具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请,但不用来限制本申请的范围。
在以下的描述中,涉及到“一些实施例”,其描述了所有可能实施例的子集,但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中,所涉及的术语“第一\第二\第三”仅是为例区别不同的对象,不代表针对对象的特定排序,不具有先后顺序的限定。可以理解地,“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序,以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的,不是旨在限制本申请。
本申请实施例提供了分布式电力资源的调度方法、虚拟电厂、电子设备、介质和产品。实际应用中,分布式电力资源的调度方法可虚拟电厂实现,虚拟电厂中的各功能实体可以由电子设备的硬件资源,如处理器等计算资源、通信资源协同实现。
下面,对本申请实施例提供的分布式电力资源的调度方法、虚拟电厂、电子设备、介质和产品各实施例进行说明。
为了便于理解,首先对分布式电力资源的调度系统进行说明。其中,分布式电力资源的调度系统可以包括:电力交易系统、电力调度系统、虚拟电厂以及多个分布式电力设备。
参考图1所示的内容,分布式电力资源的调度系统10可以包括:电力交易系统1011、电力调度系统1012、虚拟电厂102以及分布式电力设备103。
其中,虚拟电厂102可以包括:实时控制模块1021和运营管理模块1022。分布式电力设备103可以包括:风机1031、光伏1032、充电设备1033、储能装置1034、电锅炉1035以及空调1036。
实时控制模块1021上接电力调度系统1012,实时控制模块1021下接多个分布式电力设备103;运营管理模块1022上接电力交易系统1011。当然,实时控制模块1021和运营管理模块1022之间可以进行通信。
其中:
电力交易系统1011用于进行公告信息的发布等;电力调度系统1012,用于进行电力调度等;实时控制模块1021,用于进行实时性的相关控制与处理;运营管理模块1022,用于进行非实时性的相关处理。
在分布式电力设备103中可以包括发电设备、用电设备以及发用电设备。风机1031、光伏1032属于发电设备,充电设备1033、储能装置1034属于发用电设备,电锅炉1035以及空调1036属于用电设备。
第一方面,本申请实施例提供了一种分布式电力资源的调度方法,用于进行电力资源的申报、实时调度、监控告警以及出清。该分布式电力资源的调度方法应用于虚拟电厂,该虚拟电厂可以部署于电子设备,该方法所实现的功能可以通过电子设备中的处理器调用程序代码来实现,当然程序代码可以保存在计算机存储介质中,可见,该电子设备至少包括处理器和处理器。
下面,以虚拟电厂作为执行主体为例,对分布式电力资源的调度方法的过程进行说明。
参考图2所示的内容,该过程可以包括但不限于下述S201至S203。
S201、虚拟电厂通过所述实时控制模块获取目标代理用户申报的出力信息。
所述出力信息包括所述多个分布式电力设备中计划启动的至少两个电力设备,以及所述至少两个电力设备中每个电力设备的计划功率时间曲线。
目标代理用户可以为任一个代理用户。
本申请实施例对该代理用户下存在的电力设备的数量不作具体限定,可以根据实际需求配置。
虚拟电厂可以管理多个代理用户的电力设备。
目标代理用户会通过第一操作向虚拟电厂的实时控制模块上报目标代理用户的计划的出力信息。这里计划的出力信息可以为次日计划或者当日计划等等。
出力信息用于表征提供电能的能力。出力信息可以包括:该目标代理用户下的多个分布式电力设备中计划启动的至少两个电力设备,以及至少两个电力设备中每个电力设备的计划功率时间曲线。
这里的计划功率时间曲线,指时间与计划功率之间的曲线。例如次日计划功率时间曲线可以用于表征次日的哪些时间段计划输出多大的发电功率。
S202、虚拟电厂通过所述运营管理模块从所述电力交易系统的公告信息中获取需求功率时间曲线。
一般的,公告信息会通过电力交易系统进行公告。公告信息可以包括:需求功率时间曲线以及价格信息。
由于公告信息属于非实时类型的信息,所以,虚拟电厂通过运营管理模块可以从电力交易系统的公告信息中获取需求功率时间曲线。具体的,可以在公告信息发布后至S202之间的任意时间获取公告信息中获取需求功率时间曲线。在实时控制模块需要进行电力资源申报时,运营管理模块将获取到的需求功率时间曲线同步给实时控制模块,以使实时控制模块基于需求功率时间曲线进行电力资源的申报。
S203、虚拟电厂通过所述实时控制模块基于所述出力信息和所述需求功率时间曲线,确定功率申报曲线,并将所述功率申报曲线上报给所述电力调度系统,以使所述电力调度系统基于所述功率申报曲线对所述至少两个电力设备进行电力调度。
虚拟电厂通过实时控制模块,基于出力信息中各个电力设备的计划功率时间曲线以及需求功率时间曲线,来确定功率申报曲线。这样在确定功率申报曲线既考虑了各个电力设备的计划功率时间曲线对于电力资源申报的影响,也考虑了需求功率时间曲线对于电力资源申报的影响。
该实施例对与基于出力信息中各个电力设备的计划功率时间曲线以及需求功率时间曲线,来确定功率申报曲线的具体过程不作限定,可以根据实际需求配置。
本申请所提供的分布式电力资源的调度方法,所述方法应用于虚拟电厂,所述虚拟电厂包括实时控制模块和运营管理模块,所述实时控制模块上接电力调度系统,所述实时控制模块下接多个分布式电力设备;所述运营管理模块上接电力交易系统;所述方法包括:通过所述实时控制模块获取目标代理用户申报的出力信息;所述出力信息包括所述多个分布式电力设备中计划启动的至少两个电力设备,以及所述至少两个电力设备中每个电力设备的计划功率时间曲线;通过所述运营管理模块从所述电力交易系统的公告信息中获取需求功率时间曲线;通过所述实时控制模块基于所述出力信息和所述需求功率时间曲线,确定功率申报曲线,并将所述功率申报曲线上报给所述电力调度系统,以使所述电力调度系统基于所述功率申报曲线对所述至少两个电力设备进行电力调度。
可以看出,首先,在进行电力申报时,需要获取目标代理用户申报的出力信息和公告信息中的需求功率时间曲线,基于出力信息和需求功率时间曲线确定功率申报曲线,基于功率申报曲线向电力调度系统申报电力资源。即在电力申报时同时考虑了出力信息和需求功率时间曲线,即同时考虑需求和计划,从而实现供需的平衡;其次,将虚拟电厂划分为实时控制模块和运营管理模块,实时控制模块上接电力调度系统,实时控制模块下接多个分布式电力设备;运营管理模块上接电力交易系统,实时控制模块用于实现当前需及时出力的电力申报等,运营管理模块配合实现一些非实时性需求的信息处理,例如公告信息的获取等等,通过实时控制模块和运营管理模块的分工配合来进行电力资源的申报,具有控制逻辑清晰,实现简单可靠的特点。
进一步的,将虚拟电厂划分为管理运营模块和实时控制模块,通过管理运营模块可以分担一些非实时性的处理过程,从而可以提高实时控制模块的处理效率,降低实时处理模块的处理时延。
下面,对S203中虚拟电厂通过所述实时控制模块基于所述出力信息和所述需求功率时间曲线,确定功率申报曲线的过程进行说明。
在一些实施例中,参考图3所示的内容,该过程可以包括但不限于下述S2031至S2034。
S2031、虚拟电厂通过所述实时控制模块基于所述计划启动的至少两个电力设备中的每个所述电力设备的计划功率时间曲线,确定所述目标代理用户的总计划功率时间曲线。
虚拟电厂通过实时控制模块将计划启动的至少两个电力设备中的每个电力设备的计划功率时间曲线按照时间维度进行叠加后,得到目标代理用户的总计划功率时间曲线。
例如,总计划功率时间曲线中次日10点的计划功率为:计划启动的至少两个电力设备中的每个电力设备的计划功率时间曲线中次日10点的计划功率之和。
S2032、在所述总计划功率时间曲线和所述需求功率时间曲线满足第一条件的情况下,虚拟电厂通过所述实时控制模块确定所述功率申报曲线为所述总计划功率时间曲线。
所述第一条件包括:针对曲线中的每个时间点,所述时间点的计划功率小于所述时间点的需求功率。
即在满足第一条件时可以认为总计划功率时间曲线总是低于需求功率时间曲线,那么确定功率申报曲线为总计划功率时间曲线。即该目标代理用户的供电能力有限,只能就低根据总计划功率时间曲线进行电力申报。
在这种情况下,若仍根据需求功率时间曲线进行申报,则可能导致无法满足申报需求,影响用户体验。在本申请实施例中由于目标代理用户的供电能力有限,根据目标代理用户的供电能力进行电力资源的申报,不会导致无法满足申报需求的情况。且多余的需求还可以通过其他用户设备的电力资源实现,也不会导致无法满足实际的电力使用需求。
S2033、在所述需求功率时间曲线和所述总计划功率时间曲线满足第二条件的情况下,虚拟电厂通过所述实时控制模块确定所述功率申报曲线为所述需求功率时间曲线。
所述第二条件包括:针对曲线中的每个时间点,所述时间点的需求功率小于所述时间点的计划功率。
即在满足第二条件时可以认为总计划功率时间曲线总是高于需求功率时间曲线,那么确定功率申报曲线为需求功率时间曲线。即该目标代理用户的供电能力有剩余,只能就低根据需求功率时间曲线进行电力申报。
在这种情况下,若仍根据总计划功率时间曲线进行申报,则可能导致存在电力资源浪费的情况,影响电力资源的利用率。
S2034、在所述需求功率时间曲线和所述总计划功率时间曲线不满足所述第一条件且不满足所述第二条件的情况下,虚拟电厂通过所述实时控制模块基于所述总计划功率时间曲线和所述需求功率时间曲线,生成所述功率申报曲线。
在一种可能的实施方式中,在生成功率申报曲线时,以时间为维度,功率申报曲线在各个时间点的可以取需求功率时间曲线和总计划功率时间曲线在该时间点的最小值,遍历所有时间点,可以得到生成功率申报曲线。
在另一种可能的实施方式中,在生成功率申报曲线时,以时间为维度,功率申报曲线在各个时间点的可以取需求功率时间曲线和总计划功率时间曲线在该时间点的平均值,遍历所有时间点,可以得到生成功率申报曲线。
可以看出,该实施例中,在确定功率申报曲线时,先基于计划启动的至少两个电力设备中的每个电力设备的计划功率时间曲线,确定目标代理用户的总计划功率时间曲线;然后判断总计划功率时间曲线和需求功率时间曲线之间的关系,若需求功率时间曲线低于总计划功率时间曲线,即实际需求小于计划供应,则基于实际需求申报,这样可以让目标代理用户的计划供应用于其他需求中,从而提高电力的资源利用;若实际需求大于计划供应,则基于计划供应申报,从而可以让多余的需求从其他电力用户的供应中获取,从而满足实际的需求功率。
在一些实施例中,本申请实施例提供分布式电力资源的调度方法,在进行电力资源申报后还可以包括电力资源的实时调度过程。
参考图4所示的内容,该过程可以包括但不限于下述S401至S403。
S401、虚拟电厂通过所述实时控制模块接收所述电力调度系统下发的调节曲线。
所述调节曲线是所述电力调度系统基于所述功率申报曲线按照时间计划下发的。
示例性的,功率申报曲线可以为次日的功率申报曲线,电力调度系统在接收到次日的功率申报曲线,会将次日的功率申报曲线按照时间计划下发对应的调节曲线。例如,对于每个功率的时间点,提前1分钟或者10分钟下发对应的调节曲线即可,从而满足实时调度电力资源的需求。
虚拟电厂通过实时控制模块接收电力调度系统实时下发的调节曲线。
这里的调节曲线可以是功率时间曲线。不过这里下发的调节曲线可以是申报曲线的部分或者全部。
S402、虚拟电厂通过所述实时控制模块在所述至少两个电力设备中,基于所述调节曲线确定至少一个响应设备,以及与所述至少一个响应设备中每个所述响应设备对应的控制指令。
虚拟电厂通过实时控制模块根据调节曲线中的功率大小以及计划启动的至少两个电力设备中每个电力设备的计划功率,在计划启动的至少两个电力设备中确定至少一个响应设备。并根据调节曲线中的功率大小以及计划启动的至少两个电力设备中每个电力设备的计划功率,确定每个响应设备的控制指令。
其中,控制指令中包括响应设备的工作功率。
这里对于响应设备的数量不作具体限定,可以根据实际需求确定。可以是一个响应设备,也可以是多个响应设备的组合。
在一种可能的实施方式中,可以基于每个电力设备的计划功率来确定响应设备。例如,在第一时间段内,调节曲线中的功率为1000瓦,计划启动的电力设备包括电力设备1、电力设备2和电力设备3。其中,电力设备1的计划功率为500瓦,电力设备2的计划功率为500瓦,电力设备3的计划功率为2000瓦。则确定第一时间段的响应设备为电力设备1和电力设备2。且电力设备1的控制指令中的工作功率为500瓦,电力设备2的控制指令中的工作功率为500瓦。
在另一种可能的实施方式中,确定响应设备时,还可以根据电力设备的状态、功率需求、存储容量、经济指标约束(包括外部电价、自身用电需求、收益)给出最佳响应设备组合和运行功率(工作功率),形成一组优化的设备控制指令,并随着电价和用电需求的变化,统筹协调响应设备运行组合。
设备的状态包括可用、在用和故障,可用状态下还包括使用功率和剩余功率。储能容量,主要是储能设备当前的剩余电量。
储能设备会做一些峰谷套利,外部工商业电价高的时候,去做峰谷差套利的收益可能比参与虚拟电厂的收益更高,这时候去调整设备组合减少储能设备的出力,增加风电、光伏的出力,会使得整体的收益更高。
另外,自身的需求是考虑到设备拥有者自身的工厂或者其他用电设备有临时用电需求,与之前申报的功率曲线有冲突,这时也可以调整设备组合,来满足自身的用电需求。
S403、虚拟电厂通过所述实时控制模块向所述至少一个响应设备中的每个所述响应设备发送与所述响应设备对应的控制指令,以使所述响应设备基于所述控制指令进行工作。
实时控制模块可以通过聚合网关向每个响应设备发送与该响应设备对应的控制指令。以使该响应设备在接收到控制指令后,根据控制指令中的工作频率运行。
可以看出,在将功率申报曲线上报给电力调度系统之后,电力调度系统基于功率申报曲线按照时间计划下发调节曲线,虚拟电厂的实时控制模块接收调节曲线,基于调节曲线确定具体的响应设备以及响应设备的控制指令,并将控制指令发给响应设备,从而使响应设备基于控制指令提供电力资源。这样,虚拟电厂还可以进行进一步的资源调度,且虚拟电厂的实时控制模块会将调节曲线转换为对应的指令,满足各个响应设备的需求;且该过程是实时的,可以满足调度的实时性需求。
在一些实施例中,本申请实施例提供的分布式电力资源的调度方法在执行上述S403之前还可以先确定每个响应设备的当前的状态以确定影响设备的当前状态为可用状态。
参考图5所示的内容,该过程可以包括但不限于下述S501至S503。
S501、虚拟电厂通过所述实时控制模块获取所述至少一个响应设备中每个所述响应设备当前的状态。
虚拟电厂通过实时控制模块读取至少一个响应设备中每个响应设备当前的状态。这里的状态包括可用状态和不可用状态。不可用状态可以为故障、或者使用中无剩余功率。可用状态可以为空闲状态,或者使用中且有剩余功率。
S502、在所述响应设备当前的状态为可用状态的情况下,虚拟电厂执行所述通过所述实时控制模块向处于可用状态的所述响应设备发送与所述响应设备对应的指令。
S503、在所述响应设备当前的状态为不可用状态的情况下,虚拟电厂通过所述实时控制模块调整处于不可用状态的所述响应设备。
将处于不可用状态的响应设备调整为处于可用状态的响应设备。
可以看出,在向响应设备发送控制指令之前,进一步确定响应设备的当前的状态可用,进一步提高了实施的可靠性,且在不可用的情况可以能及时调整响应设备,也可以满足实际的电力调度需求。
在一些实施例中,本申请实施例提供的分布式电力资源的调度方法还可以对实时调度过程进行监控以及告警处理。
参考图6所示的内容,该过程可以包括但不限于下述S601至S605。
S601、虚拟电厂通过所述实时控制模块接收所述至少一个响应设备中每个所述响应设备发送的运行数据。
虚拟电厂通过实时控制模块采集每个响应设备在实时调度过程中的运行数据。
这里的运行数据可以包括:运行功率和时间;当然可以包括其他参数,此处不再一一列举。
S602、虚拟电厂通过所述实时控制模块将每个所述响应设备的运行数据对应的运行曲线进行叠加,得到总运行曲线。
虚拟电厂通过实时控制模块先将每个响应设备的运行数据中的时间和功率转换为对应的功率时间运行曲线,然后将所有的运行曲线以时间维度为参考进行叠加,得到总运行曲线。
S603、虚拟电厂通过所述实时控制模块将所述总运行曲线与所述调节曲线进行对比,得到偏差曲线。
其中,偏差曲线中每个时间点的取值可以表征该时间点上总运行曲线和调节曲线之间的差值。
S604、在所述偏差曲线的偏差值大于或等于偏差阈值的情况下,虚拟电厂通过所述实时控制模块生成偏差告警,并将所述偏差告警传输至所述运营管理模块。
对于该偏差曲线可能得到一个或多个偏差告警。本申请实施例对偏差告警的数量不作限定,根据实际需求确定。
由于偏差告警属于给实时性处理,所以将偏差告警传输至虚拟电厂的运营管理模块进行输出。
S605、虚拟电厂通过所述运营管理模块输出所述偏差告警。
本申请实施例对运营管理模块输出偏差告警的具体方式不作限定,可以根据实际需求配置。示例性的,可以是文档输出、短信输出等等。
可以看出,该实施方式中进一步对响应设备的运行数据进行了采集与监控,且将运行数据对应的实际总运行曲线与调度系统下发的调节曲线进行对比,可以得到偏差曲线,即实际输出与指令控制之间的偏差,且在偏差大于偏压阈值时,生成偏差告警并输出,这样可以实时监控响应设备的实际总运行曲线是否符合预期。
在一些实施例中,还可以将偏差告警细分为不同级别的告警。
若所述偏差曲线中第一偏差值大于或等于第一偏差阈值,通过所述实时控制模块生成一个一级偏差告警;
若所述偏差曲线中第二偏差值小于所述第一偏差阈值且大于或等于第二偏差阈值,通过所述实时控制模块生成一个二级偏差告警;
若所述偏差曲线中第三偏差值小于所述第二偏差阈值且大于或等于第三偏差阈值,通过所述实时控制模块生成一个三级偏差告警。
其中,所述第一偏差阈值大于所述第二偏差阈值,所述第二偏差阈值大于所述第三偏差阈值。
本申请实施例对第一偏差阈值、第二偏差阈值以及第三偏差阈值的具体取值不作限定,可以根据实际需求配置。
可以看出,该实施方式中,针对偏差曲线中的不同大小的偏差值,配置不同的偏差阈值,从而可以检测出不同级别的偏差告警;这样,可以检测到不同级别的偏差告警;便于用户区别告警的紧急程度和以及处理方式。
在一些实施例中,本申请实施例提供的分布式电力资源的调度方法还可以在存在偏差的情况下进行输出调整。
在所述偏差曲线表征所述调节曲线高于所述总运行曲线的情况下,通过所述实时控制模块启动所述多个分布式电力设备中的补能装置,通过所述补能装置进行补能,以升高所述总运行曲线。
调节曲线高于总运行曲线指,每个时间点的调节曲线的取值都大于总运行曲线的取值;或者,大部分时间点的调节曲线的取值都大于总运行曲线的取值。
由于调节曲线高,说明运行曲线无法满足预期,所以需要补能装置进行补能。具体的补能功率可以根据偏差值的大小确定。
补能装置可以包括:风机、光伏等发电设备;或者充电设备和储能装置等用发电设备。
在所述偏差曲线表征所述调节曲线低于所述总运行曲线的情况下,通过所述实时控制模块启动所述多个分布式电力设备中的耗能装置,通过所述耗能装置进行耗能,以降低所述总运行曲线。
调节曲线低于总运行曲线指,每个时间点的调节曲线的取值都小于总运行曲线的取值;或者,大部分时间点的调节曲线的取值都小于总运行曲线的取值。
实际中,由于风电和光伏发电具有不可控性,所以可能导致调节曲线低,运行曲线高的情况,此时说明电能有剩余,可以通过耗能装置进行耗能,从而提高电能的利用率。具体的耗能功率可以根据偏差值的大小确定。
耗能装置可以包括:空调、电锅炉等用电设备;或者充电设备和储能装置等用发电设备。
可以看出,在该实施方式中,在存在偏差的情况下,还可以通过实时控制模块启动多个分布式电力设备中耗能装置或者耗能装置对总运行曲线进行调整,以使总运行曲线更加靠近于调节曲线;即可以提高实时调度过程中的准确性和稳定性。
在一些实施例中,本申请实施例提供的分布式电力资源的调度方法在实时调度完成后,可以对实时调度过程进行考核并出清并进行出清确认。
参考图7所示的内容,该过程可以包括但不限于下述S701至S703。
S701、虚拟电厂获取用于表征考核调度过程的出清信息。
所述出清信息是所述电力调度系统生成的通过所述电力交易系统转发给所述运营管理模块的。
出清信息可以包括:实时调度过程中的功率、时间、单价、总价等等。
在一种可能的实施例中,对于调度过程的考核,若存在告警则需要扣钱,即总价中需要减掉告警导致的罚款。告警对应的罚款数额可以根据实际需求配置,此处不再赘述。
当然出清信息还可以包括更多的信息,可以根据实际需求配置,此处不再一一列举。
S702、虚拟电厂通过所述运营管理模块输出所述出清信息,以使基于输出的所述出清信息确认所述出清是否正确。
这里,营管理模块输出将出清信息输出至虚拟电厂的应用程序界面上进行显示,可以下看到出清信息后直接一键确认出清信息是否正确。
S703、在接收到出清确认信息的情况下,虚拟电厂确定所述出清信息正确,完成出清。
需要说明的是,若出清信息不正确,还可以进一步反馈出清信息的问题,从而对出清信息进行调整,直至出清信息正确,完成出清过程。
可以看出,在执行完实时调度后,还可以通过虚拟电厂获取电力调度系统的出清信息,然后将出清信息进行输出后进行一键确认,从而完成出清过程。该过程具有实现简单、便捷的特点。
下面,通过一个实施例对本申请实施例提供的分布式电力资源的调度过程进行说明。
当下电力现货市场建设加快,分时电价机制逐步完善,电力用户用电成本普遍增加,售电公司风险管控能力要求越来越高;分布式电源市场化交易逐步放开,但参照集中式新能源参与现货平均度电收益,普遍低于标杆煤上网电价,同时场站面临偏差考核等运营风险,传统运营手段未来将无法适应当前市场。随着峰谷价差进一步扩大以及电力现货市场的准入,储能盈利能力提升,但现货价差的难以预测以及固定的充放电控制策略也让站点运营面临更多的风险,该实施例提供一种虚拟电厂聚合平台(相当于上述虚拟电厂),对下直接接入各分布式资源(相当于上述分布式电力设备)或第三方监控系统,对上通过边缘网关加密接入电网调度/省级能源服务平台(相当于上述电力调度系统),通过虚拟电厂并网测试、签订并网调度协议后,使虚拟电厂作为决策大脑,提供专业的策略分析与决策支持,帮助用户在实现各类资源“可观、测控、可调、可控”的基础上,参与电力需求侧响应、辅助服务市场、获取相应收益。
首先,针对各类分布式能源,通过智能测控终端、智能聚合网关以无线传输方式实现运行数据传输和控制指令下发;针对分布式能源进行监测、评估电力消费情况,进行对应的能耗管理;进行精准负荷预测,评估参与需求响应能力、辅助响应容量申报,以短期负荷+发电预测、超短期负荷+发电预测以及成本分析为核心的运营策略,针对分布式能源参与到电力需求侧响应的可调节容量申报以及执行过程中的偏差跟踪以及紧急控制。
其次,提供省级调度平台对接模块与电力交易平台对接模块,在接收调度调控指令或市场出清结果后,通过多时间尺度多目标综合调节控制虚拟电厂下属分布式资源运行状态,基于预测的可调节容量申报与基于市场数据的价格申报进行有效响应,同时根据市场需求,考虑成本因素,通过实施有序充电调整储能充放电计划、用电计划等参与市场。
简单来说,该实施例提供了一个虚拟电厂平台,向下聚合分布式能源,向上对接电力交易平台(相当于上述电力交易系统)与省级调度中心/省级智慧能源服务平台;提供参与电力需求响应与辅助服务的运营方案与策略。
该实施例提供的一套虚拟电厂聚合平台系统,系统对下直接接入各个分布式资源或第三方监控系统,对上通过边缘网关加密接入电网调度/省级能源服务平台。通过虚拟电厂并网测试、签订并网调度协议后,虚拟电厂平台作为决策大脑,提供专业的策略分析与决策支持,帮助客户实现各类资源的可观、测控、可调、可控,参与电力需求侧响应,辅助服务市场,电力现货市场,获取相应收益。
该实施例可以提供电力需求响应及辅助服务市场运营方案与策略,系统在接收调度调控指令或市场出清结果后,通过多时间尺度多目标综合调节控制虚拟电厂下属分布式资源运行状态,参与电网辅助服务需求响应电力交易等,实现市场申报自动化,灵活调控,实时跟踪,动态调整,电子账单一键确认。
下面,分布式电力资源的调度系统进行说明。
参考图8所示的内容,分布式电力资源的调度系统可以分为调度平台层801、虚拟电厂层802以及设备资源层803。
调度平台层801包括电力交易平台8011(相当于上述电力交易系统)、电网调度/省级能源服务平台8012(相当于上述电力调度系统)。
虚拟电厂层802包括虚拟电厂运营管理系统8021(相当于上述运营管理模块)、虚拟电厂实时控制系统8022(相当于上述实时控制模块)。也可以将虚拟电厂运营管理系统8021和虚拟电厂实时控制系统8022称为虚拟电厂聚合平台802A(相当于上述虚拟电厂)。
设备资源层803包括:风机1031、光伏1032、充电设备1033、储能装置1034、电锅炉1035以及空调1036。
其中:虚拟电厂运营管理系统8021可以向电力交易平台8011进行调节能力量价申报;电力交易平台8011可以将调节能力申报转发给电网调度/省级能源服务平台8012;电网调度/省级能源服务平台8012可以向虚拟电厂实时控制系统8022下发调控指令,虚拟电厂实时控制系统8022可以将调控指令转换为控制指令下发给设备资源层803的电力设备。
虚拟电厂实时控制系统8022可以采集设备资源层803的电力设备的运行数据,虚拟电厂实时控制系统8022可以将各个电力设备的运行数据聚合后得到聚合数据,虚拟电厂实时控制系统8022将聚合数据发送至电网调度/省级能源服务平台8012。
电网调度/省级能源服务平台8012可以将出清信息和调控评价结果发送至电力交易平台8011,电力交易平台8011将出清信息和调控评价结果整理为结算信息发送至虚拟电厂运营管理系统8021。
下面,对设备资源层进行说明。
设备资源层包括各类设备包括风机、光伏、充电设施、储能装置、电锅炉、空调等,是实际需要调控的分布式资源。设备资源层还可以包括测控终端和聚合网关,测控终端用于采集数据与控制设备,聚合网关用于传输数据与接受控制指令。
对于不同的设备资源所需采集与传输的数据不同。其中,风机需要采集发电量、发电功率、风机运行状态、发电机运行状态、电压电流、环境监测信息;光伏需要采集发电量、发电功率、逆变器运行状态、电压电流、环境监测信息;充电设施需采集充电量、充电功率、使用率、电压电流;储能装置需采集充放电量、充放电功率、电池运行状态、电压电流;楼宇工商业设备如空调需采集用电量、用电功率。
下面,对虚拟电厂层进行说明。
虚拟电厂层包括虚拟电厂运营管理系统、虚拟电厂实时控制系统;其中,虚拟电厂运营管理系统包含信息预测、交易辅助、资源管理三大模块。
信息预测模块通过多时间尺度发电预测、负荷预测、交易电价计算辅助客户进行市场交易决策,降低市场运营风险;交易辅助模块包含购售电管理,合同管理,结算管理,辅助申报,实现交易结算闭环,通过历史结算数据、运行数据进行综合能力评估,提供交易申报策略;资源管理模块包含用户管理、设备管理,实现可调节资源的接入,依据资源类型、历史调控参数生成用户标签,提高客户和设备管理全面化、精细化水平;虚拟电厂实时控制系统包含调度管理、运行监视两大模块,调度管理模块包含调度曲线申报、指令分解、计划推送、执行监视、偏差告警全流程实时跟踪,动态调整,保障与电网的有效互动;运行监视模块负责分类采集各类资源运行数据,集中展示资源运行状态,实现辖域内分布式资源的整体监视与运营告警。
下面,对调度平台层进行说明。
调度平台层包括:官方的电力交易平台、省级调度平台/省级智慧能源服务平台,虚拟电厂聚合平台对接电力交易平台进行调节能力量价申报,并接受结算信息;虚拟电厂聚合平台对接省级调度平台/省级智慧能源服务平台向其传输聚合数据,同时接受其下发的调度指令;电力交易平台则向省级调度平台/省级智慧能源服务平台上报调节能力,同时接受下发的出清信息与调控评估结果。
下面,对该实施例提供的电力资源调度过程进行说明。具体可以包括但不限于下述步骤1至步骤4。
步骤1、日前申报。
代理用户首先向虚拟电厂实时控制系统申报次日计划开机的设备、功率、时段,同时虚拟电厂运营管理系统接受电力交易平台发布的交易公告,并解读交易公告提取交易信息;交易信息包括需求功率、时段、价格信息。
虚拟电厂运营管理系统与虚拟电厂实时控制系统实时同步数据,虚拟电厂实时控制系统将采集到的代理用户申报信息与电力交易平台的需求信息进行匹配后向电力调度系统申报96点可调节能力曲线与价格,到此完成日前申报。
步骤2、实时调度。
电力调度系统按照申报曲线安排调度计划,通过边缘网关向虚拟电厂实时控制系统下发调节曲线,虚拟电厂实时控制系统将下发的曲线分解成实际的设备控制指令,并通过聚合网关判断可行后下发给用户响应设备去执行,用户响应设备接受指令并执行,同时通过聚合网关上传设备运行数据、电量数据至虚拟电厂实时控制系统,到此完成实时调度。
步骤3、执行跟踪。
虚拟电厂实时控制系统根据实时分析采集的设备运行数据和电量数据,跟踪对比调节曲线与实际出力曲线,进行偏差告警,并将告警信息同步至虚拟电厂运营管理系统,虚拟电厂运营管理系统监视告警信息,接收到偏差告警后,通过邮件或短信通知给运维团队,运维团队需对偏差告警进行判断是否需要处理,若是,则确认偏差的原因,并通知给代理用户,若否则结束,代理用户接受到偏差告警与偏差原因,判断生产计划是否可以继续执行削减负荷以调整出力曲线,修正偏差,若是则执行削减负荷操作,若否则按照合同约定承担偏差考核,到此完成执行跟踪。
步骤4、出清结算。
调度结束后,虚拟电厂运营管理系统按照运行数据与合同约定,生成结算账单发送给运营团队,运营团队审核账单是否存在问题,若是则发起申诉,电网侧查看结果是否存在问题,若是则生成新的账单下发给运营团队,若账单无问题则推送账单到掌上营业厅,代理用户沟通过移动端确认账单,到此完成出清结算。
参考图9所示的内容,该电力资源调度过程可以包括但不限于:日前申报阶段、实时调度阶段、执行跟踪阶段和出清结算阶段。
日前申报阶段可以包括下述S901至S904。
S901、电力交易平台向虚拟电厂运营管理系统发布交易公告;
S902、虚拟电厂运营管理系统与虚拟电厂实时控制系统进行数据同步;
即虚拟电厂运营管理系统将交易公告同步给虚拟电厂实时控制系统;
S903、代理用户向虚拟电厂实时控制系统申报次日计划开机设备、功率、时段;
S904、虚拟电厂实时控制系统向电力调度系统申报96点可调节能力曲线、价格。
实时调度阶段可以包括下述S905至S912。
S905、电力调度系统按照申报曲线安排调度计划下发调节曲线至边缘网关;
S906、边缘网关将调节曲线传输至虚拟电厂实时控制系统;
S907、虚拟电厂实时控制系统将调节功率曲线分解为控制指令下发至聚合网关;
S908、聚合网关判断可行后将控制指令下发至用户响应设备;
S909、聚合网关采集用户响应设备的运行数据;
S910、聚合网关将设备的运行数据和电量数据发送至虚拟电厂实时控制系统;
S911、虚拟电厂实时控制系统将运行数据和电量数据发送至边缘网关。
运行数据和电量数据可以包括:电气模拟量、状态量、向上/向下调电力与电量、向上/向下调速率;
S912、边缘网关将电气模拟量、状态量、向上/向下调电力与电量、向上/向下调速率发送至电力调度系统。
执行跟踪阶段可以包括下述S913至S920。
S913、虚拟电厂实时控制系统进行数据同步,将曲线跟踪偏差告警发送至虚拟电厂运营管理系统;
S914、虚拟电厂运营管理系统将运行监视、偏差告警输出至运维团队;
S915、运维团队进行偏差告警信号判断;
S916、判断是否存在偏差告警;
若是,执行下述S917;若否,结束;
S917、确认偏差原因;
S918、代理用户判断生成计算是否可继续执行削减负荷;
若是,执行下述S919;若否,执行下述S920;
S919、执行削减负荷操作;
S920、按照合同约定承担偏差考核。
出清结算阶段可以包括下述S921至S928。
S921、虚拟电厂运营管理系统按照运行数据与合同约定,生成结算账单;
S922、运营团队判断结算账单是否存在问题;
若否,执行下述S923;若是,执行下述925;
S923、推送账单至掌上营业厅;
S924、代理用户进行账单确认;
S925、发起申诉,以判断结果是否存在问题;
若否,执行下述S926;若是,执行下述S927;
S926、运营团队驳回申诉;
S927、生成新的结算账单;
S928、将电网结算账单再次发送至运营团队;
重新执行S922,直至运营团队确认账单不存在问题。
第二方面,本申请实施例提供了一种虚拟电厂,如图10所示,虚拟电厂100包括:实时控制模块1001和运营管理模块1002。
其中:
所述实时控制模块1001用于:获取目标代理用户申报的出力信息;所述出力信息包括所述多个分布式电力设备中计划启动的至少两个电力设备,以及所述至少两个电力设备中每个电力设备的计划功率时间曲线;
所述运营管理模块1002用于:从所述电力交易系统的公告信息中获取需求功率时间曲线;
所述实时控制模块1001用于:基于所述出力信息和所述需求功率时间曲线,确定功率申报曲线,并将所述功率申报曲线上报给所述电力调度系统,以使所述电力调度系统基于所述功率申报曲线对所述至少两个电力设备进行电力调度。
在一些实施例中,实时控制模块1001还用于:基于所述计划启动的至少两个电力设备中的每个所述电力设备的计划功率时间曲线,确定所述目标代理用户的总计划功率时间曲线;在所述总计划功率时间曲线和所述需求功率时间曲线满足第一条件的情况下,确定所述功率申报曲线为所述总计划功率时间曲线;所述第一条件包括:针对曲线中的每个时间点,所述时间点的计划功率小于所述时间点的需求功率;在所述需求功率时间曲线和所述总计划功率时间曲线满足第二条件的情况下,确定所述功率申报曲线为所述需求功率时间曲线;所述第二条件包括:针对曲线中的每个时间点,所述时间点的需求功率小于所述时间点的计划功率;在所述需求功率时间曲线和所述总计划功率时间曲线不满足所述第一条件且不满足所述第二条件的情况下,基于所述总计划功率时间曲线和所述需求功率时间曲线,生成所述功率申报曲线。
在一些实施例中,实时控制模块1001还用于:接收所述电力调度系统下发的调节曲线;所述调节曲线是所述电力调度系统基于所述功率申报曲线按照时间计划下发的;在所述至少两个电力设备中,基于所述调节曲线确定至少一个响应设备,以及与所述至少一个响应设备中每个所述响应设备对应的控制指令;向所述至少一个响应设备中的每个所述响应设备发送与所述响应设备对应的控制指令,以使所述响应设备基于所述控制指令进行工作。
在一些实施例中,实时控制模块1001还用于:获取所述至少一个响应设备中每个所述响应设备当前的状态;对应的,在所述响应设备当前的状态为可用状态的情况下,执行所述向处于可用状态的所述响应设备发送与所述响应设备对应的指令;对应的,在所述响应设备当前的状态为不可用状态的情况下,调整处于不可用状态的所述响应设备。
在一些实施例中,实时控制模块1001还用于:接收所述至少一个响应设备中每个所述响应设备发送的运行数据;将每个所述响应设备的运行数据对应的运行曲线进行叠加,得到总运行曲线;将所述总运行曲线与所述调节曲线进行对比,得到偏差曲线;在所述偏差曲线的偏差值大于或等于偏差阈值的情况下,生成偏差告警,并将所述偏差告警传输至运营管理模块1002。
对应的,所述运营管理模块1002还用于:输出所述偏差告警。
在一些实施例中,若所述偏差曲线中第一偏差值大于或等于第一偏差阈值,通过所述实时控制模块生成一个一级偏差告警;若所述偏差曲线中第二偏差值小于所述第一偏差阈值且大于或等于第二偏差阈值,通过所述实时控制模块生成一个二级偏差告警;若所述偏差曲线中第三偏差值小于所述第二偏差阈值且大于或等于第三偏差阈值,通过所述实时控制模块生成一个三级偏差告警;其中,所述第一偏差阈值大于所述第二偏差阈值,所述第二偏差阈值大于所述第三偏差阈值。
在一些实施例中,实时控制模块1001还用于:在所述偏差曲线表征所述调节曲线高于所述总运行曲线的情况下,启动所述多个分布式电力设备中的补能装置,通过所述补能装置进行补能,以升高所述总运行曲线;在所述偏差曲线表征所述调节曲线低于所述总运行曲线的情况下,启动所述多个分布式电力设备中的耗能装置,通过所述耗能装置进行耗能,以降低所述总运行曲线。
在一些实施例中,运营管理模块1002还用于:获取用于表征考核调度过程的出清信息;所述出清信息是所述电力调度系统生成的通过所述电力交易平台转发给运营管理模块1702的;输出所述出清信息,以使基于输出的所述出清信息确认所述出清是否正确;在接收到出清确认信息的情况下,确定所述出清信息正确,完成出清。
需要说明的是,本申请实施例提供的装置包括所包括的各单元,可以通过电子设备中的处理器来实现;当然也可通过具体的逻辑电路实现;在实施的过程中,处理器可以为中央处理器(CPU,Central Processing Unit)、微处理器(MPU,Micro Processor Unit)、数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)或现场可编程门阵列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)等。
以上装置实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是,本申请实施例中,如果以软件功能模块的形式实现上述方法,并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样,本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
第三方面,本申请的实施例提供一种电子设备,该电子设备包括存储器和处理器,存储器上存储有计算机程序或指令,计算机程序或指令被处理器执行时,实现第一方面所描述的方法。
在一示例中,参考图11所示的内容,电子设备110包括:一个处理器1101、至少一个通信总线1102、用户接口1103、至少一个外部通信接口1104和存储器1105。其中,通信总线1102配置为实现这些组件之间的连接通信。其中,用户接口1103可以包括显示屏,外部通信接口1104可以包括标准的有线接口和无线接口。
存储器1105配置为存储由处理器1101可执行的指令和应用,还可以缓存待处理器1101以及电子设备中各模块待处理或已经处理的数据(例如,图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据),可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(Random AccessMemory,RAM)实现。
第四方面,本申请实施例提供一种存储介质,也就是计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序或者指令,该计算机程序或者指令被处理器执行时实现上述实施例中上述第一方面提供的任一种方法。
第五方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序或者指令,该计算机程序或者指令被处理器执行时实现上述实施例中上述第一方面提供的任一种方法。
这里需要指出的是:以上存储介质、设备、装置以及程序产品的实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质、设备、装置以及程序产品实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述理解。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者,本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。