CN113962537A - 面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法及系统 - Google Patents

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CN113962537A CN202111179226.9A CN202111179226A CN113962537A CN 113962537 A CN113962537 A CN 113962537A CN 202111179226 A CN202111179226 A CN 202111179226A CN 113962537 A CN113962537 A CN 113962537A
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Abstract

本发明涉及一种面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取可调度负荷资源的分类规则，根据所述分类规则对所述可调度负荷资源进行分类，得到所述可调度负荷资源的类别；基于所述可调度负荷资源的类别，建立所述可调度负荷资源的分层级模型；根据电网调控需求和所述分层级模型，确定满足电网服务需求的可调度负荷资源。本发明能够实现对可调负荷资源的合理分类和分层级建模，得到标准化信息模型以保证其在电网调控中模型的一致性，满足电网故障和非故障情况下的不同电网调控应用，提升可调度负荷资源参与电网调控的能力和电网资源优化配置能力。

Description

面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法及系统
技术领域
本发明属于电力调控技术领域，尤其涉及一种面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法及系统。
背景技术
随着智能楼宇、分布式电源、储能装置、电动汽车等设备大量接入电网，同时负荷聚合商、虚拟电厂、综合能源服务商等第三方聚合主体的不断涌现，用户可通过改变用电习惯调整生产工序或者启停设备从而具备一定的可调节能力，聚合后调节潜力不可小觑，从而使得电网可调节资源更趋多元化。用户不再只是末端用电负荷，泛在负荷资源可为电网提供丰富而宝贵的可调节能力，参与新能源消纳、电网调峰、事故备用、电网调频等以满足不同电网调控需求。
电网调控应用需求主要包含两大类：电网事故调控需求和非事故调控需求。前者主要可参与事故备用、紧急需求响应，所需要的调控资源具备快速、精准定位、自动控制等技术要求以解除电网故障带来的功率缺失或者越限情况，对资源的调节特性、电网关联位置、调控方式有要求；后者则是应对电网新能源消纳困难、电网峰谷差大以及调频资源紧缺等发用电平衡情况，所需要的调控资源具备在响应时段内调整用电曲线的能力，参与不同时间尺度的调整则对资源的响应特性有要求。
然而，目前负荷侧资源类型多样、调节特性各异、接入电网的电压较低，在电网调度侧尚未对可调度负荷资源进行分类及建模，缺乏标准化信息模型以保证其在电网调度中模型的一致性，不能满足电网故障和非故障情况下的不同电网调控应用，可调度负荷资源参与电网调控的能力和电网资源优化配置能力较弱。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法及系统，能够实现对可调负荷资源的合理分类和分层级建模，得到标准化信息模型以保证其在电网调控中模型的一致性，满足电网故障和非故障情况下的不同电网调控应用，进一步提升可调度负荷资源参与电网调控的能力和电网资源优化配置能力。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法，所述方法包括以下步骤：
获取可调度负荷资源的分类规则，根据所述分类规则对所述可调度负荷资源进行分类，得到所述可调度负荷资源的类别；
基于所述可调度负荷资源的类别，建立所述可调度负荷资源的分层级模型；
根据电网调控需求和所述分层级模型，确定满足电网服务需求的可调度负荷资源。
优选地，所述可调度负荷资源的分类规则包括：按照资源类型分类、按照电网关联分类、按资源调节特性分类、按电网调控分类。
优选地，所述按照电网关联分类包括：将可调度负荷资源的调控能力划分为全网、行政分区、电网运行分区、配电台区、配电馈线五个层级，以满足参与电网精准调控需求。
优选地，所述按照调节特性分类包括：提取响应时间和响应持续时间，所述响应时间是指可调度负荷资源接收到调度指令后，达到响应目标功率所需的时间；所述响应时间共划分为六个等级，包括提前通知的时间和指令执行时间；所述响应持续时间是指可调度负荷资源所提供的可调节量能够持续响应的时间，其被划分为四个档次。
优选地，所述分层级模型包括基本信息模型和可调节特性模型，所述基本信息模型包含设备层、聚合层和电网层的可调度负荷的信息模型，以满足电网调控需求。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模系统，所述系统包括：
分类模块，用于获取可调度负荷资源的分类规则，根据所述分类规则对所述可调度负荷资源进行分类，得到所述可调度负荷资源的类别；
建立模块，用于基于所述可调度负荷资源的类别，建立所述可调度负荷资源的分层级模型；
确定模块，用于根据电网调控需求和所述分层级模型，确定满足电网服务需求的可调度负荷资源。
优选地，所述可调度负荷资源的分类规则包括：按照资源类型分类、按照电网关联分类、按资源调节特性分类、按电网调控分类。
优选地，所述按照电网关联分类包括：将可调度负荷资源的调控能力划分为全网、行政分区、电网运行分区、配电台区、配电馈线五个层级，以满足参与电网精准调控需求。
优选地，所述按照调节特性分类包括：提取响应时间和响应持续时间，所述响应时间是指可调度负荷资源接收到调度指令后，达到响应目标功率所需的时间；所述响应时间共划分为六个等级，包括提前通知的时间和指令执行时间；所述响应持续时间是指可调度负荷资源所提供的可调节量能够持续响应的时间，其被划分为四个档次。
优选地，所述分层级模型包括基本信息模型和可调节特性模型，所述基本信息模型包含设备层、聚合层和电网层的可调度负荷的信息模型，以满足电网调控需求。
有益效果：本发明从可调度负荷资源类型、分层级电网关联和调节特性等多维度，实现对可调负荷资源的合理分类，再此基础上面向电网调控应用对可调度负荷资源进行分层级建模，满足新能源消纳、电网调峰、故障备用、电网调频等不同电网调控需求，提升调度员对电网可调节资源的全面掌控能力。
通过参照以下附图及对本发明的具体实施方式的详细描述，本发明的特征及优点将会变得清楚。
附图说明
图1是面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法流程图；
图2是可调度负荷资源分层级模型的基本信息模型结构示意图；
图3是面向电网调控应用的可调度负荷资源分层级建模流程示意图；
图4是面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1是面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法流程图。如图1所示，本发明提供了一种面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法，所述方法包括以下步骤：
S1:获取可调度负荷资源的分类规则，根据所述分类规则对所述可调度负荷资源进行分类，得到所述可调度负荷资源的类别。
优选地，所述可调度负荷资源的分类规则包括：按照资源类型分类、按照电网关联分类、按资源调节特性分类、按电网调控分类，具体如下：
(1)按照资源类型分类
在电网调控侧，按照可调度负荷资源的类型可分为两个层级，“聚合层”资源和“设备层”资源。“聚合层”资源是满足准入条件的大用户或者是聚合后的第三方主体，一方面具备将所属设备资源进行聚合和调控平台，另一方面具备参与市场交易，可调度负荷包括工业大用户、负荷聚合商、电动汽车运营商、虚拟电厂、综合能源服务商等。“设备层”资源则是可调度负荷所属的具体调节资源，接入聚合层调控平台，可包括多类型调节资源，如工业负荷、智能商业楼宇、电采暖、中央空调、电锅炉、自备电厂、储能装置、分布式电源、充电桩等。
(2)按照电网关联分类
优选地，所述按照电网关联分类包括：将可调度负荷资源的调控能力划分为全网、行政分区、电网运行分区、配电台区、配电馈线五个层级，以满足参与电网精准调控需求。
具体地，面向电网调控应用，可调度负荷资源与电网关联关系至关重要，即“电网层”资源，这是实现事故状态精准调控的关键。根据自上而下的电网关联关系，将可调度负荷资源的调控能力划分为全网、行政分区、电网运行分区、配电台区、配电馈线五个层级。以某个省的可调度负荷为例进行说明，包括统计或者申报最多五个层级的调控能力，第一层是全省，第二层是该省的行政区，第三层是该省电网运行分区(按照500KV变电站划分)，第四层是该省下属配电台区(按照配网变压器供电范围划分)，第五层是配电馈线(按照10kV配电馈线)。
(3)按资源调节特性分类
优选地，所述按照调节特性分类包括：提取响应时间和响应持续时间，所述响应时间是指可调度负荷资源接收到调度指令后，达到响应目标功率所需的时间；所述响应时间共划分为六个等级，包括提前通知的时间和指令执行时间；所述响应持续时间是指可调度负荷资源所提供的可调节量能够持续响应的时间，其被划分为四个档次。
具体地，目前，负荷侧资源类型多样、单体量小且分布广、调节特性也是各异，但是参与电网调控时“聚合层”可调度负荷资源具备的调节特性需统一，标准化调节模型以保证其在电网调度中模型的一致性。提取响应时间和持续时间作为通用调节数据，并根据电网调控应用不同划分级别。
响应时间：指可调度负荷资源接收到调度指令后，达到响应目标功率所需的时间。响应时间包含两部分，需要提前通知的时间和指令执行时间总和。根据电网调控需求和负荷侧资源响应特点，对响应时间进行分级划分：
1)响应一级：响应时间≤1MIN以内达到响应目标；
2)响应二级：1MIN＜响应时间≤15MIN以内达到响应目标；
3)响应三级：15MIN＜响应时间≤30MIN以内达到响应目标；
4)响应四级：30MIN＜响应时间≤2HOUR以内达到响应目标；
5)响应五级：2HOUR＜响应时间≤24HOUR以内达到响应目标；
6)响应六级：响应时间＞24HOUR以内达到响应目标。
响应持续时间：指可调度负荷资源所提供的可调节量能够持续响应的时间下面分别对响应持续时间进行了档位划分如下：
1)持续一档：响应持续时间≤15MIN
2)持续二档：15MIN＜响应持续时间≤30MIN
3)持续三档：30MIN＜响应持续时间≤2HOUR
4)持续四档：响应持续时间＞2HOUR
(4)按电网调控分类
不同电网调控需求将对资源的调节特性提出要求，按照不同电网调度需求对资源进行分类，电网事故调控需求和非事故调控需求，如表1所示。电网故障情况作为事故备用、消除越限的调节资源，备用需满足15分钟内实现响应目标，需选择响应时间为一级和二级资源，事故与电网关联模型密切相关，则需要颗粒度更细的模型。非事故调情况下，电网调峰需求对可调资源响应时间要求不高，日前/日内均可进行提前通知，但可调资源持续时间需根据实际电网调峰情况来定；应对新能源消纳需求，两小时短期新能源预测准确率较高，因此选择响应时间五级以内的可调度资源；为了适应电网调频快速响应需求，需选择响应时间为一级的可调资源；但可调资源持续时间需根据实际电网调峰情况来定。
表1不同电网调度需求下可调度负荷资源的分类
Figure BDA0003296242690000071
S2:基于所述可调度负荷资源的类别，建立所述可调度负荷资源的分层级模型。
基于上述可调度负荷资源的分类，面向电网调控应用对可调度负荷资源进行分层级建模。可调度负荷资源建模主要分为基本信息模型和可调节特性模型，其中基本信息模型包含“设备层”、“聚合层”和“电网层”的信息模型，对于任何一层都可以提供相应的可调节数据，根据电网调控需求可以选择提供的颗粒度。
如图2所示，所述分层级模型包括基本信息模型和可调节特性模型，所述基本信息模型包含设备层、聚合层和电网层的可调度负荷的信息模型，以满足电网调控需求。
(1)基本信息模型
“聚合层”：可调度负荷基本信息模型应包含可调度负荷的名称、类型、额定参数等静态属性，所含属性不限于可调度负荷ID、可调度负荷名称、最大负荷容量、所属设备数量、所属运营商、可调度负荷类型、负荷控制类型、额定容量。可调度负荷类型包括但不限于单体电力大用户、负荷聚合商、综合能源示范区、虚拟电厂，其中负荷聚合商、综合能源示范区、虚拟电厂均属于聚合类用户，可调度负荷类型可根据实际情况扩展。
“设备层”：可调度负荷所属设备基本信息模型所含属性不限于设备ID、设备名称、所属可调度负荷ID、设备类型、额定功率、并网馈线。可调度负荷类型，包括但不限于智能楼宇、电采暖、中央空调、电锅炉、自备电厂、储能、分布式电源、充电桩等，设备类型可根据实际情况扩展。
“电网层”：可调度负荷电网关联基本信息模型包括地区信息模型、分区信息模型、配电台区信息模型和并网馈线信息模型。
1)可调度负荷地区信息模型所含属性包括不限于可调度负荷地区名称、可调度负荷地区ID、最大负荷容量、额定功率、设备数量、所属地区、所属可调度负荷。可调度负荷以行政地区为对象建立模型，对每个地区内负荷资源进行聚合，形成可调度负荷地区信息。
2)可调度负荷分区信息模型所含属性包括不限于可调度负荷分区名称、可调度负荷分区ID、最大负荷容量、额定功率、设备数量、所属分区、所属可调度负荷。可调度负荷以电网运行分区为对象建立模型，对每个分区内负荷资源进行聚合，形成可调度负荷分区信息。
3)可调度负荷台区信息模型所含属性包括不限于可调度负荷台区名称、可调度负荷台区ID、最大负荷容量、额定功率、设备数量、所属台区、所属可调度负荷。可调度负荷台区指以供电台区为对象对所属台区的可调度负荷资源进行聚合，建立的台区聚合单元模型。
4)可调度负荷并网馈线信息模型所含属性包括不限于可调度负荷并网馈线名称、可调度负荷并网馈线ID、最大负荷容量、设备数量、所属馈线、所属可调度负荷。可调度负荷以并网馈线为对象建立模型，对所属馈线的负荷资源进行聚合，形成可调度负荷并网线路信息。
(2)可调节特性模型
可调特性模型包含响应时间、持续时间、可调节量，具体属性包括但不限于响应一级上调节量、响应二级上调节量、响应三级上调节量、响应四级上调节量、响应五级上调节量、响应六级上调节量、响应一级下调节量、响应二级下调节量、响应三级下调节量、响应四级下调节量、响应五级下调节量、响应六级下调节量、持续时间。根据电网调控需求可以选择提供调节特性参数的颗粒度，满足标准化管理和通用性应用需求。
图3示出了面向电网调控应用的可调度负荷资源分层级建模流程。其流程包括如下步骤：
步骤1：建立可调度负荷基本信息模型；
步骤2：对于聚合类负荷则建立可调度负荷所属设备基本信息模型；
步骤3：建立可调度负荷电网关联基本信息模型，可包含地区信息模型、分区信息模型、配电台区信息模型和并网馈线信息模型；
步骤4：建立可调度负荷可调节特性模型；
步骤5：结合电网调控需求，选择满足电网服务技术要求的可调度负荷资源；①满足电网故障技术要求，生成参与电网故障备用调控的数据模型；②满足电网非故障服务技术要求，生成参与电网调峰、调频、新能源消纳调控的数据模型。
S3:根据电网调控需求和所述分层级模型，确定满足电网服务需求的可调度负荷资源。
本步骤中，电网服务需求包括电网故障技术需求和电网非故障服务技术需求，可根据分层级模型中的基本信息模型包含的“设备层”、“聚合层”和“电网层”的信息模型，选择提供不同可调节特性的颗粒度，可满足电网故障和非故障情况下不同的调控需求，标准化信息模型可保证其在电网调度中模型的一致性。
实施例2
图4是面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模系统结构示意图。如图4所示，本发明还提供了一种面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模系统，所述系统包括：
分类模块，用于获取可调度负荷资源的分类规则，根据所述分类规则对所述可调度负荷资源进行分类，得到所述可调度负荷资源的类别；
建立模块，用于基于所述可调度负荷资源的类别，建立所述可调度负荷资源的分层级模型；
确定模块，用于根据电网调控需求和所述分层级模型，确定满足电网服务需求的可调度负荷资源。
优选地，所述可调度负荷资源的分类规则包括：按照资源类型分类、按照电网关联分类、按资源调节特性分类、按电网调控分类。
优选地，所述按照电网关联分类包括：将可调度负荷资源的调控能力划分为全网、行政分区、电网运行分区、配电台区、配电馈线五个层级，以满足参与电网精准调控需求。
优选地，所述按照调节特性分类包括：提取响应时间和响应持续时间，所述响应时间是指可调度负荷资源接收到调度指令后，达到响应目标功率所需的时间；所述响应时间共划分为六个等级，包括提前通知的时间和指令执行时间；所述响应持续时间是指可调度负荷资源所提供的可调节量能够持续响应的时间，其被划分为四个档次。
优选地，所述分层级模型包括基本信息模型和可调节特性模型，所述基本信息模型包含设备层、聚合层和电网层的可调度负荷的信息模型，以满足电网调控需求。
有益效果：本发明从可调度负荷资源类型、分层级电网关联和调节特性等多维度，实现对可调负荷资源的合理分类，再此基础上面向电网调控应用对可调度负荷资源进行分层级建模，满足新能源消纳、电网调峰、故障备用、电网调频等不同电网调控需求，提升调度员对电网可调节资源的全面掌控能力。
本发明实施例2中各个模块所执行的方法步骤的具体实施过程与实施例1中的各个步骤的实施过程相同，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取可调度负荷资源的分类规则，根据所述分类规则对所述可调度负荷资源进行分类，得到所述可调度负荷资源的类别；
基于所述可调度负荷资源的类别，建立所述可调度负荷资源的分层级模型；
根据电网调控需求和所述分层级模型，确定满足电网服务需求的可调度负荷资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可调度负荷资源的分类规则包括：按照资源类型分类、按照电网关联分类、按资源调节特性分类、按电网调控分类。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照电网关联分类包括：将可调度负荷资源的调控能力划分为全网、行政分区、电网运行分区、配电台区、配电馈线五个层级。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按资源调节特性分类包括：提取响应时间和响应持续时间，所述响应时间是指可调度负荷资源接收到调度指令后，达到响应目标功率所需的时间；所述响应时间共划分为六个等级，包括提前通知的时间和指令执行时间；所述响应持续时间是指可调度负荷资源所提供的可调节量能够持续响应的时间，其被划分为四个档次。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分层级模型包括基本信息模型和可调节特性模型，所述基本信息模型包含设备层、聚合层和电网层的可调度负荷的信息模型。
6.面向电网调控应用的可调度负荷资源分类建模系统，其特征在于，包括：
分类模块，用于获取可调度负荷资源的分类规则，根据所述分类规则对所述可调度负荷资源进行分类，得到所述可调度负荷资源的类别；
建立模块，用于基于所述可调度负荷资源的类别，建立所述可调度负荷资源的分层级模型；
确定模块，用于根据电网调控需求和所述分层级模型，确定满足电网服务需求的可调度负荷资源。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述可调度负荷资源的分类规则包括：按照资源类型分类、按照电网关联分类、按资源调节特性分类、按电网调控分类。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述按照电网关联分类包括：将可调度负荷资源的调控能力划分为全网、行政分区、电网运行分区、配电台区、配电馈线五个层级。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述按照调节特性分类包括：提取响应时间和响应持续时间，所述响应时间是指可调度负荷资源接收到调度指令后，达到响应目标功率所需的时间；所述响应时间共划分为六个等级，包括提前通知的时间和指令执行时间；所述响应持续时间是指可调度负荷资源所提供的可调节量能够持续响应的时间，其被划分为四个档次。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分层级模型包括基本信息模型和可调节特性模型，所述基本信息模型包含设备层、聚合层和电网层的可调度负荷的信息模型。
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