CN117200338A - 基于采集终端的分布式光伏调峰方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网计量技术领域，更具体的，涉及基于采集终端的分布式光伏调峰方法。本发明基于现有台区结构，针对光伏功率增加了功率采集，先依据调峰需求总量换算出需要参与调峰的光伏机组的个数，并依照已参与调峰次数少的光伏机组优先入选的原则来选取入选机组，并调整入选机组的实际发电功率，从而构建出调峰策略，并通过采集终端下发到物联表进行实施。本发明对原有采集功能影响小，设备改造成本低、方便推广应用。本发明使台区内光伏机组实现均匀性参与，避免集中化、降低不公平，在一定程度上也可以提高分布式光伏参与调峰的积极性。本发明解决了现有分布式光伏参与电网调峰时不方便监控、易出现参与次数不均的问题。

Description

基于采集终端的分布式光伏调峰方法

技术领域

本发明涉及电网计量技术领域，更具体的，涉及基于采集终端的分布式光伏调峰方法。

背景技术

调峰是发电部门改变电负荷的方法。一般的，电能的发出和使用是同步的，所以需要多少电量，额定供电机组就必须同步发出多少电量。但实际中，电力系统中的用电负荷是经常发生变化的，为了维持用功功率平衡，保持系统频率稳定，需要投入在正常运行以外的调峰机组以满足需求。

目前的调峰机组较为常见的有燃气轮机机组、抽水蓄能机组以及光伏机组。其中，光伏机组位于电网末端，监测和控制难度较大，成了电网调度部门管理的一大障碍。而且，光伏机组有分布式光伏的特点，在调峰入网时参与次数按照区域会出现集中化、起伏较大的情况，从而使补贴分配不均，并造成一些问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有分布式光伏参与电网调峰时不方便监控、易出现参与次数不均的问题，提供基于采集终端的分布式光伏调峰方法。

本发明采用以下技术方案实现：

第一方面，本发明公开了基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其应用在带有N个分布式光伏机组的台区。

台区包括电网端、采集终端、N个物联表、N个光伏机组、N个逆变器。电网端通过额定供电机组进行供电。电网端还通过采集终端与N个物联表连接。其中，第n个物联表与第n个光伏机组连接；第n个光伏机组通过第n个逆变器与电网端连接；第n个物联表还与第n个逆变器连接；n∈[1,N]。

电网端还设置有调度系统、用采主站。

基于采集终端的分布式光伏调峰方法包括以下步骤：

步骤1，调度系统获取当前周期t_i内台区的用户负荷额定供电机组发电量W_s ⁱ，计算出当前周期t_i的调峰需求总量/>

若满足：/>则进行步骤2；其中，/>为N个光伏机组的额定光伏总发电量；e表示容量系数；

步骤2，调度系统将W_c ⁱ下发至用采主站，再由用采主站转发给采集终端；

步骤3，采集终端依据计算出参与调峰的K个光伏机组，并作为K个入选机组；

其中，步骤3包括：

S301，计算

S302，依照已参与调峰次数少的光伏机组优先入选的原则，从N个光伏机组中选取K个入选机组，并满足：构成当前周期t_i的调峰策略；

表示当前周期t_i内K个入选机组的实际总发电量；P_k表示当前周期t_i内第k个入选机组的实际发电功率，k∈[1,K]；

步骤4，采集终端按照当前周期t_i的调峰策略下发到对应的K个物联表；K个物联表控制参与调峰的K个入选机组对应的逆变器接通，使K个入选机组接入电网端、并按照当前周期t_i的实际发电功率进行供电。

该种基于采集终端的分布式光伏调峰方法实现根据本公开的实施例的方法或过程。

第二方面，本发明公开了一种可读存储介质。可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行第一方面公开的基于采集终端的分布式光伏调峰方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

1，本发明基于现有台区结构，针对光伏功率增加了功率采集，对原有采集功能影响小，设备改造成本低、方便推广应用。

2，本发明的调峰需求依照已参与调峰次数少的光伏机组优先入选的原则来选取入选机组，使得台区内光伏机组实现均匀性参与，避免集中化、降低不公平，在一定程度上也可以提高分布式光伏参与调峰的积极性。

附图说明

图1为本发明中现有台区的结构图；

图2为本发明中实施例1提出的基于采集终端的分布式光伏调峰方法的流程图。

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，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。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明现有台区的结构图，其应用了本实施例1提出的基于采集终端的分布式光伏调峰方法。

总的来说，现有台区带有N个分布式光伏机组。具体的，如图1所示，台区包括电网端、采集终端、N个物联表、N个光伏机组、N个逆变器。电网端通过额定供电机组进行供电，一般的日常使用，额定供电机组已能够满足供电要求。电网端还通过采集终端与N个物联表连接。其中，第n个物联表与第n个光伏机组连接；第n个光伏机组通过第n个逆变器与电网端连接；第n个物联表还与第n个逆变器连接；n∈[1,N]。

需要说明的是，虽然光伏机组通过逆变器与电网端连接，但需要逆变器接通，才能实现接入电网端进行供电。逆变器是否接通是由物联表控制的。也就是说，若第n个物联表没有给第n个逆变器发送合闸指令，那么第n个逆变器就是未接通，那么第n个光伏机组与电网端可以视作是断开的。

电网端还设置有调度系统、用采主站。调度系统主要是计算调峰需求总量，并在需要调峰时将调峰指令下发给用采主站。用采主站接收并转发调峰指令给采集终端，采集终端计算得到调峰策略，并分配下属物联表进行调峰操作。

参看图2，本实施例1提出的基于采集终端的分布式光伏调峰方法包括以下步骤：

步骤1，调度系统获取当前周期t_i内台区的用户负荷额定供电机组发电量W_s ⁱ，计算出当前周期t_i的调峰需求总量/>

其中，用户负荷可以依据历史数据(例如历史同期时刻的数据)进行预测得到，也可以通过采集终端进行实时测量采集得到。额定供电机组发电量W_s ⁱ则可以从发电部门处进行直接获取。

考虑到数据采集、处理的负载，当前周期t_i不能过长、也不能过短。一般的，t_i取30s～60s。本实施例1中，t_i取60s。

若满足条件一：/>则进行步骤2；

其中，为N个光伏机组的额定光伏总发电量；

的计算公式为：

式中，表示第n个光伏机组的光伏额定功率，u_n表示第n个光伏机组的发电效率。u_n在第n个光伏机组完成构建后即可通过实验获取，并作为预设值存入调度系统。

e表示损失系数。引入损失系数e是考虑了变压器、线路和配电等过程中的能量损失，一般的，0.85≤e＜1。本实施例1中，e取0.9。

当然，若不满足条件一：/>则重复步骤1。这是因为当前周期t_i没有用电缺口，额定供电机组能够满足用电需求，无需进行调峰。

步骤2，调度系统将下发至用采主站，再由用采主站转发给采集终端。

其中，由于步骤1中已经确认了满足条件一，那么步骤2中发送/>即可当作发送调峰指令。

步骤3，采集终端依据计算出参与调峰的K个光伏机组，并作为K个入选机组。

采集终端作为调峰策略的制定者。具体的，步骤3包括：

S301，计算

Ceiling函数可以将数字向上舍入到最接近的整数。这样得到K值存在余量、是偏大的，这样不会在后续出现发电量不足的情况。

S302，依据已参与调峰次数少的光伏机组优先入选的原则，从N个光伏机组中选取K个入选机组，并满足：构成当前周期t_i的调峰策略。

表示当前周期t_i内K个入选机组的实际总发电量；P_k表示当前周期t_i内第k个入选机组的实际发电功率，k∈[1,K]。

其中，K个入选机组的选取方法包括：

S1，获取N个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰的次数其中，第n个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰的次数为T_n。

具体的，以一周期作为计数单位，若第n个光伏机组在当前周期t_i之前参与了M个周期的调峰，那么T_n＝M。

选取T₁～T_N中数据较小的K个值，对应得到K个光伏机组、并作为K个入选机组。也就是说，T_n越小，说明第n个光伏机组在当前周期t_i之前越少得参与调峰，那么作为K个入选机组之一的概率越大。

举例进行说明：N＝10，即存在10个光伏机组；

第1个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了3次；T₁＝3；

第2个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了0次；T₂＝0；

第3个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了1次；T₃＝1；

第4个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了1次；T₄＝1；

第5个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了0次；T₅＝0；

第6个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了5次；T₆＝5；

第7个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了6次；T₇＝6；

第8个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了7次；T₈＝7；

第9个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了7次；T₉＝7；

第10个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰了10次；T₁₀＝10；

那么，按照从小到大排列为：T₂、T₅、T₃、T₄、T₁、T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀。

若k＝4，则需要从10个光伏机组中选取4个入选机组，那么就选择第2个～第5个光伏机组。

这样选取入选机组，更加照顾到参与调峰的次数少的光伏机组，那么经过多个周期后，光伏机组参与调峰的次数会相对统一，避免集中化、降低不公平。

而，对于来说，由于K值偏大，若按照K个入选机组的额定功率进行发电，则发电量会超过/>反而会影响到额定供电机组的工作，因此需要对K个入选机组的实际发电量进行调整：

参看那么就是对P_k进行调整——P_k的计算公式为：

式中，表示第k个入选机组的光伏额定功率，u_k表示第k个入选机组的发电效率。

这样，依据按照每个入选机组的额定发电量进行比例化分配，以实现调峰的匹配。

步骤4，采集终端按照当前周期t_i的调峰策略下发到对应的K个物联表；K个物联表控制参与调峰的K个入选机组对应的逆变器接通，使K个入选机组接入电网端、并按照当前周期t_i的实际发电功率进行供电。

参看步骤3，当前周期t_i的调峰策略包括K个入选机组及其对应的实际发电功率。那么，采集终端可依据调峰策略，指向性得向K个物联表发送控制信号。

其中，第k个物联表将P_k发送给第k个入选机组，使第k个入选机组按照P_k进行供电。

由于物联表与逆变器也存在控制关系，那么第k个物联表向第k个逆变器发送合闸信号，使第k个入选机组接入电网端。

另外，由于调峰的持续时间一般会达到若干小时，而当前周期t_i只有分钟级，因此，上述方法实际上是循环的过程。

即，在步骤4之后，重新进行步骤1。由于是时间是更新的，当前周期t_i已更新为下个周期t_i+1，t_i、t_i+1的时长相同。也就是说，调度系统获取下个周期t_i+1内台区的用户负荷额定供电机组发电量/>计算出下个周期t_i+1的调峰需求总量/>

1，若则说明下个周期t_i+1没有用电缺口，额定供电机组能够满足用电需求，无需进行调峰。因此，调度系统通过用采主站将控制指令发送给采集终端，采集终端再下发到对应的K个物联表，K个物联表断开K个入选机组对应的逆变器。

2，若则保持现有调峰策略不变。

3，若则说明下个周期t_i+1的调峰需求总量变大了，那么按照现有调峰策略可能会存在供电量不足的问题，需要重新计算K。

因此，重新进行步骤2～4，并将步骤2～4中当前周期参数替换成下个周期参数：例如替换成/>t_i替换成t_i+1，即：

步骤2，调度系统将下发至用采主站，再由用采主站转发给采集终端；

步骤3，用采主站依据计算出参与调峰的K个光伏机组并作为K个入选机组；

其中，步骤3包括：

S301，计算

S302，依据已参与调峰次数少的光伏机组优先入选的原则，从N个光伏机组中选取K个入选机组，并满足：构成下个周期t_i+1的调峰策略；

表示下个周期t_i+1内K个入选机组的实际总发电量；P_k表示下个周期t_i+1内第k个入选机组的实际发电功率，k∈[1,K]；

步骤4，采集终端按照下个周期t_i+1的调峰策略下发到对应的K个物联表；

K个物联表控制参与调峰的K个入选机组对应的逆变器接通，使K个入选机组接入电网端、并按照下个周期t_i+1的实际发电功率进行供电。

4，若则说明下个周期t_i+1的调峰需求总量变小了，那么当前周期的K个光伏机组必定可以满足，因此，保留当前周期t_i得到的K个入选机组不变，无需再重复选取。

按照重新计算下个周期t_i+1内第k个入选机组的实际发电功率P_k′，并使第k个入选机组按照P_k′进行供电。

其中，P_k′的计算公式为：

这样，P_k′依据P_k进行适应性调整，可以满足下个周期t_i+1的调峰要求。

上述调峰方法是基于现有台区结构，针对光伏功率增加了功率采集，对原有采集功能影响小，设备改造成本低、方便推广应用。

实施例2

本实施例2公开了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行实施例1的基于采集终端的分布式光伏调峰方法的步骤。

实施例1的方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序，计算机可读存储介质可以是U盘，通过U盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其应用在带有N个分布式光伏机组的台区；所述台区包括电网端、采集终端、N个物联表、N个光伏机组、N个逆变器；所述电网端通过额定供电机组进行供电；所述电网端还通过采集终端与N个物联表连接；其中，第n个物联表与第n个光伏机组连接；第n个光伏机组通过第n个逆变器与电网端连接；第n个物联表还与第n个逆变器连接；n∈[1,N]；其特征在于，所述电网端还设置有调度系统、用采主站；

所述基于采集终端的分布式光伏调峰方法包括以下步骤：

步骤1，所述调度系统获取当前周期t_i内所述台区的用户负荷额定供电机组发电量计算出当前周期t_i的调峰需求总量/>

若满足：/>则进行步骤2；其中，/>为N个光伏机组的额定光伏总发电量；e表示损失系数；

步骤2，所述调度系统将下发至用采主站，再由用采主站转发给采集终端；

步骤3，所述采集终端依据计算出参与调峰的K个光伏机组，并作为K个入选机组；

其中，步骤3包括：

S301，计算

S302，依据已参与调峰次数少的光伏机组优先入选的原则，从N个光伏机组中选取K个入选机组，并满足：构成当前周期t_i的调峰策略；

表示当前周期t_i内K个入选机组的实际总发电量；P_k表示当前周期t_i内第k个入选机组的实际发电功率，k∈[1,K]；

步骤4，所述采集终端按照当前周期t_i的调峰策略下发到对应的K个物联表；

K个物联表控制参与调峰的K个入选机组对应的逆变器接通，使K个入选机组接入电网端、并按照当前周期t_i的实际发电功率进行供电。

2.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，步骤1中，依据历史数据进行预测得到；

或通过采集终端进行实时测量采集得到。

3.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，t_i取30s～60s。

4.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，0.85≤e＜1。

5.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，步骤1中，的计算公式为：

式中，表示第n个光伏机组的光伏额定功率，u_n表示第n个光伏机组的发电效率。

6.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，步骤1中，若则重复步骤1。

7.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，步骤3中，K个入选机组的选取方法包括：

获取N个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰的次数；其中，第n个光伏机组在当前周期t_i之前已参与调峰的次数为T_n；

选取T₁～T_N中数据较小的K个值，对应得到K个光伏机组、并作为K个入选机组。

8.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，步骤3中，P_k的计算公式为：

式中，表示第k个入选机组的光伏额定功率，u_k表示第k个入选机组的发电效率。

9.根据权利要求1所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法，其特征在于，

若下个周期t_i+1内调峰需求总量满足：/>则断开K个入选机组对应的逆变器；

若下个周期t_i+1内调峰需求总量满足：/>则保持现有调峰策略不变；

若下个周期t_i+1内调峰需求总量满足：/>则重新进行步骤2～4，并将步骤2～4中的当前周期参数替换成下个周期参数；

若下个周期t_i+1内调峰需求总量满足：/>则保留当前周期t_i得到的K个入选机组不变，按照/>重新计算下个周期t_i+1内第k个入选机组的实际发电功率P_k′，并使第k个入选机组按照P_k′进行供电；

其中，P_k′的计算公式为：

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行如权利要求1-9中任一所述的基于采集终端的分布式光伏调峰方法的步骤。