CN114069700A - 一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，通过区域综合能源调度控制系统连接配网调度自动化系统、需求侧管理平台和电力交易中心，将区域综合能源多类型可调资源聚合起来，实现了包含区域内多种能源形式的能源互联网集成互动，实现了基于能源互联网的区域综合能源调度控制；终端环节统筹考虑包含电能、冷热能、及可再生能源等各类供用能终端的就地接入终端和多类型能源园区，依据不同类型能源在时空特性上的差异，扩大电网终端能源调控空间，将区域综合能源调度控制系统作为实现能源互联网的核心载体。本发明充分利用各类可调资源的互补特性，全面提高区域综合能源调控运行水平。

Description

一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统
技术领域
本发明涉及一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统。
背景技术
近年来，随着社会经济发展，用户侧对各类能源的需求逐渐多样化。传统方式下，对冷热电气等不同类型能源的单独供应及调度，已无法满足用户的多样用能需求。为确保能够为用户提供优质且多样的能源服务，供电企业将从传统单一电力经营发展模式逐步朝着冷热电气等多类型能源经营模式发展，进一步促进现代供电企业长期稳定地发展。
现有技术中，各类能源系统的供需调控仍然独立运行，没有形成多时空尺度的综合能源协调利用模式。“能源互联网”是以电为中心，以坚强智能电网为平台，将先进信息通信技术、控制技术与先进能源技术深度融合应用，支撑能源电力清洁低碳转型、能源综合利用效率优化和多元主体灵活便捷接入，具有清洁低碳、安全可靠、泛在物联、高效互动、智能开放等特征的智慧能源系统。依托能源互联网技术的出现，能源系统逐步拓展为以电能为核心，包含冷热能等多类型能源的综合能源系统。综合能源系统利用多能互联的优势，实现某一个区域内各类能源的高效利用，满足用户侧多种用能需求。因此，提供一种控制系统显得尤为重要。
发明内容
发明目的：为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，包含区域综合能源调度控制系统外部接口模块、区域综合能源调度控制系统应用层、区域综合能源调度控制系统控制层和区域综合能源调度控制系统接入层；
所述区域综合能源调度控制系统外部接口模块与调度自动化系统、需求侧管理平台和电力交易中心相连；
所述区域综合能源调度控制系统应用层用于实现区域综合能源多类型可调资源的技术分析与功能应用；
所述区域综合能源调度控制系统控制层用于实现向区域综合能源多类型可调资源下发调整控制指令；
所述区域综合能源调度控制系统接入层用于实现区域综合能源多类型可调资源的数据接入管理。
所述区域综合能源调度控制系统接入层将区域综合能源多类型可调资源数据发送至区域综合能源调度控制系统应用层后，区域综合能源调度控制系统应用层结合区域综合能源调度控制系统外部接口模块所采集的电网运行系统的业务需求，通过计算分析后将控制指令传输至区域综合能源调度系统控制层。
所述区域综合能源多类型可调资源包含电能终端、冷热能终端、储能终端和多类型能源园区；
其中，所述电能终端，包含电动汽车、可控负荷、光伏电站和风电发电站等电能供给终端和电能消费终端；
所述冷热能资源，包含地源热泵、智能空调负荷、江水源能源站和热电联供等以冷热能为能源形式的消费终端；
所述储能终端，包含用户侧储能、电网侧储能、冰蓄冷和储热罐等存储电能、冷热能的能源存储终端；
所述多类型能源园区，包含智慧用能园区、光储充微电网、工业园区和智能楼宇等含有多种能源供给形式和能源需求形式在内的综合能源园区；
所述电能终端、冷热能终端、储能终端和多类型能源园区能够依托区域综合能源调度控制系统决策参与电网调度控制。
所述区域综合能源调度控制系统外部接口模块，用于实现与调度自动化系统相关联的调度指令、调度执行结果；用于实现与需求侧管理平台相关联的需求响应邀约和确认、需求响应执行与考核；用于实现与电力交易中心相关联的市场注册、市场交易、市场结算。
所述调度指令，用于调度自动化系统在需要利用区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行时下发调度指令；
所述调度执行结果，用于区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行后的控制结果；
所述需求响应邀约和确认，用于需求侧管理平台向区域综合能源调度控制系统下发日前或日内的需求响应邀约，区域综合能源调度控制系统根据可调裕度和响应能力确认邀约响应结果；
所述需求响应执行与考核，用于区域综合能源调度控制系统按照邀约进行响应，并对实际响应结果与邀约响应结果进行对比和考核；
所述市场注册，用于区域综合能源调度控制系统在电力交易中心进行注册；
所述市场交易，用于区域综合能源调度控制系统参与中长期交易、辅助服务市场等；
所述交易结算，用于区域综合能源调度控制系统在履行交易合同后进行收益结算。
所述区域综合能源调度控制系统应用层包括能源服务与分析模块、配网管理与优化模块、电网支撑与联动模块、电力交易辅助决策模块、决策支持与设备监测模块；
所述能源服务与分析模块用于多能预测、有序用电、能效管理和多能互补。
所述多能预测，包含发电预测和综合能源负荷预测，所述发电预测，用于将历史气象及风电、光伏等发电功率数据进行辨识、修正及相似日聚类处理，建立最优发电预测模型，实现短期和长期发电功率预测；所述综合能源负荷预测，用于对内部工业、商业、居民和储能等电、热、气按负荷类型进行分类，对气象信息、厂站基本信息、生产计划等负荷预测相关信息进行分析，通过数字建模手段和科学、可靠的预测方法，对多种能源类型(即内部工业、商业、居民和储能等电、热、气能源)负荷进行日、周、月、年周期预测；
所述有序用电，是利用经济手段和技术手段在负荷高峰时对电动汽车充电、储能充放电等资源进行合理的用电时序安排和规划；
所述能效管理，用于构建反应区域综合能源多类型调节资源输入-输出特性的用户能效评价指标体系，有效评价用户用能损耗和碳排放方面水平，实时分析用户能源利用状况，实现持续的用户管理节能；
所述多能互补，是通过调节区域综合能源多类型可调资源的用电功率，间接实现对冷、热负荷功率的调整，实现在电网负荷高峰时减少用电，实现能源梯级利用，提高能源的综合利用水平；
所述配网管理与优化模块用于主动孤网、协同消纳、分布式波动平抑和电压稳定控制；
所述主动孤网，用于在上级电网线路过载风险时，区域综合能源调度控制系统通过控制电源，实现内部电网供需平衡、稳定运行；当恢复供电安全后，区域综合能源主动同期并网运行；实现配电网供电可靠性与运行灵活度的提升；
所述协同消纳，用于通过实时控制储能的充功率或调节负荷的用电功率，使分布式发电功率等于储能充电功率与负荷用电功率之和，实现可再生能源的就地消纳，降低网损，提高经济效益；
所述分布式波动平抑，用于控制区域内储能单元出力，根据分布式发电预测与负荷预测的结果，弥补分布式发电和负荷实时波动性，减小电网紧急频率波动，满足稳定供电的要求；
所述电压稳定控制，实现在不影响光伏有功出力和储能充放电控制的基础上，调节光伏逆变器和储能PCS(Power Conversion System，变流器)无功功率输出，保障区域内母线电压稳定，依靠光伏逆变器和储能PCS能够连续调节与响应速度快的特点，提高无功补偿精确度和电压稳定水平；
所述电网支撑与联动模块用于应急支撑、填谷需求响应和削峰需求响应；
所述应急支撑是指，当外部大电网发生故障，出现功率缺口时，根据区域综合能源多类型可调资源的可调裕度和响应时间，通过紧急控制储能放电、电动汽车反向充电、削减柔性负荷功率，在要求时间内减少区域内的用电功率或对外进行功率输出，从而为外部电网提供功率支撑；
所述填谷需求响应，用于通过参与需求响应在电网局部电源过剩时实现用电负荷提升，通过分析区域内分布式可再生能源典型日曲线，评估分布式可再生能源发电量正处于高峰时段时，可能导致局部电源过剩，对外部电力供需平衡造成影响；区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计；
所述削峰需求响应，用于通过参与需求响应在电网用电高峰期实现峰值负荷削减，通过分析区域内用电负荷特性，当电网局部负荷过载造成电力供需不平衡时，区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计；
所述电力交易辅助决策模块用于能源交易互动管理、分布式交易和虚拟电厂；
所述能源交易互动管理，用于管理参与电网调度控制的区域综合能源多类型可调资源在中长期电力市场、现货电力市场以及辅助服务市场中的历史交易互动信息。
所述分布式交易，用于接入配电网运行、发电量就近消纳的中小型发电设施与配电网内就近电力用户进行电力交易，光伏电站或风力发电作为独立发电用户，与并网点上级变压器下侧用户进行平台用户注册并签订市场交易合同，双方协商交易价格，进行电力交易结算；
所述虚拟电厂，用于通过聚合区域内分布式资源，对外提交统一报价曲线，作为市场主体向电力交易中心注册，开展电力零售交易，或参与电力批发交易，包括中长期电力市场、现货电力市场以及辅助服务市场，促进资源的优化配置和清洁能源的消纳；
所述决策支持与设备监测模块用于状态估计、多能潮流计算、用能决策服务和多能设备监测；
所述状态估计，利用区域综合能源多类型可调资源的监测数据对电网运行状态进行感知，得到电网运行信息，并通过可疑数据辨识，对两种以上测量类型进行辩识，为多能潮流计算提供基础数据；
所述多能潮流计算，是指基于状态估计结果对配电网和热力网进行功率潮流分析计算，得到在运行参数发生变化情况下系统各处的潮流分布变化情况；
所述用能决策服务，用于面向能源供应方的需求，对区域内的能源储备状态进行评估，根据用户的历史用能数据、负荷类型和大小，提供用能设备新建或改造的容量及选址建议；
所述多能设备监测，用于通过部署采集终端获取多类型能源用户信息，对接入区域综合能源调度控制系统的运行设备进行实时状态监测，为能源运营商进行设备运维和检修提供参考和指导建议。
所述区域综合能源调度控制系统控制层包括设备遥调遥控控制模块和系统信息文件交互控制模块；
所述设备遥调遥控控制模块用于直接对电能终端、储能终端、冷热终端进行调控，包含控制预置与确认和遥调遥控执行确认；
所述控制预置与确认，用于下发控制预置指令信号，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间，并由终端设备确认接受预置信息；
所述遥调遥控执行确认，用于下发遥调或遥控控制指令信号，终端设备接收指令信号后根据预置参数进行响应；
所述系统信息文件交互控制模块用于与多类型能源园区能量管理系统进行文件交互，多类型能源园区响应控制指令并自行调控内部元素，包含控制预置与确认、控制执行与确认、执行结果返回和资源请求与回复；
所述控制预置与确认，用于下发控制预置指令文件，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间，并由多类型能源园区能量管理系统确认接受预置信；
所述控制执行确认，用于下发控制指令文件，多类型能源园区能量管理系统接收指令信号后根据预置参数进行响应；
所述执行结果返回，用于多类型能源园区能量管理系统返回执行结果，执行结果包括实际调节量、实际调节持续时间和实际响应到位时间；
所述资源请求与回复，用于通过文件形式向多类型能源园区能量管理系统请求调节资源，多类型能源园区能量管理系统根据实时运行情况回复请求。
所述区域综合能源调度控制系统接入层包含可调资源数据接入管理模块；
所述可调资源数据接入管理模块，用于对区域综合能源多类型可调资源运行数据进行接入和管理，包括多能数据采集、多能数据异常检测、多能数据存储和多能数据统计；
所述多能数据采集，用于采集区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区实时运行数据；
所述多能数据异常检测，用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区的监测数据中平均误差大于阈值(一般为10％)的异常数据进行剔除，并将剔除后的结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层；
所述多能数据存储，用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据进行数据压缩和存储，并将存储结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层；
所述多能数据统计，用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区的用电量数据按照日、周、月、年进行统计，并将统计结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层。
与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：
1、本发明提供的一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，通过区域综合能源调度控制系统连接调度自动化系统、需求侧管理平台和电力交易中心，将区域综合能源多类型可调资源聚合起来，实现了包含区域内多种能源形式的能源互联网集成互动，实现了基于能源互联网的区域综合能源调度控制；
2、本发明提供的一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，终端环节统筹考虑包含电能、冷热能、及可再生能源等各类供用能终端的就地接入终端和多类型能源园区，依据不同类型能源在时空特性上的差异，扩大电网终端能源调控空间，将区域综合能源调度控制系统作为实现能源互联网的核心载体。
3、本发明提供的一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，围绕能源互联网分析和应用，构建区域综合能源调度控制架构，充分利用各类可调资源的互补特性，全面提高区域综合能源调控运行水平。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是本发明实施例中一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统结构图；
图2是本发明实施例中能源服务与分析模块示意图；
图3是本发明实时例中配网管理与优化模块示意图；
图4是本发明实施例中电网支撑与联动模块示意图；
图5是本发明实施例中电力交易辅助决策模块示意图；
图6是本发明实施例中决策支持与设备监测模块示意图；
图7是本发明实施例中设备遥调遥控控制模块示意图；
图8是本发明实施例中系统信息文件交互控制模块示意图；
图9是本发明实施例中可调资源数据接入管理模块示意图；
图10是本发明实施例中区域综合能源调度控制系统外部接口模块示意图。
具体实施方式
本发明提出一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，所述系统包含区域综合能源调度控制系统外部接口模块、区域综合能源调度控制系统应用层、区域综合能源调度控制系统控制层和区域综合能源调度控制系统接入层。所述区域综合能源调度控制系统外部接口模块与调度自动化系统、需求侧管理平台和电力交易中心相连；所述区域综合能源调度控制系统应用层，包含能源服务与分析模块、配网管理与优化模块、电网支撑与联动模块、电力交易辅助决策模块、决策支持与设备监测模块；所述区域综合能源调度控制系统控制层，包含设备遥调遥控控制模块、系统信息文件交互控制模块；所述区域综合能源调度控制系统接入层，包含可调资源数据接入管理模块。
所述区域综合能源调度控制系统外部接口模块，实现区域综合能源调度控制系统与电网生产型业务系统的交互；所述区域综合能源调度控制系统应用层，实现区域综合能源多类型可调资源的技术分析与功能应用；所述区域综合能源调度控制系统控制层，实现向区域综合能源多类型可调资源下发调整控制指令；所述区域综合能源调度控制系统接入层，实现区域综合能源多类型可调资源的数据接入管理；所述区域综合能源多类型可调资源，包含电能终端、冷热能终端、储能终端和多类型能源园区。其中，所述电能终端，包含电动汽车、可控负荷、光伏电站和风电发电站等电能供给终端和电能消费终端；所述冷热能资源，包含地源热泵、智能空调负荷、江水源能源站和热电联供等以冷热能为能源形式的消费终端；所述储能终端，包含用户侧储能、电网侧储能、冰蓄冷和储热罐等存储电能、冷热能的能源存储终端；所述多类型能源园区，包含智慧用能园区、光储充微电网、工业园区和智能楼宇等含有多种能源供给形式和能源需求形式在内的综合能源园区。所述电能终端、冷热能终端、储能终端和多类型能源园区可通过区域综合能源调度控制系统决策进行能源转换和能源互补。
优选的，所述能源服务与分析模块包括多能预测、有序用电、能效管理和多能互补。
所述多能预测，包含发电预测和负荷预测。所述发电预测，用于将历史气象及风电、光伏等发电功率数据进行辨识、修正及相似日聚类等处理，建立最优发电预测模型，实现短期和长期发电功率预测；所述负荷预测，用于对内部工业、商业、居民和储能等电、热、气按负荷类型进行分类，对气象信息、厂站基本信息、生产计划等负荷预测相关信息进行分析，通过数字建模手段和科学、可靠的预测方法，对负荷进行日、周、月、年等周期性预测。
所述有序用电，用于通过预测区域内典型日曲线，利用经济手段和技术手段在负荷高峰时对电动汽车充电、储能充放电等灵活可控资源进行合理的用电时序安排和规划，保障并网点用电平稳并实现错峰避峰用电，同时确保不影响用户的正常用电生活。
所述能效管理，用于构建反映区域综合能源多类型调节资源输入-输出特性的用户能效评价指标体系，有效评价用户用能和碳排放水平，实时分析用户能源利用状况，实现持续的用户管理节能。
所述多能互补，通过调节区域综合能源多类型可调资源的用电功率，间接实现对冷、热负荷功率的调整，实现在电网负荷高峰时减少用电，提高用冷或用热。
优选的，所述配网管理与优化模块，包含主动孤网、协同消纳、分布式波动平抑和电压稳定控制。
所述主动孤网，用于在外部电网供电存在风险时，区域综合能源通过调控内部电源，可主动脱离大电网进行自治，实现内部电网供需平衡、稳定运行。当外部电网供电风险消除时，区域综合能源主动同期并网运行，实现配电网供电可靠性与运行灵活度的提升。
所述协同消纳，用于通过实时控制储能的充功率或调节负荷的用电功率，使分布式发电功率等于储能充电功率与负荷用电功率之和，实现可再生能源的就地消纳，降低网损，提高经济效益；
所述分布式波动平抑，用于控制区域内储能单元出力，根据分布式发电预测与负荷预测的结果，弥补分布式发电和负荷实时波动性，减小电网紧急频率波动，满足稳定供电的要求。
所述电压稳定控制，实现在不影响光伏有功出力和储能系统充放电控制的基础上，调节光伏逆变器和储能PCS无功功率输出，保障区域内母线电压稳定，依靠光伏逆变器和储能PCS可连续调节与响应速度快的特点，提高无功补偿精确度和电压稳定水平。
优选的，所述电网支撑与联动模块，包含应急支撑、填谷需求响应和削峰需求响应。
所述应急支撑，当外部大电网发生故障，出现功率缺口时，根据区域综合能源多类型可调资源的可调裕度和响应时间，通过紧急控制储能放电、电动汽车反向充电、削减柔性负荷功率，在要求时间内快速减少区域内的用电功率或对外进行功率输出，从而为外部电网提供功率支撑。
所述填谷需求响应，用于通过参与需求响应在电网局部电源过剩时实现用电负荷提升，通过分析区域内分布式可再生能源典型日曲线，评估分布式可再生能源发电量正处于高峰时段时，可能导致局部电源过剩，对外部电力供需平衡造成影响。区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计。
所述削峰需求响应，用于通过参与需求响应在电网用电高峰期实现峰值负荷削减，通过分析区域内用电负荷特性，当电网局部负荷过载造成电力供需不平衡时，区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计。
优选的，所述电力交易辅助决策模块，包含能源交易互动管理、分布式交易和虚拟电厂。
所述能源交易互动管理，用于管理参与电网调度控制的区域综合能源多类型可调资源在中长期电力市场、现货电力市场以及辅助服务市场中的历史交易互动信息。。
所述分布式交易，用于接入配电网运行、发电量就近消纳的中小型发电设施与配电网内就近电力用户进行电力交易，光伏电站或风力发电作为独立发电用户，与并网点上级变压器下侧用户进行平台用户注册并签订市场交易合同，双方协商交易价格，进行电力交易结算。
所述虚拟电厂，用于通过聚合区域内分布式资源，对外提交统一报价曲线，作为市场主体向电力交易中心注册，开展电力零售交易，或参与电力批发交易，包括中长期电力市场、现货电力市场以及辅助服务市场。
优选的，所述决策支持与设备监测模块，包含状态估计、多能潮流计算、用能决策服务和多能设备监测。
所述状态估计，用于充分利用区域综合能源多类型可调资源的监测数据对电网运行状态进行感知，进而得到准确的电网运行信息，并通过可疑数据辨识对数据完成辨识，处理多种测量类型如电压、电流、功率、功率因数等，为潮流计算提供可靠的基础数据。
所述多能潮流计算，用于基于状态估计结果，通过对配电网和热力网进行功率潮流分析计算，得到在运行参数发生变化情况下系统各处的潮流分布变化情况。
所述用能决策服务，用于面向能源供应方的需求，对区域内的能源储备状态进行评估，根据用户的历史用能数据、负荷类型和大小，提供用能设备新建或改造的容量及选址建议。
所述多能设备监测，用于通过部署采集终端获取多类型能源用户信息，对接入区域综合能源调度控制系统的运行设备进行实时状态监测，为能源运营商进行设备运维和检修提供参考和指导建议。
优选的，所述设备遥调遥控控制模块用于直接对电能终端、储能终端、冷热终端进行调控，包含控制预置与确认和遥调遥控执行确认。
所述控制预置与确认，用于下发控制预置指令信号，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间等参数，并由终端设备确认接受预置信息。
所述遥调遥控执行确认，用于下发遥调或遥控控制指令信号，终端设备接收指令信号后根据预置参数进行响应。
优选的，所述系统信息文件交互控制模块用于与多类型能源园区能量管理系统进行文件交互，多类型能源园区响应控制指令并自行调控内部元素，包含控制预置与确认、控制执行与确认、执行结果返回和资源请求与回复。
所述控制预置与确认，用于下发控制预置指令文件，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间等参数，并由多类型能源园区能量管理系统确认接受预置信息。
所述控制执行确认，用于下发控制指令文件，多类型能源园区能量管理系统接收指令信号后根据预置参数进行响应。
所述执行结果返回，用于多类型能源园区能量管理系统返回执行结果，包括实际调节量、实际调节持续时间和实际响应到位时间等参数。
所述资源请求与回复，用于通过文件形式向多类型能源园区能量管理系统请求调节资源，多类型能源园区能量管理系统根据实时运行情况回复请求。
优选的，所述可调资源数据接入管理模块，用于对区域综合能源多类型可调资源运行数据进行接入和管理，包括多能数据采集、多能数据异常检测、多能数据存储和多能数据统计。
所述多能数据采集，用于采集所述区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区实时运行数据。
所述多能数据统计，用于将所述区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的用电量数据按照日、周、月、年进行统计，并将统计结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层。
所述多能数据异常检测，用于将所述区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据进行准确性分析和异常性数据剔除，并将统计结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层。
所述多能数据存储，用于将所述区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据进行数据压缩和存储，并将存储结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层。
优选的，所述区域综合能源调度控制系统外部接口模块，包含与调度自动化系统相关联的调度指令、调度执行结果；包含与需求侧管理平台相关联的需求响应邀约和确认、需求响应执行与考核；包含与电力交易中心相关联的市场注册、市场交易、市场结算。
所述调度指令，用于调度自动化系统在需要利用区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行时下发调度指令；所述调度执行结果，用于区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行后的详细控制结果。
所述需求响应邀约和确认，用于需求侧管理平台向区域综合能源调度控制系统下发日前或日内的需求响应邀约，区域综合能源调度控制系统根据可调裕度和响应能力进行确认；所述需求响应执行与考核，用于区域综合能源调度控制系统按照邀约进行响应，并对实际响应结果进行偏差考核。
所述市场注册，用于区域综合能源调度控制系统在电力交易中心进行注册；所述市场交易，用于区域综合能源调度控制系统参与中长期交易、辅助服务市场等；所述交易结算，用于区域综合能源调度控制系统在履行交易合同后进行收益结算。
实施例
图1示出了本实施例中的一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统结构图；
本发明的区域综合能源调度控制系统包括区域综合能源调度控制系统外部接口模块、区域综合能源调度控制系统应用层、区域综合能源调度控制系统控制层和区域综合能源调度控制系统接入层。
区域综合能源调度控制系统外部接口模块与调度自动化系统、需求侧管理平台和电力交易中心相连；区域综合能源调度控制系统控制层和区域综合能源调度控制系统接入层与区域综合能源多类型可调资源相连；区域综合能源多类型可调资源，包含电能终端、冷热能终端、储能终端和多类型能源园区。
图2示出了本发明实施例中能源服务与分析模块，包括多能预测、有序用电、能效管理和多能互补；
多能预测包含发电预测和负荷预测。发电预测用于将历史气象及风电、光伏等发电功率数据进行辨识、修正及相似日聚类等处理，建立最优发电预测模型，实现短期和长期发电功率预测；负荷预测用于对内部工业、商业、居民和储能等电、热、气按负荷类型进行分类，对气象信息、厂站基本信息、生产计划等负荷预测相关信息进行分析，通过数字建模手段和科学、可靠的预测方法，对负荷进行日、周、月、年等周期性预测。
有序用电是利用经济手段和技术手段在负荷高峰时对电动汽车充电、储能充放电等资源进行合理的用电时序安排和规划。
能效管理用于构建反映区域综合能源多类型调节资源输入-输出特性的用户能效评价指标体系，有效评价用户用能损耗和碳排放方面水平，实时分析用户能源利用状况，实现持续的用户管理节能。
多能互补通过围绕区域能源供应，通过调节区域综合能源多类型可调资源的用电功率，间接实现对冷、热负荷功率的调整，实现在电网负荷高峰时减少用电，提高用冷或用热。
图3示出了本发明实施例中配网管理与优化模块，包含主动孤网、协同消纳、分布式波动平抑和电压稳定控制。
主动孤网用于在上级电网线路过载风险时，区域综合能源调度控制系统通过控制内部电源，实现内部电网供需平衡、稳定运行。当恢复供电安全后，区域综合能源主动同期并网运行。
协同消纳用于将多种类型能源的源网荷储深度融合，通过能源协同控制及能量梯级利用，促进可再生能源的消纳，实现能源的清洁高效供给，依靠多类型能源在时空上的调节潜力，最大化消纳供电区域的分布式电源，实现可再生能源的就地消纳，降低网损，提高经济效益。
分布式波动平抑用于科学调度区域内储能单元出力，根据分布式发电预测与负荷预测的结果，弥补分布式发电和负荷实时波动性，使整个源荷储汇集点潮流稳定在一定的范围内，减小有功波动引起的电网频率波动，满足稳定供电的要求。
电压稳定控制实现在不影响光伏有功出力和储能系统充放电控制的基础上，调节光伏逆变器和储能PCS无功功率输出，保障区域内母线电压稳定，依靠光伏逆变器和储能PCS可连续调节与响应速度快的特点，提高无功补偿精确度和电压稳定水平，减少传统的静态无功补偿设备投切次数，减小配置容量，提高电网运行经济性。
图4示出了本发明实施例中电网支撑与联动模块，包含应急支撑、填谷需求响应和削峰需求响应。
应急支撑用于当外部大电网发生故障，出现功率缺口时，根据区域综合能源多类型可调资源的可调裕度和响应时间，通过紧急控制储能放电、电动汽车反向充电、削减柔性负荷功率，在要求时间内快速减少区域内的用电功率或对外进行功率输出，从而为外部电网提供功率支撑。
填谷需求响应用于通过参与需求响应在电网局部电源过剩时实现用电负荷提升，通过分析区域内分布式可再生能源典型日曲线，评估分布式可再生能源发电量正处于高峰时段时，可能导致局部电源过剩，对外部电力供需平衡造成一定影响。区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计。
削峰需求响应用于通过参与需求响应在电网用电高峰期实现峰值负荷削减，通过分析区域内用电负荷特性，当电网局部负荷过载造成电力供需不平衡时，区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计。
图5示出了本发明实施例中电力交易辅助决策模块，包含能源交易互动管理、分布式交易和虚拟电厂。
能源交易互动管理用于整合各种源网荷储资源，实时获取用户的用能行为，开展市场化的需求交互或参与外部电网的响应互动，同时根据不同用户的用能属性进行定制化的模式场景设定。
分布式交易用于接入配电网运行、发电量就近消纳的中小型发电设施与配电网内就近电力用户进行电力交易，光伏电站或风力发电作为独立发电用户，与并网点上级变压器下侧用户进行平台用户注册并签订市场交易合同，双方协商交易价格，进行电力交易结算。
虚拟电厂用于通过聚合区域内分布式资源，对外提交统一报价曲线，作为市场主体向电力交易中心注册，开展电力零售交易，或参与电力批发交易，包括中长期电力市场、现货电力市场以及辅助服务市场，促进资源的优化配置和清洁能源的消纳。
图6示出了本发明实施例中决策支持与设备监测模块，包含状态估计、多能潮流计算、用能决策服务和多能设备监测。
状态估计用于充分利用多种数据对电网运行状态进行感知，进而得到准确的电网运行信息，并通过可疑数据辨识对数据完成辨识，处理多种测量类型如电压、电流、功率、功率因数等，为潮流计算提供可靠的基础数据。
多能潮流计算用于建立多类型能源的潮流计算模型。基于状态估计结果，实现系统潮流分布情况的分析计算，以及在运行参数发生变化情况下系统各处的潮流分布变化情况。
用能决策服务用于面向能源供应方的需求，对区域内的能源储备状态进行评估，根据用户的历史用能数据、负荷类型和大小，通过互联网运营手段构建在线辅助系统为客户提供用能决策支持，并提供设备新建和改造建议。
多能设备监测用于通过部署采集终端获取多类型能源用户信息，对接入区域综合能源调度控制系统的运行设备进行实时状态监测，为能源运营商进行设备运维和检修提供参考和指导建议。
图7示出了本发明实施例中设备遥调遥控控制模块，用于直接对终端设备进行调控，包含控制预置与确认和遥调遥控执行确认。
控制预置与确认用于下发控制预置指令信号，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间等参数，并由终端设备确认接受预置信息。
遥调遥控执行确认用于下发遥调或遥控控制指令信号，终端设备接收指令信号后根据预置参数进行响应。
图8示出了本发明实施例中系统信息文件交互控制模块，用于与多类型能源园区能量管理系统进行文件交互，多类型能源园区响应控制指令并自行调控内部元素，包含控制预置与确认、控制执行与确认、执行结果返回和资源请求与回复。
控制预置与确认用于下发控制预置指令文件，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间等参数，并由能量管理系统确认接受预置信息。
控制执行确认用于下发控制指令文件，能量管理系统接收指令信号后根据预置参数进行响应。
执行结果返回用于能量管理系统返回执行结果，包括实际调节量、实际调节持续时间和实际响应到位时间等参数。
资源请求与回复用于通过文件形式向能量管理系统请求调节资源，第三方系统根据实时运行情况回复请求。
图9示出了本发明实施例中可调资源数据接入管理模块，用于对区域综合能源多类型可调资源运行数据进行接入和管理，包括多能数据采集、多能数据异常检测、多能数据存储和多能数据统计。
多能数据采集用于采集区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据。
多能数据统计用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据进行统计，并将统计结果上传至区域综合能源调度控制系统应用层。
多能数据异常检测用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据进行准确性分析和异常性数据剔除，并将统计结果上传至综合能源调度控制系统应用层。
多能数据存储，用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据进行数据压缩和存储，并将存储结果上传至区域综合能源调度控制系统应用层。
图10示出了本发明实施例中区域综合能源调度控制系统外部接口模块，包含与调度自动化系统相关联的调度指令、调度执行结果；包含与需求侧管理平台相关联的需求响应邀约和确认、需求响应执行与考核；包含与电力交易中心相关联的市场注册、市场交易、市场结算。
调度指令用于调度自动化系统在需要利用区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行时下发调度指令；调度执行结果用于区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行后的详细控制结果。
需求响应邀约和确认用于需求侧管理平台向区域综合能源调度控制系统下发日前或日内的需求响应邀约，区域综合能源调度控制系统根据可调裕度和响应能力进行确认；需求响应执行与考核用于区域综合能源调度控制系统按照邀约进行响应，并对实际响应结果进行偏差考核。
市场注册用于区域综合能源调度控制系统在电力交易中心进行注册；市场交易用于区域综合能源调度控制系统参与中长期交易、辅助服务市场等；交易结算用于区域综合能源调度控制系统在履行交易合同后进行收益结算。
本发明提供了一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种基于能源互联网的区域综合能源调度控制系统，其特征在于，包含区域综合能源调度控制系统外部接口模块、区域综合能源调度控制系统应用层、区域综合能源调度控制系统控制层和区域综合能源调度控制系统接入层；
所述区域综合能源调度控制系统外部接口模块用于与调度自动化系统、需求侧管理平台和电力交易中心进行交互；
所述区域综合能源调度控制系统应用层用于实现区域综合能源多类型可调资源的技术分析与功能应用；
所述区域综合能源调度控制系统控制层用于实现向区域综合能源多类型可调资源下发调整控制指令；
所述区域综合能源调度控制系统接入层用于实现区域综合能源多类型可调资源的数据接入管理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述区域综合能源调度控制系统接入层将区域综合能源多类型可调资源数据发送至区域综合能源调度控制系统应用层后，区域综合能源调度控制系统应用层结合区域综合能源调度控制系统外部接口模块所采集的电网运行系统的业务需求，通过计算分析后将控制指令传输至区域综合能源调度系统控制层。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述区域综合能源多类型可调资源包含电能终端、冷热能终端、储能终端和多类型能源园区；
其中，所述电能终端，包含电能供给终端和电能消费终端；
所述冷热能资源，包含以冷热能为能源形式的消费终端；
所述储能终端，包含存储电能、冷热能的能源存储终端；
所述多类型能源园区，包含含有多种能源供给形式和能源需求形式在内的综合能源园区；
所述电能终端、冷热能终端、储能终端和多类型能源园区能够依托区域综合能源调度控制系统决策参与电网调度控制。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述区域综合能源调度控制系统外部接口模块，用于实现与调度自动化系统相关联的调度指令、调度执行结果；用于实现与需求侧管理平台相关联的需求响应邀约和确认、需求响应执行与考核；用于实现与电力交易中心相关联的市场注册、市场交易、市场结算。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述调度指令，用于调度自动化系统在需要利用区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行时下发调度指令；
所述调度执行结果，用于区域综合能源多类型可调资源支撑电网运行后的控制结果；
所述需求响应邀约和确认，用于需求侧管理平台向区域综合能源调度控制系统下发日前或日内的需求响应邀约，区域综合能源调度控制系统根据可调裕度和响应能力确认邀约响应结果；
所述需求响应执行与考核，用于区域综合能源调度控制系统按照邀约进行响应，并对实际响应结果与邀约响应结果进行对比和考核；
所述市场注册，用于区域综合能源调度控制系统在电力交易中心进行注册；
所述市场交易，用于区域综合能源调度控制系统参与中长期交易、辅助服务市场等；
所述交易结算，用于区域综合能源调度控制系统在履行交易合同后进行收益结算。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述区域综合能源调度控制系统应用层包括能源服务与分析模块、配网管理与优化模块、电网支撑与联动模块、电力交易辅助决策模块、决策支持与设备监测模块；
所述能源服务与分析模块用于多能预测、有序用电、能效管理和多能互补。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多能预测，包含发电预测和综合能源负荷预测，所述发电预测，用于实现短期和长期发电功率预测，支撑电源调度；所述综合能源负荷预测，用于对多种能源类型负荷进行日、周、月、年周期预测；
所述有序用电，指在负荷高峰时对电动汽车充电、储能充放电资源进行合理的用电时序安排和规划；
所述能效管理，用于构建反应区域综合能源多类型调节资源输入和输出特性的用户能效评价指标体系，有效评价用户用能损耗和碳排放方面水平，实时分析用户能源利用状况，实现持续的用户管理节能；
所述多能互补，是通过调节区域综合能源多类型可调资源的用电功率，间接实现对冷、热负荷功率的调整；
所述配网管理与优化模块用于主动孤网、协同消纳、分布式波动平抑和电压稳定控制；
所述主动孤网，用于在上级电网线路过载风险时，区域综合能源调度控制系统通过控制电源，实现内部电网供需平衡、稳定运行；当恢复供电安全后，区域综合能源主动同期并网运行；
所述协同消纳，用于通过实时控制储能的充功率或调节负荷的用电功率，使分布式发电功率等于储能充电功率与负荷用电功率之和；
所述分布式波动平抑，用于控制区域内储能单元出力，根据分布式发电预测与负荷预测的结果，弥补分布式发电和负荷实时波动性；
所述电压稳定控制，实现在不影响光伏有功出力和储能充放电控制的基础上，调节光伏逆变器和储能PCS无功功率输出，保障区域内母线电压稳定；
所述电网支撑与联动模块用于应急支撑、填谷需求响应和削峰需求响应；
所述应急支撑是指，当外部大电网发生故障，出现功率缺口时，根据区域综合能源多类型可调资源的可调裕度和响应时间，通过紧急控制储能放电、电动汽车反向充电、削减柔性负荷功率，在要求时间内减少区域内的用电功率或对外进行功率输出，从而为外部电网提供功率支撑；
所述填谷需求响应，用于通过参与需求响应在电网局部电源过剩时实现用电负荷提升，通过分析区域内分布式可再生能源典型日曲线，评估分布式可再生能源发电量正处于高峰时段时，可能导致局部电源过剩，对外部电力供需平衡造成影响；区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计；
所述削峰需求响应，用于通过参与需求响应在电网用电高峰期实现峰值负荷削减，通过分析区域内用电负荷特性，当电网局部负荷过载造成电力供需不平衡时，区域综合能源调度控制系统收到需求侧管理平台响应中心的响应邀约，后台回复确认响应信息及响应容量，按期进行响应执行和响应收益统计；
所述电力交易辅助决策模块用于能源交易互动管理、分布式交易和虚拟电厂；
所述能源交易互动管理，用于管理参与电网调度控制的区域综合能源多类型可调资源在中长期电力市场、现货电力市场以及辅助服务市场中的历史交易互动信息；
所述分布式交易，用于接入配电网运行、发电量就近消纳的中小型发电设施与配电网内就近电力用户进行电力交易，光伏电站或风力发电作为独立发电用户，与并网点上级变压器下侧用户进行平台用户注册并签订市场交易合同，双方协商交易价格，进行电力交易结算；
所述虚拟电厂，用于通过聚合区域内分布式资源，对外提交统一报价曲线，作为市场主体向电力交易中心注册，开展电力零售交易，或参与电力批发交易，包括中长期电力市场、现货电力市场以及辅助服务市场；
所述决策支持与设备监测模块用于状态估计、多能潮流计算、用能决策服务和多能设备监测；
所述状态估计，利用区域综合能源多类型可调资源的监测数据对电网运行状态进行感知，得到电网运行信息，并通过可疑数据辨识，对两种以上测量类型进行辩识，为多能潮流计算提供基础数据；
所述多能潮流计算，是指基于状态估计结果对配电网和热力网进行功率潮流分析计算，得到在运行参数发生变化情况下系统各处的潮流分布变化情况；
所述用能决策服务，用于面向能源供应方的需求，对区域内的能源储备状态进行评估，根据用户的历史用能数据、负荷类型和大小，提供用能设备新建或改造的容量及选址建议；
所述多能设备监测，用于通过部署采集终端获取多类型能源用户信息，对接入区域综合能源调度控制系统的运行设备进行实时状态监测，为能源运营商进行设备运维和检修提供参考和指导建议。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述区域综合能源调度控制系统控制层包括设备遥调遥控控制模块和系统信息文件交互控制模块；
所述设备遥调遥控控制模块用于直接对电能终端、储能终端、冷热终端进行调控，包含控制预置与确认和遥调遥控执行确认；
所述控制预置与确认，用于下发控制预置指令信号，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间，并由终端设备确认接受预置信息；
所述遥调遥控执行确认，用于下发遥调或遥控控制指令信号，终端设备接收指令信号后根据预置参数进行响应；
所述系统信息文件交互控制模块用于与多类型能源园区能量管理系统进行文件交互，多类型能源园区响应控制指令并自行调控内部元素，包含控制预置与确认、控制执行与确认、执行结果返回和资源请求与回复；
所述控制预置与确认，用于下发控制预置指令文件，包括预置控制调节量、调节持续时间和响应到位时间，并由多类型能源园区能量管理系统确认接受预置信；
所述控制执行确认，用于下发控制指令文件，多类型能源园区能量管理系统接收指令信号后根据预置参数进行响应；
所述执行结果返回，用于多类型能源园区能量管理系统返回执行结果，执行结果包括实际调节量、实际调节持续时间和实际响应到位时间；
所述资源请求与回复，用于通过文件形式向多类型能源园区能量管理系统请求调节资源，第三方系统根据实时运行情况回复请求。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述区域综合能源调度控制系统接入层包含可调资源数据接入管理模块；
所述可调资源数据接入管理模块，用于对区域综合能源多类型可调资源运行数据进行接入和管理，包括多能数据采集、多能数据异常检测、多能数据存储和多能数据统计。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多能数据采集，用于采集区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区实时运行数据；
所述多能数据异常检测，用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区的监测数据中平均误差大于阈值的异常数据进行剔除，并将剔除后的结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层；
所述多能数据存储，用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区内元素的各项运行数据进行数据压缩和存储，并将存储结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层；
所述多能数据统计，用于将区域综合能源多类型可调资源的电能、冷热能、储能和多类型能源园区的用电量数据按照日、周、月、年进行统计，并将统计结果上传至所述区域综合能源调度控制系统应用层。
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