，用于对能源数据进行分析并分配用电用户对应的用电电量，具体分析过程为：

向用电用户的智能终端发送至设备采集表，用电用户通过智能设备填写设备采集表并反馈；其中用电设备采集表包括用电设备的名称、型号以及使用的开始时刻和结束时刻；

接收用电用户通过智能终端反馈的设备采集表，提取用电用户填写的用电设备的名称、型号以及使用的开始时刻和结束时刻；将用电设备的名称与型号与所有用电设备的名称型号进行匹配，以得到对应用电设备名称型号对应的功率，将使用的开始时刻与结束时刻进行时刻差计算得到用电设备的使用时长；将得到的功率乘以使用时长得到用电设备的耗电量；将用户所有的用电设备的耗电量进行求和得到用电用户的预估使用电量；将所有用电用户的预估使用电量进行求和得到预估总电量；

获取虚拟电厂内所有分布式能源设备的发电量并进行处理得到预估发电量；将预估发电量与预估总电量进行比对；当预估发电量大于或等于预估总电量时；将用电用户的预估使用电量标记为用电用户在当前时刻的第二天的当日分配电量；当预估发电量小于预估总电量时，将预估发电量乘以用电用户的预估使用电量除以预估总电量得到用电用户在当前时刻的第二天的当日分配电量。

作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括：

注册登录模块，用于用电用户和设备用户通过智能终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至数据库；其中，用电用户的注册信息包括用电用户的姓名、身份证号、通信号码以及户号等数据；设备用户的注册信息包括设备用户的储能设备的型号、位置以及储电容量；

数据库，用于存储注册信息以及增电量值、能源数据和电量数据。

作为本发明的一种优选实施方式，所述聚合分析模块还用于对用电动态请求中的增加电量和减少电量进行比对处理，具体为：将所有的第一用户的增加电量进行求和得到当日增加总电量；将所有的第二用户的减少电量进行求和得到当日减少总电量；再将当日增加总电量与当日减少总电量进行比对，当当日增加总电量小于当日减少总电量，计算两者的差值以得到当日剩余电量并将剩余电量发送至服务器内的储能分析模块。

作为本发明的一种优选实施方式，所述储能分析模块用于对当日剩余电量进行分配储存，具体过程为：获取所有储能设备的设备信息，设定所有储能设备的型号均对应一个储电型号值，将储能设备的型号与所有的储能设备的型号进行匹配得到对应的储电型号值；再将储电设备的当前剩余存储电量与储电容量进行差值计算得到可存储电容量；将储能设备的充放电次数、储电型号值和可存储电容量进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者归一化处理后的数值分别标记为CH1、CH2和CH3；利用公式

得到储电设备的储优值CZ；其中，b1、b2和b3为预设权重因子，取值可以为1.7、2.3、1.9；再依据储优值由前至后储能设备进行排序；由前至后，依次提取储电设备的当前剩余存储电量并求和得到提取电量容量，当提取电量容量大于或等于当日剩余电量时，停止提取，并将提取的储电设备标记为目标设备；储能分析模块控制目标设备接通，并将当日剩余电量依次存储在目标设备内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明用电用户通过智能终端输入用电动态请求，对用电动态请求进行分析，进而通过电量控制执行模块对用电用户的电量进行合理调控，方便用电用户根据实际需求进行合理分配供电，实现电能和合理使用和限电。

2、本发明通过聚合分析模块对用电动态请求中的增加电量和减少电量进行比对处理，并通过储能分析模块对当日剩余电量进行分配储存，实现多余电能的合理存储，避免电能的浪费。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，包括以下步骤：

S1：通过资源采集模块采集虚拟电厂内分布式能源设备的能源数据，其中，分布式能源设备包括风力发电设备和太阳能发电设备，如太阳能板；通过数据采集模块采集用电用户的电量数据，将能源数据和电量数据发送至服务器内存储；其中，能源数据包括分布式能源设备的设备信息以及储能设备的设备信息；分布式能源设备的设备信息包括发电设备的位置、型号以及每天的发电量和天气数据；发电设备包括风力发电设备和太阳能发电设备；储能设备的设备信息包括储能设备的位置以及储电容量、储能设备的充放电次数及当前剩余存储电量；电量数据包括用户每天用电的用电量、用户使用的用电设备名称、用电设备的耗电量和用电设备的使用开始时刻和结束时刻；储能设备可以为蓄电池或者超级电容等储电设备；

S2：用电用户通过智能终端输入用电动态请求至聚合分析模块，其中用电动态请求包括用电设备名称及增加时长或减少时长；其中智能终端为智能手机、平板、电脑等；

S3：聚合分析模块对用电动态请求进行分析处理并进行用电量调控，具体步骤为：将用电动态请求中包括增加时长的用电用户标记为第一用户；将用电动态请求中包括减少时长的用户标记为第二用户；通过用电设备名称和增加时长或减少时长得到第一用户的增加电量或第二用户的减少电量；将第二用户的减少电量乘以对应的换算比例系数得到单增量值；具体表现为：如用户减少的电量时10度，对应的换算比例系数为0.87；那么单增量值为10×0.87＝8.7；将第二用户的单增量值发送至服务器内，服务器将第二用户的增电量值加上单增量值以得到第二用户的最新增电量值；同时将第二用户的减少电量发送至电量控制执行模块；第二用户的增电量值为10，那么最新增电量值为18.7；

S34：通过服务器获取第一用户的增电量值，将第一用户的增加电量乘以对应的换算比例系数得到单减量值，将单减量值与第一用户的增电量值进行比对，将单减量值小于等于第一用户的增电量值时，将第一用户的增加电量发送至电量控制执行模块；具体表现为：如用户增加的电量时10度，对应的换算比例系数为0.9；那么单增量值为10×0.9＝9；若第一用户的增电量值为10，那么最新增电量值为1；

同时将第一用户的单减量值发送至服务器，当单减量值大于第一用户的增电量值时，生成请求无法通过提示指令并反馈至第一用户的智能终端；

S4：当电量控制执行模块接收到第一用户的增加电量时，将第一用户的当日分配电量加上增加电量得到第一用户新的当日分配电量；当电量控制执行模块接收到第二用户的减少电量时，将第二用户的当日分配电量减去减少电量第二用户新的当日分配电量；当服务器接收到第一用户的单减量值后，将第一用户的的增电量值减去单减量值得到第一用户新的增电量值；

S5：电量控制执行模块对用电用户进行电量监控，当当日的已使用电量等于分配电量时，控制该用电用户断电；

对用电动态请求中的增加电量和减少电量进行比对处理，具体为：将所有的第一用户的增加电量进行求和得到当日增加总电量；将所有的第二用户的减少电量进行求和得到当日减少总电量；再将当日增加总电量与当日减少总电量进行比对，当当日增加总电量小于当日减少总电量，计算两者的差值以得到当日剩余电量并将剩余电量发送至服务器内的储能分析模块；

分析分配模块对能源数据进行分析并分配用电用户对应的用电电量，具体分析过程为：

向用电用户的智能终端发送至设备采集表，用电用户通过智能设备填写设备采集表并反馈；其中用电设备采集表包括用电设备的名称、型号以及使用的开始时刻和结束时刻；

接收用电用户通过智能终端反馈的设备采集表，提取用电用户填写的用电设备的名称、型号以及使用的开始时刻和结束时刻；将用电设备的名称与型号与所有用电设备的名称型号进行匹配，以得到对应用电设备名称型号对应的功率，将使用的开始时刻与结束时刻进行时刻差计算得到用电设备的使用时长；将得到的功率乘以使用时长得到用电设备的耗电量；将用户所有的用电设备的耗电量进行求和得到用电用户的预估使用电量；将所有用电用户的预估使用电量进行求和得到预估总电量；

获取虚拟电厂内所有分布式能源设备的发电量并进行处理得到预估发电量；将预估发电量与预估总电量进行比对；当预估发电量大于或等于预估总电量时；将用电用户的预估使用电量标记为用电用户在当前时刻的第二天的当日分配电量；当预估发电量小于预估总电量时，将预估发电量乘以用电用户的预估使用电量除以预估总电量得到用电用户在当前时刻的第二天的当日分配电量。

注册登录模块用于用电用户和设备用户通过智能终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至数据库；其中，用电用户的注册信息包括用电用户的姓名、身份证号、通信号码以及户号等数据；设备用户的注册信息包括设备用户的储能设备的型号、位置以及储电容量；

数据库用于存储注册信息以及增电量值、能源数据和电量数据；

储能分析模块用于对当日剩余电量进行分配储存，具体过程为：获取所有储能设备的设备信息，设定所有储能设备的型号均对应一个储电型号值，将储能设备的型号与所有的储能设备的型号进行匹配得到对应的储电型号值；再将储电设备的当前剩余存储电量与储电容量进行差值计算得到可存储电容量；将储能设备的充放电次数、储电型号值和可存储电容量进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者归一化处理后的数值分别标记为CH1、CH2和CH3；利用公式

得到储电设备的储优值CZ；其中，b1、b2和b3为预设权重因子，取值可以为1.7、2.3、1.9；再依据储优值由前至后储能设备进行排序；由前至后，依次提取储电设备的当前剩余存储电量并求和得到提取电量容量，当提取电量容量大于或等于当日剩余电量时，停止提取，并将提取的储电设备标记为目标设备；储能分析模块控制目标设备接通，并将当日剩余电量依次存储在目标设备内；

本发明在工作时，用电用户通过智能终端输入用电动态请求至聚合分析模块，聚合分析模块对用电动态请求进行分析处理并进行用电量调控，当电量控制执行模块接收到第一用户的增加电量时，将第一用户的当日分配电量加上增加电量得到第一用户新的当日分配电量；当电量控制执行模块接收到第二用户的减少电量时，将第二用户的当日分配电量减去减少电量第二用户新的当日分配电量；电量控制执行模块对用电用户进行电量监控，当当日的已使用电量等于分配电量时，控制该用电用户断电；通过电量控制执行模块对用电用户的电量进行合理调控，方便用电用户根据实际需求进行合理分配供电，实现电能和合理使用和限电；聚合分析模块还用于对用电动态请求中的增加电量和减少电量进行比对处理，所有的第一用户的增加电量进行求和得到当日增加总电量；将所有的第二用户的减少电量进行求和得到当日减少总电量；再将当日增加总电量与当日减少总电量进行比对，当当日增加总电量小于当日减少总电量，计算两者的差值以得到当日剩余电量并将剩余电量发送至服务器内的储能分析模块，储能分析模块用于对当日剩余电量进行分配储存；通过聚合分析模块对用电动态请求中的增加电量和减少电量进行比对处理，并通过储能分析模块对当日剩余电量进行分配储存，实现多余电能的存储，避免电能的浪费。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过资源采集模块采集虚拟电厂内分布式能源设备的能源数据；再通过数据采集模块采集用电用户的电量数据，将能源数据和电量数据发送至服务器内存储；

S2：用电用户通过智能终端输入用电动态请求至聚合分析模块；

S3：聚合分析模块对用电动态请求进行分析处理并进行用电量调控，具体步骤为：

S31：将用电动态请求中包括增加时长的用电用户标记为第一用户；将用电动态请求中包括减少时长的用户标记为第二用户；

S32：通过用电设备名称和增加时长或减少时长得到第一用户的增加电量或第二用户的减少电量；

S33：将第二用户的减少电量乘以对应的换算比例系数得到单增量值；将第二用户的单增量值发送至服务器内，服务器将第二用户的增电量值加上单增量值以得到第二用户的最新增电量值；同时将第二用户的减少电量发送至电量控制执行模块；

S34：通过服务器获取第一用户的增电量值，将第一用户的增加电量乘以对应的换算比例系数得到单减量值，将单减量值与第一用户的增电量值进行比对，将单减量值小于等于第一用户的增电量值时，将第一用户的增加电量发送至电量控制执行模块；同时将第一用户的单减量值发送至服务器，当单减量值大于第一用户的增电量值时，生成请求无法通过提示指令并反馈至第一用户的智能终端；

S4：当电量控制执行模块接收到第一用户的增加电量时，将第一用户的当日分配电量加上增加电量得到第一用户新的当日分配电量；当电量控制执行模块接收到第二用户的减少电量时，将第二用户的当日分配电量减去减少电量第二用户新的当日分配电量；当服务器接收到第一用户的单减量值后，将第一用户的的增电量值减去单减量值得到第一用户新的增电量值；

S5：电量控制执行模块对用电用户进行电量监控，当当日的已使用电量等于分配电量时，控制该用电用户断电。

2.根据权利要求1所述的一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，其特征在于，所述服务器内还包括：

分析分配模块，用于对能源数据进行分析并分配用电用户对应的用电电量，具体分析过程为：

向用电用户的智能终端发送至设备采集表，用电用户通过智能设备填写设备采集表并反馈；

接收用电用户通过智能终端反馈的设备采集表，提取用电用户填写的用电设备的名称、型号以及使用的开始时刻和结束时刻；将用电设备的名称与型号与所有用电设备的名称型号进行匹配，以得到对应用电设备名称型号对应的功率，将使用的开始时刻与结束时刻进行时刻差计算得到用电设备的使用时长；将得到的功率乘以使用时长得到用电设备的耗电量；将用户所有的用电设备的耗电量进行求和得到用电用户的预估使用电量；将所有用电用户的预估使用电量进行求和得到预估总电量；

获取虚拟电厂内所有分布式能源设备的发电量并进行处理得到预估发电量；将预估发电量与预估总电量进行比对；当预估发电量大于或等于预估总电量时；将用电用户的预估使用电量标记为用电用户在当前时刻的第二天的当日分配电量；当预估发电量小于预估总电量时，将预估发电量乘以用电用户的预估使用电量除以预估总电量得到用电用户在当前时刻的第二天的当日分配电量。

3.根据权利要求2所述的一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，其特征在于，所述服务器内还包括：

注册登录模块，用于用电用户和设备用户通过智能终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至数据库；

数据库，用于存储注册信息以及增电量值、能源数据和电量数据。

4.据权利要求3所述的一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，其特征在于，所述聚合分析模块还用于对用电动态请求中的增加电量和减少电量进行比对处理，具体为：将所有的第一用户的增加电量进行求和得到当日增加总电量；将所有的第二用户的减少电量进行求和得到当日减少总电量；再将当日增加总电量与当日减少总电量进行比对，当当日增加总电量小于当日减少总电量，计算两者的差值以得到当日剩余电量并将剩余电量发送至服务器内的储能分析模块。

5.据权利要求4所述的一种基于特性各异资源的虚拟电厂动态聚合方法，其特征在于，所述储能分析模块用于对当日剩余电量进行分配储存，具体过程为：获取所有储能设备的设备信息，设定所有储能设备的型号均对应一个储电型号值，将储能设备的型号与所有的储能设备的型号进行匹配得到对应的储电型号值；再将储电设备的当前剩余存储电量与储电容量进行差值计算得到可存储电容量；将储能设备的充放电次数、储电型号值和可存储电容量进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者归一化处理后的数值分别标记为CH1、CH2和CH3；利用公式

得到储电设备的储优值CZ；其中，b1、b2和b3为预设权重因子，取值可以为1.7、2.3、1.9；再依据储优值由前至后储能设备进行排序；由前至后，依次提取储电设备的当前剩余存储电量并求和得到提取电量容量，当提取电量容量大于或等于当日剩余电量时，停止提取，并将提取的储电设备标记为目标设备；储能分析模块控制目标设备接通，并将当日剩余电量依次存储在目标设备内。

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