[發(fā)明專利]一種基于虛擬發(fā)電廠的地區(qū)復(fù)雜配網(wǎng)調(diào)度控制管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910584694.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN110416998B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海波;馬志明;溫帥召
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/38;H02J3/32;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種基于虛擬發(fā)電廠的地區(qū)復(fù)雜配網(wǎng)調(diào)度控制管理系統(tǒng)，其特征在于，針對(duì)配網(wǎng)中的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜化，分散分布電源數(shù)量急劇增加，容量/電量占比日益提高，分布式新能源電站、電動(dòng)汽車充電站、微網(wǎng)系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能電站、可控負(fù)荷、綜合能源系統(tǒng)形成地區(qū)配網(wǎng)復(fù)雜多變；使配網(wǎng)調(diào)度控制日趨復(fù)雜，因此，需要構(gòu)建一個(gè)基于虛擬發(fā)電廠(Virtual PowerPlant，VPP)的地區(qū)復(fù)雜配網(wǎng)調(diào)度控制管理系統(tǒng)，該調(diào)度控制管理系統(tǒng)包括在地區(qū)一級(jí)配網(wǎng)調(diào)度中心構(gòu)建的不同類型虛擬發(fā)電廠和一個(gè)大數(shù)據(jù)云計(jì)算平臺(tái)；基于虛擬發(fā)電廠的地區(qū)復(fù)雜配網(wǎng)調(diào)度控制管理系統(tǒng)具體涉及虛擬發(fā)電廠參與上級(jí)調(diào)度中心的協(xié)調(diào)調(diào)度控制、虛擬發(fā)電廠對(duì)復(fù)雜配網(wǎng)的協(xié)調(diào)調(diào)度和實(shí)時(shí)運(yùn)行的自動(dòng)控制；

虛擬發(fā)電廠技術(shù)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)量和實(shí)時(shí)檢測(cè)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)不同分布式電源、儲(chǔ)能和可控負(fù)荷這些分布式資源的聚合；通過(guò)統(tǒng)一的協(xié)調(diào)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)資源最大化利用；虛擬發(fā)電廠作為一個(gè)整體,參與上級(jí)調(diào)度中心的多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)調(diào)度，因此虛擬發(fā)電廠并沒(méi)有改變分布式電源并網(wǎng)的方式，而是采用多源互補(bǔ)和協(xié)調(diào)優(yōu)化的方法，實(shí)現(xiàn)分布式電源向大電網(wǎng)的平穩(wěn)供電；

所述在地區(qū)一級(jí)配網(wǎng)調(diào)度中心建立的虛擬發(fā)電廠的整體運(yùn)行特點(diǎn)可概括為“內(nèi)外特性”，具體表現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：

(1)虛擬發(fā)電廠“外特性”表現(xiàn)為虛擬發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中作為一個(gè)整體參與上級(jí)調(diào)度中心的多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)調(diào)度并能夠響應(yīng)上級(jí)調(diào)度中心下發(fā)的調(diào)度計(jì)劃或AGC(AutomaticGeneration Control,AGC,自動(dòng)發(fā)電控制)指令進(jìn)行安全校驗(yàn)，同時(shí)能將其整體運(yùn)行信息實(shí)時(shí)上傳，以便上級(jí)調(diào)度中心及時(shí)了解其運(yùn)行狀況；

(2)虛擬發(fā)電廠“內(nèi)特性”表現(xiàn)為虛擬發(fā)電廠能夠?qū)⑸霞?jí)調(diào)度中心下發(fā)的計(jì)劃通過(guò)算法優(yōu)化后實(shí)時(shí)下發(fā)給其管轄的所有分布式電源單元、儲(chǔ)能單元和負(fù)荷單元，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控其管轄的各個(gè)單元的出力，使得虛擬發(fā)電廠能夠?qū)崟r(shí)安全穩(wěn)定運(yùn)行，且能實(shí)時(shí)跟蹤上級(jí)調(diào)度中心下發(fā)的調(diào)度計(jì)劃或AGC指令；同時(shí)，當(dāng)虛擬發(fā)電廠內(nèi)部不可控電源、負(fù)荷的出力發(fā)生波動(dòng)時(shí)，能夠調(diào)整虛擬發(fā)電廠內(nèi)部可控的儲(chǔ)能電站或AGC機(jī)組出力，以平抑內(nèi)部出力波動(dòng)；

所述基于虛擬發(fā)電廠的地區(qū)復(fù)雜配網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)包括在地區(qū)一級(jí)配網(wǎng)調(diào)度中心對(duì)多種不同類型的虛擬發(fā)電廠進(jìn)行創(chuàng)建、修改、刪除和監(jiān)視控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同虛擬發(fā)電廠的統(tǒng)一管理和控制指令的安全校核，并實(shí)現(xiàn)VPP與上級(jí)控制中心系統(tǒng)之間的交互，從整體上實(shí)現(xiàn)不同能源的統(tǒng)一靈活調(diào)度；通過(guò)組建虛擬發(fā)電廠統(tǒng)一參與上級(jí)調(diào)度中心多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)調(diào)度可以解決不可控的分布式電源、儲(chǔ)能電站、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、電動(dòng)汽車充放電平臺(tái)接入電網(wǎng)后的調(diào)度問(wèn)題；虛擬發(fā)電廠參與上級(jí)調(diào)度中心的多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)調(diào)度方式沿用傳統(tǒng)有功發(fā)電調(diào)度的分級(jí)控制原則，從時(shí)間尺度上來(lái)講，主要包括年度、季度、月度機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、日前調(diào)度計(jì)劃、日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度計(jì)劃、日內(nèi)實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃和AGC自動(dòng)發(fā)電控制的多時(shí)間尺度的協(xié)調(diào)調(diào)度；

所述多種不同類型的虛擬發(fā)電廠與上級(jí)調(diào)度中心多時(shí)間尺度的配合指虛擬發(fā)電廠在大電網(wǎng)中扮演的角色不同，首先，在地區(qū)復(fù)雜配網(wǎng)調(diào)度控制管理系統(tǒng)中所建立的虛擬發(fā)電廠是多種多樣的，不止一種類型，是各種可控和不可控分布式電源、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷、一般負(fù)荷的多種組合方式，而不同類型的虛擬發(fā)電廠在大電網(wǎng)中承擔(dān)的作用并不完全相同，即使是同一種類型，其內(nèi)部單元配置不同，也承擔(dān)不同的作用，在風(fēng)電、光伏、燃?xì)廨啓C(jī)所構(gòu)成的虛擬發(fā)電廠中，燃?xì)廨啓C(jī)作為可控的分布式電源，為風(fēng)電、光伏提供備用，平抑風(fēng)電、光伏出力波動(dòng)；當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)數(shù)量相對(duì)少時(shí)，由風(fēng)電、光伏、燃?xì)廨啓C(jī)所構(gòu)成的虛擬發(fā)電廠只能作為計(jì)劃發(fā)電機(jī)組，承擔(dān)上級(jí)調(diào)度中心下發(fā)的日前和滾動(dòng)計(jì)劃，并按照計(jì)劃進(jìn)行安排發(fā)電，而沒(méi)有多余的備用承擔(dān)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度和AGC指令；當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)數(shù)量足夠多時(shí)，該虛擬發(fā)電廠自身備用充足，并且還有多余的備用時(shí)，則作為實(shí)時(shí)平衡機(jī)組或AGC機(jī)組，參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)，改善電力系統(tǒng)電能質(zhì)量；因此，虛擬發(fā)電廠在大電網(wǎng)中所扮演的角色，與其內(nèi)部各單元的屬性及容量配置有關(guān)，不同的虛擬發(fā)電廠在大電網(wǎng)中所扮演的角色不同，對(duì)于內(nèi)部機(jī)組備用不充足的虛擬發(fā)電廠，在大電網(wǎng)中作為計(jì)劃發(fā)電機(jī)組，只承擔(dān)上級(jí)調(diào)度中心下發(fā)的日前和滾動(dòng)計(jì)劃；對(duì)于內(nèi)部機(jī)組備用充足，但爬坡速率無(wú)法滿足AGC要求的虛擬發(fā)電廠，則作為實(shí)時(shí)平衡機(jī)組；對(duì)于內(nèi)部機(jī)組備用充足，且機(jī)組性能很好，能夠滿足AGC對(duì)爬坡速率、響應(yīng)速度要求的虛擬發(fā)電廠，則作為AGC機(jī)組。