CN115333230A - 一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统 - Google Patents

一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115333230A
CN115333230A CN202210720298.8A CN202210720298A CN115333230A CN 115333230 A CN115333230 A CN 115333230A CN 202210720298 A CN202210720298 A CN 202210720298A CN 115333230 A CN115333230 A CN 115333230A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
load
power generation
energy storage
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210720298.8A
Other languages
English (en)
Inventor
郑莹
李世民
杨爱国
郑庆天
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoning Technical University
Original Assignee
Liaoning Technical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning Technical University filed Critical Liaoning Technical University
Priority to CN202210720298.8A priority Critical patent/CN115333230A/zh
Publication of CN115333230A publication Critical patent/CN115333230A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J15/00—Systems for storing electric energy
    • H02J15/008—Systems for storing electric energy using hydrogen as energy vector
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/10—The dispersed energy generation being of fossil origin, e.g. diesel generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/40—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • H02J2310/60—Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/62—The condition being non-electrical, e.g. temperature
    • H02J2310/64—The condition being economic, e.g. tariff based load management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及能源微电网数字化领域，特别涉及一种基于数字孪生技术多能源利用微电网的需求侧控制系统。包括：发电端、储能端、负荷端、数字孪生平台，发电端是以清洁能源为主的发电设备和以实现调峰作用的应急发电设备，承担微电网的能源供给；储能端包括短时储存多余电能和调度计划需要的储能任务，实现能源供给与消纳的动态平衡；负荷端通过控制系统实现负荷运行状况寿命等参数的预测和决策；数字孪生平台通过对微电网虚实映射，各模块协作远程操控获取能源传输状况，监测和控制发电、储能、负荷间的能量电力传输，解决供给与消纳中的调度计划、储能问题、用户舒适度、供电经济性和稳定性等需求，实现优化调度与控制，保证负荷安全可靠运行。

Description

一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统
技术领域
本发明涉及能源微电网数字化领域，特别涉及一种基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统。
背景技术
随着全球能源需求的增多，全球能源出现紧张与短缺。基于传统大电网实现电力能源传输的渠道存在功耗大、成本高、安全可靠性差等突出问题，传统大电网在电力能源传输过程中向智能化方向发展已经成为主流趋势。而在这一发展演进过程中，微电网以其灵巧便捷、低成本运营、安全可控等优点，逐渐成为有效解决传统大电网上述问题的便捷方案。
微电网能够整合以清洁能源为主的多种分布式能源，能够实现联网模式和孤岛模式运行，解决能源危机和能源优化调度等技术问题。但目前微电网的运营过程中因技术限制在供能侧、储能侧、负荷侧等方面还存在一些问题有待改进。这些问题如供能侧清洁能源与燃料为主能源的合理调动问题、储能侧储能效率与经济安全性优化、负荷侧多种形式负载的不确定性用能需求及用户用能的舒适度等。
目前，传统微电网可实现清洁能源与大电网及负荷侧的综合调度，但随着新技术的创新、负荷侧负荷种类的增多以及用能的不确定性，需要对需求侧微电网进行分类管理，同时考虑对能源的优化控制和用户舒适度、储能调度的需求，当前的微电网调度在满足基本能源电力供需下，仍有一些实际性优化控制问题需要进一步改进。有鉴于此，为优化能源配置和需求侧用能的多样调控，本发明提出了一种基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统。
发明内容
本发明的目的在于解决能源配置和需求侧用能的多样调控优化的技术问题，提供一种基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统，其技术改进目标是实现微电网清洁能源供给与消纳平衡；实现能源调度的经济性、可靠性和灵活性；实现负荷侧负载的寿命预测；兼顾用户用能需求情况实现微电网的更加优化调度分配和使用。
具体来讲，在基于微电网的架构下，利用数字孪生技术的虚实映射，对供电侧和需求侧两端进行能源传输和监测分析。其中，在储能侧加入氢能储能装置扩大储能容量和供能补给效率，提高燃料储能或电力储能应对负荷侧的多种需求。在负荷侧将复杂多样的负荷进行分类管理，监测充电类负荷的运行状况，保证充电过程安全可靠。对多种负荷进行寿命预测，通过数字孪生实现能源传输展示、监测分析和预测从而调整能源决策，实现微电网供能或供电稳定可靠、经济高效、安全灵活的技术目标。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供了一种基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统。
本发明控制系统构成包括：能源发电端、储能端、数字孪生平台、负荷端；所述数字孪生平台分别与发电端、储能端、负荷端相互连接；所述发电端与储能端连接；所述储能端与负荷端连接；所述发电端还与负荷端连接。
本发明所述发电端包括光伏发电板、风力发电机组、柴油发电机等其它发电设备。
本发明所述储能端包括蓄电池储能装置、氢能储能装置及其它储能装置。
本发明所述负荷端包括固定负荷和不固定负荷以及其它类型负荷。依据负荷特性及负荷功率将负荷进行等级划分，负荷特性具体依据负荷情况决定，负荷功率
Figure 124141DEST_PATH_IMAGE001
划分阈值边界包括X 0、X 1、X 2，且0<X 0<X 1<X 2，阈值等级如下：
当0<
Figure 216731DEST_PATH_IMAGE001
<X 0时，将该类负荷划分为一种负荷；
当X 0≤
Figure 938961DEST_PATH_IMAGE001
<X 1时，将该类负荷划分为二种负荷；
当X 1≤
Figure 775199DEST_PATH_IMAGE001
<X 2时，将该类负荷划分为三种负荷；
当
Figure 640387DEST_PATH_IMAGE001
≥X 2时，将该类负荷划分为四种负荷。
优选的，所述负荷端根据负荷等级划分将微电网电力传输线路分为四种线路供电或供能保证系统。根据其负荷端用电或用能需求，合理优化调配发电端及储能端电力或能源资源。
优选的，所述负荷端根据以上负荷等级划分将负荷进行分类管理的同时，还需根据峰平谷时段需求侧用电情况进行供电侧供能调度。
优选的，当微电网需求侧用电处于平谷时段时，在以上调度等级基础之上，增加备用电源和应急储能装置，保证正常时段用电的可靠性和异常波动的自我恢复。
优选的，当微电网需求侧用电处于高峰时段时，除增加以上的备用应急措施外，还将实时控制微电网与大电网之间的电力转换，保证高峰时段用电负荷量大、负荷过载等情况的用电剧增，控制微电网供需动态平衡。
本发明所述数字孪生平台包括信号采集模块、监测分析模块、负荷寿命预测模块。
优选的，所述信号采集模块包括光伏发电采集模块、风力发电采集模块、柴油发电机采集模块、储能系统采集模块及其它能量采集模块。
优选的，所述信号采集模块采集上述模块的电压、电流、功率及流量信息。
本发明所述监测分析模块中的监测模块包括供能行为监测、储能行为监测和用能行为监测。
所述监测分析模块中的分析模块包括供给侧供能分析、用能侧负荷预测、能量质量分析、余能上网和充电负荷状态跟踪。
优选的，所述供给侧供能分析模块具体对日供能和用供能情况进行分析汇总，所述用能侧负荷预测模块具体对日用能和月用能情况进行分析汇总。
优选的，所述分析模块还包括能源质量分析模块，所述能源质量分析模块用于对不同能源种类供给的稳定性、量度大小的分析，便于对所需能源的准确供给和优化利用。
优选的，所述分析模块还包括余能上网模块，所述余能上网模块用于对地区内无法大量储存的能源的及时转换和远程输送，同时降低能源传输的损耗问题。
优选的，所述分析模块还包括充电负荷状态跟踪模块通过，对用户侧充电类负荷充电情况进行跟踪、监控充电线路电流情况以判断负荷充电是否完成、进而控制线路供电情况，保证供电可靠的同时，保护充电设备寿命和安全，同时，提高用户用电经济性指标。
本发明所述负荷寿命预测模块包括固定负荷寿命预测和不确定负荷寿命预测。
本发明通过对发电侧发电设备的发电情况和需求侧用电负荷设备的用能或用电情况的监测和分析；对储能系统增设氢气储能装置，满足能源多样性补充和供能供电稳定性；同时对需求侧用电负荷进行分类管理和用电寿命预测以及对充电类负荷充电情况进行监控，既保证线路供电的安全性，也保证负荷设备用电情况的正常可靠，及时处理故障情况；此外，加强用户侧用能的不确定性分析，实现用户用电舒适度的提升；最终实现既保证微电网与大电网的连接，多种清洁能源的配合利用，满足供电可靠、灵活、清洁的技术目标，切实提升需求侧负荷及用户用能状况即优化微电网经济调度，实现分布式电源的供能与消纳的动态平衡和安全可靠性能的提升。
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构成本发明的一部分的附图做简单地介绍，用来提供对本发明的进一步理解。下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域的普通技术人员来讲，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它的附图。
图1是基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统组成示意图；
图2是数字孪生平台构成模块示意图；
图3是基于数字孪生技术的多能源利用的微电网控制系统需求侧数学孪生平台采用数字孪生映射技术进行信号采集、监测工作示意图；
图4是基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统数字孪生平台各模块工作原理图；
图中，1-发电端；2-储能端；3-负荷端；4-数字孪生平台；5-信号采集模块；
6-监测分析模块；7-负荷寿命预测模块。
具体实施方式
下面将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。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的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。
参照图1，一种基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统，包括：能源发电端、储能端、数字孪生平台、负荷端；所述数字孪生平台分别与发电端、储能端、负荷端相互连接；所述发电端与储能端连接；所述储能端与负荷端连接；所述发电端还与负荷端连接。
发电端包括光伏发电板、风力发电机组、柴油发电机组及其它发电设备。在日间光照充足时，充分利用光伏发电；夜间风速偏多集中时，充分利用风力发电；在负荷用电高峰时段和供能不足时，利用柴油等发电机组保证能源或电力快速补给。
储能端包括蓄电池储能装置、氢能储能装置及其它谁储能装置。在蓄电池储能的同时，利用近几年在氢能资源利用方面的不断研究和技术突破，充分利用氢能在储能方面的友好性、生产方面的便捷性、发电方面的绿色、可持续等优选特性，在保证能源供给的同时推进氢能的广泛使用。
负荷端包括固定负荷和不确定负荷。依据负荷特性及负荷功率将负荷进行等级划分，负荷特性具体依据负荷情况决定，负荷功率
Figure 405343DEST_PATH_IMAGE001
划分阈值边界包括X 0、X 1、X 2，且0<X 0<X 1<X 2，阈值等级如下：
当0<
Figure 113405DEST_PATH_IMAGE001
<X 0时，将该类负荷划分为一种负荷；
当X 0≤
Figure 363121DEST_PATH_IMAGE001
<X 1时，将该类负荷划分为二种负荷；
当X 1≤
Figure 974493DEST_PATH_IMAGE001
<X 2时，将该类负荷划分为三种负荷；
当
Figure 408885DEST_PATH_IMAGE001
≥X 2时，将该类负荷划分为四种负荷。
优选的，所述负荷端根据负荷等级划分将微电网电力传输线路分为四种线路供电或供能保证系统。根据其负荷端用电或用能需求，合理优化调配发电端及储能端电力或能源资源；当所述负荷划分为一种负荷时，调用光伏储能装置或风力储能装置或蓄电池储能装置保证基本电力能源供给，维持低负荷功率设备安全可靠运行；当所述负荷划分为二种负荷时，调用光伏储能装置+风力储能装置或光伏储能装置+风力储能装置+蓄电池储能或光伏储能装置+柴油发电机或风力储能装置+柴油发电机或蓄电池储能+柴油发电机，对二种负荷进行电力负荷的正常供给。其供能组合需根据当日天气情况（光照日
Figure 479609DEST_PATH_IMAGE002
、无照日
Figure 159115DEST_PATH_IMAGE003
、强风日
Figure 123528DEST_PATH_IMAGE004
、无风日
Figure 230287DEST_PATH_IMAGE005
）、负荷功率
Figure 522728DEST_PATH_IMAGE001
与负荷持续时间预测值
Figure 504459DEST_PATH_IMAGE006
进行综合判断和选择，其判断公式为：
Figure 824845DEST_PATH_IMAGE007
（1）
其中，
Figure 601040DEST_PATH_IMAGE008
负荷率；
Figure 397088DEST_PATH_IMAGE009
——表示能量波动系数；
Figure 792298DEST_PATH_IMAGE010
——表示清洁能源发电系数；
L n ——L n 取值范围为[1,4]。
当所述负荷划分为三种负荷时，在二种负荷调用基础之上，增加氢能储能装置供电或以氢能资源供给能源补给负荷侧用能需求；当所述负荷划分为四种负荷时，在三种负荷调用基础之上，增加微电网与大电网之间的电力交换措施，保证微电网域内全方位的用电或用能选择，满足各种负荷同时上网用电或用能要求。
负荷端还包括用户舒适度分析模块，其分析模块分为用户满意度和用户经济性两个维度。用户满意度以用电可靠供电指标来评判，用户经济性用电时段价格低作为衡量指标。其公式为：
Figure 967189DEST_PATH_IMAGE011
（2）
其中，
Figure 179865DEST_PATH_IMAGE012
——表示用户用电舒适度；
k——表示舒适度系数；
Figure 446898DEST_PATH_IMAGE013
、ε——分别表示用户用电满意度系数和用户用电经济性系数指标；
Figure 295334DEST_PATH_IMAGE014
——表示当前时刻用户用电价格。
数字孪生平台包括信号采集模块、监测分析模块、负荷寿命预测模块。其中，信号采集模块包括光伏发电采集模块、风力发电采集模块、柴油发电机采集模块、储能系统采集模块及其它能量采集模块。信号采集模块采集上述模块的电压、电流、功率及流量信息。监测分析模块中的监测模块包括供能行为监测、储能行为监测和用能行为监测。所述监测分析模块中的分析模块包括供给侧供能分析和用能侧负荷预测。
分析模块具体对日或月供能和对日或月用能情况进行分析。其中，分析模块还包括能源质量分析模块，所述能源质量分析模块用于对不同能源供给的稳定性、量度大小的分析，便于对所需能源的准确供给和优化利用。除此之外，分析模块还包括余能上网模块，余能上网模块用于对地区内无法大量储存能源的及时转换和远程输送，同时降低能源传输的损耗问题。
为了提高负荷侧用能情况的安全稳定，在分析模块中增加充电负荷状态跟踪模块，以实现对用户侧充电类负荷充电情况进行监控，通过监控充电线路电流情况判断负荷充电是否完成；控制线路供电情况，保证供电可靠的同时，保护充电设备寿命和用电设备安全、提高用户用电经济性指标。
随着负荷种类的增多，各种用能负荷的长期使用，带来负荷线路老化等器件寿命问题，影响微电网长期功能或供电的维护管理，因此对负荷还需加强负荷寿命的预测功能，负荷寿命预测模块包括固定负荷寿命预测和柔性负荷寿命预测。
本发明采用近几年提出的数字孪生技术，利用算法优化供能系统，依靠CPU对供能和负荷两侧的多种监控分析和预测，通过对发电侧发电设备的发电情况和需求侧用电负荷设备的用能或用电情况的监测和分析；对储能系统增设氢气储能装置，满足能源多样性补充和供能、供电稳定性；同时对需求侧用电负荷进行分类管理和用电寿命进行预测；对充电类负荷充电情况进行监控，既保证线路供电安全性，也保证负荷设备用电情况的正常可靠，及时处理故障情况；加强用户侧用户用能的不确定性分析，实现用户用电舒适度的提升。最终，既保证微电网与大电网的连接，多种清洁能源的配合利用，满足供电可靠、灵活、清洁，又提升需求侧负荷及用户用能状况的舒适度，优化微电网经济调度，实现分布式能源的供能与消纳的动态平衡和安全可靠性能的全面提升。
以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其做出限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员都应当能够理解：其依然可以对前述格式示例所描述的技术方案进行部分修改，或者对其部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于数字孪生技术的多能源利用的微电网需求侧控制系统，其特征在于，微电网控制系统包括：发电端（1）、储能端（2）、负荷端（3）、数字孪生平台（4），数字孪生平台（4）分别与发电端（1）、储能端（2）、负荷端（3）相互连接，发电端（1）与储能端（2）连接，储能端（2）与负荷端（3）连接，发电端（1）还与负荷端（3）连接；发电端（1）包括光伏发电板、风力发电机组、柴油发电机组及其它微电网发电机组；储能端（2）包括蓄电池储能装置、氢能储能装置及其它储能类型装置；负荷端（3）包括固定负荷和不确定定负荷以及其它类型负荷；数字孪生平台（4）包括信号采集模块（5）、监测分析模块（6）、负荷寿命预测模块（7）。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统，其特征在于，数字孪生平台（4）所述的信号采集模块（5）负责对所控发电端（1）、储能端（2）和负荷端（3）设备和装置的运行状况数据进行采集；信号采集模块（5）包括光伏发电采集模块、风力发电采集模块、柴油发电机采集模块、储能系统采集模块及其它能量采集模块；光伏发电采集模块对光伏发电装置正常发电时依据光照强度、光照角度等影响光伏发电的因素导致的发电量的变化进行瞬时发电量的数据采集；风力发电采集模块对风力发电机在风速、风量等参数达到风机正常运转发电时发电量的变化进行瞬时发电量的数据采集；柴油发电机采集模块，作为紧急供电补给装置，正常状态发电量较为平稳，此采集模块作为发电的辅助模块，所采集数据防止柴油发电机因异常启动或疲劳运转、环境温度等影响导致补给电量异常变化，及时预警采取其他应急措施做准备。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统，其特征在于，数字孪生平台（4）所述的监测分析模块（6）负责对整个微电网系统的运行实时状态进行监测；分析信号采集模块（5）对发电端（1）、储能端（2）和负荷端（3）的设备或装置进行采集的相关参数，分析电压、电流、功率及流量等信息；做到在实时采集以上数据的同时，能够综合几项参数指标发现或预测相关设备或装置的可能存在风险隐患，为运行结束后的维修保养等可能需要做好相应优化改进计划；监测分析模块（6）中的监测模块包括供能行为监测、储能行为监测和用能行为监测；监测分析模块（6）中的分析模块包括供能侧供能分析、用能侧负荷预测分析、能源质量分析、余热余能发电上网分析、充电负荷状态跟踪；监测分析模块（6）中的的供能侧供能行为监测，对日负荷和月负荷行为进行分析、从而对用能侧日负荷和月负荷行为进行预测，进而对供能侧的日供能、月供能和储能端的辅助供能工作提供指导；监测分析模块（6）具有能质分析模块，能够在多种能源发电可选的情况下，优先选择低碳环保的清洁能源发电如光电风电上网，在条件不具备时再利用柴油发电机等化石能源发电设备发电，同时兼顾余热余能的回收和按质利用，从而做到对能源的量和质节约的同时，取得环保效益的最大化。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统，其特征在于，数字孪生平台（4）所述的的负荷寿命预测模块（7）对负荷侧设备的正常使用状态、异常供电状态波动、耗电状况变化等负荷的运行相关情况进行数据采集并拟合出可能趋势，预测剩余可使用寿命时间；负荷寿命预测模块包括固定负荷寿命预测和不确定负荷寿命预测；负荷寿命预测模块作为负荷端对负荷的统一管理功能，在以上数据参数的相互配合下，综合分析多能源供电机制，通过实时获取负荷的运行情况快速分析、预测相应设备或同类设备可能的使用寿命时间，为微电网进一步优化以及负荷正常更换、更新做出相应的提醒和建议，以实现对此类设备的统一和个性化控制和管理。
CN202210720298.8A 2022-06-24 2022-06-24 一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统 Pending CN115333230A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210720298.8A CN115333230A (zh) 2022-06-24 2022-06-24 一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210720298.8A CN115333230A (zh) 2022-06-24 2022-06-24 一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115333230A true CN115333230A (zh) 2022-11-11

Family

ID=83916023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210720298.8A Pending CN115333230A (zh) 2022-06-24 2022-06-24 一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115333230A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115842347A (zh) * 2023-02-24 2023-03-24 深圳市三和电力科技有限公司 一种基于数字孪生的微网负荷动态平衡方法、系统及介质
CN116683542A (zh) * 2023-07-26 2023-09-01 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 一种源网荷储控制方法及装置、计算机设备和存储介质
CN116689464A (zh) * 2023-07-27 2023-09-05 广州汇锦能效科技有限公司 一种适用于岛屿的分布式垃圾处理及能源供应系统
CN117374946A (zh) * 2023-10-16 2024-01-09 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种基于消纳能力评估的配电网调度管理方法及系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115842347A (zh) * 2023-02-24 2023-03-24 深圳市三和电力科技有限公司 一种基于数字孪生的微网负荷动态平衡方法、系统及介质
CN116683542A (zh) * 2023-07-26 2023-09-01 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 一种源网荷储控制方法及装置、计算机设备和存储介质
CN116689464A (zh) * 2023-07-27 2023-09-05 广州汇锦能效科技有限公司 一种适用于岛屿的分布式垃圾处理及能源供应系统
CN117374946A (zh) * 2023-10-16 2024-01-09 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种基于消纳能力评估的配电网调度管理方法及系统
CN117374946B (zh) * 2023-10-16 2024-06-11 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种基于消纳能力评估的配电网调度管理方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Optimal operation of independent regional power grid with multiple wind-solar-hydro-battery power
CN115333230A (zh) 一种基于数字孪生技术多能源利用的微电网需求侧控制系统
CN116454951B (zh) 一种光储能控制系统及方法
Chaichan et al. Optimization of stand-alone and grid-connected hybrid solar/wind/fuel cell power generation for green islands: Application to Koh Samui, southern Thailand
CN110783959B (zh) 一种新能源发电系统的稳定状态控制系统
CN102611127A (zh) 一种微电网自平衡和自平滑统一的控制方法
CN106961116A (zh) 需求侧光储一体化微电网系统
CN115173452B (zh) 光伏发电储能控制方法、系统及存储介质
CN113746105B (zh) 电力需求响应的优化控制方法、装置、设备和存储介质
Zaman et al. Integrating Micro and Smart Grid-Based Renewable Energy Sources with the National Grid in Bangladesh-A Case Study
CN117811002A (zh) 风光储大基地容量和调度协同优化方法及系统
Nasirov et al. Problems of ensuring reliability and sustainable development of the United energy system of Central Asia under the conditions of energy consumption growth
CN115313459B (zh) 光伏发电系统并网运行集控系统
CN116822866A (zh) 一种面向负荷侧资源的电网调控需求计算方法及系统
CN114726001B (zh) 一种微电网管理方法及系统
CN213585175U (zh) 一种核电、抽蓄和电化学储能一体化运营系统
Ganesan et al. Dynamic and intelligent load servicing strategy for a stand-alone solar PV-based microgrid
Xiao et al. Structure and Capacity Configuration of Substation Microgrid with Hydrogen Energy Storage
Gong et al. Research on scheduling of wind solar energy storage microgrid considering new energy consumption
Ren et al. Research on the Construction Model of Hydrogen-Electric Integrated Energy Stations in Typical Climate Regions of China
Wang et al. Coordinated optimal dispatch of microgrid based on demand side response and energy estimation of energy storage device
Liang et al. Allowable Capacity Analysis of Distributed Renewable Energy Resources in Active Distribution Network
Chen et al. Economic benefit evaluation and incentive strategy research on Wind energy and BESS jointly participating in reducing the forecast deviation penalty
Lin et al. Programming optimization model of PV-BESS in tegrated system considering transferable demand response
Jiao Study on the flexibility enhancement of China’s power system with renewable energy

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination