[發明專利]一種基于虛擬發電廠的地區復雜配網調度控制管理系統

有效

• 申請號: 201910584694.0
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110416998B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 張海波;馬志明;溫帥召
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/32;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了屬于調度控制管理技術領域的一種基于虛擬發電廠的地區復雜配網調度控制管理系統。針對配電網中的結構日趨復雜化，分散分布電源數量急劇增加，容量/電量占比日益提高，地區配網復雜多變，使配網調度控制日趨復雜的問題，開發了基于虛擬發電廠的地區復雜配網調度控制管理系統，該系統主要包括在地區一級配網調度中心構建不同類型虛擬發電廠和一個大數據云計算平臺。通過開發地區電網的調度控制管理系統，可使復雜配網以虛擬電廠的形式接入，統一進行協調優化管理，是一種復雜配網管理模式。地區復雜配網調度控制管理系統可以推廣應用于分布式新能源富集地區，對發展虛擬發電廠，開發可再生綠色能源，實現能源轉型具有現實意義。

技術領域

本發明屬于調度控制管理技術領域，特別涉及一種基于虛擬發電廠地區復雜配網的調度控制管理系統，更具體的說是涉及對復雜配網中對虛擬發電廠協調調度和實時運行的調度控制管理系統。

背景技術

隨著智能電網技術的發展，以及分布式新能源發電、電動汽車的規模化應用，配網側不斷涌現出分布式電源、電動汽車充電站、微網系統、分散儲能電站、可控負荷、綜合能源系統等新興事物。再加上用戶側電力市場的落地發展，配網中售電公司成立，使配網日常調度管理難度不斷增加，原有的常規SCADA(數據采集與監控系統)+DA(配網自動化系統)+GIS(地理信息系統)配網管理模式難以適應這種日新月異的變化，亟需研究配網調控管理模式和調度控制管理系統。

具體而言，針對我國大規模新能源消納的難題，采用分布式新能源發電并網方式是解決可再生能源接入電網、避免遠距離傳輸實現就地消納的重要手段，必然將會得到大力發展。然而，其結果是配網中的分散分布電源數量急劇增加，容量/電量占比日益提高，并且未來還有加速發展的趨勢。大規模新能源的分散接入將更加難以進行功率預測，其總體容量大卻難以直接調度，容量/電量占比的提高影響了省級電網發電計劃編制的有效性。同時，由于分布式新能源電站的出力波動性較大，當接入地區電網的分布式新能源總容量足夠大，超出了地區電網的接納能力時，調度部門就要限制新能源的出力，造成棄風、棄光等問題的出現。

目前，由于輔助服務市場不夠健全，往往造成地區電網中輔助調峰調頻資源的浪費。一些有調節能力的水電站、儲能電站和可調節負荷等并沒有意愿和動力去調節分布式新能源出力的波動性。通過需求側管理可使一部分負荷做到可調節，進而參與電網調節。此外，據統計數據，電動汽車90％的時間處于停駛狀態，如果將大量閑置的電動汽車通過充電樁接入參與電網調度，則對電網而言將增加很多儲能容量，同時相比于電池儲能更有成本優勢。

綜合上述，盡管配網結構日趨復雜，但實際上存在著大量冗余分散的資源待統一管理和開發利用。事實上，如果將有調節能力的水電廠、可調節負荷和儲能電站，連同某些分布式新能源電站，電動汽車有序充放電管理平臺，甚至為本地區提供熱力負荷的熱電廠等等，統一納入到一個虛擬發電廠中，則在這個虛擬發電廠的框架內，就可以實現虛擬電廠內部的統一協調調度，更有利于對電網運行進行指令計劃的安全校核，從而實現內部多能互補，平抑內部新能源波動，以期達到配電網的安全、平穩、經濟運行的目的。這種基于虛擬電廠統籌管理的配網管理模式，在提升了系統的新能源接納能力的同時，充分挖掘了配網中的閑置資源，大大優化了配網側的資源配置，是一種一舉多得的配網管理模式。

基于上述目標，需要在地區復雜配網中構建一套基于虛擬發電廠的調度控制管理系統，以虛擬電廠為管理對象，對其內部資源實現協調優化管理，對外可作為電廠主體參與省級調度。同時應當注意到的是，針對如此數量眾多且分散分布的虛擬電廠組成成員，若直接采用傳統的一對一的通訊管理模式，將會使配網的調度管理成本急劇增加且效率低下。實際上，配網中出現的分布式新能源電站、分布式儲能、電動汽車等都有一個共同的特點就是數量眾多，且分散分布。大數據云計算平臺提供了針對這一問題的有效解決途徑。因此，在配網調度控制日趨復雜的新形勢下，非常有必要開展基于虛擬電廠和云計算平臺管理架構的復雜配網調控管理系統的相關研究工作。