[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的虛擬電廠負荷預(yù)測方法及跟蹤控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111517497.0
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114444256A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王婧;李金山;高金龍;蘇寧;董燁;李瀟;周喜超;李艷;趙錦;趙東;馬浩;劉晨龍;朱廣帥;王冰;胡春雨;佘家駒;齊艷橋;喬真;王彥文;王小芳;賈曉宇;韓敬濤
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)綜合能源服務(wù)集團有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F119/06
• 代理公司: 北京中南長風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發(fā)明公開了一種基于大數(shù)據(jù)的虛擬電廠負荷預(yù)測方法及跟蹤控制方法，運營商通過霧計算服務(wù)中心將邊緣計算設(shè)備部署于臨近DERs的位置，能夠就近控制一定數(shù)量和種類的DERs，邊緣計算設(shè)備具備一定的感知能力，能夠識別受控DERs的身份，擁有其量測和控制權(quán)，在響應(yīng)激勵信號之前，已經(jīng)擁有完整的狀態(tài)集、特征集合可控指令集，可信的邏輯電表，邊緣計算能夠通過邏輯電表對DERs計量、校驗與評價；方法包括：基于大數(shù)據(jù)中的負荷期望值和最高負荷值以及邊緣設(shè)備進行虛擬電廠負荷預(yù)測；基于事件驅(qū)動的刺激?反饋控制機制和自趨優(yōu)化運行理論控制虛擬電廠負荷，實現(xiàn)虛擬電廠自趨優(yōu)化運行。還公開了對應(yīng)系統(tǒng)、電子設(shè)備和計算機可讀存儲介質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于大數(shù)據(jù)的虛 擬電廠負荷預(yù)測方法及跟蹤控制方法、系統(tǒng)和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

虛擬電廠(Virtual Power Plant，VPP)式不同分布式發(fā)電DG單 元的組合，包括可再生能源系統(tǒng)、常規(guī)/非傳統(tǒng)類型的發(fā)電機和存儲 系統(tǒng)，可以向電力市場提供以小時為單位的需求預(yù)測個體發(fā)電廠配置。 虛擬電廠被定義為依賴于軟件系統(tǒng)遠程、自動分配和優(yōu)化發(fā)電、需求 響應(yīng)和儲能資源的能源互聯(lián)網(wǎng)。虛擬電廠在組織機構(gòu)上與微網(wǎng)相似， 但虛擬電廠更注重電源側(cè)分配和管理。在VPP組織中，分布式發(fā)電 的靈活需求行為取決于其控制策略。隨著年電力消費需求量的增加， VPP容量和控制策略均發(fā)生變化，導(dǎo)致不同的VPP組成和控制結(jié)果。 當(dāng)自供電VPP的最高需求覆蓋率達到92％以上時，VPP可以保護自 身，即在市場能源價格波動時，需求覆蓋率較高的VPP可獲得較高 收益。

VPP本質(zhì)上是一個基于物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)搭建的分布式電源、儲能、柔 性可控負荷等分布式能源資源(Distributed Energy Resources,DERs) 聚合平臺，對內(nèi)實現(xiàn)對海量DERs的智能感知與精細化管控，對外作 為一個整體提供一定靈活性服務(wù)。在線復(fù)核預(yù)測和跟蹤控制式VPP 靈活性利用的方式之一，通過自動預(yù)測并跟蹤給定的預(yù)期復(fù)核曲線， VPP能夠有效參與電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度，在間歇性可再生消納、調(diào)峰備用等 方面發(fā)揮重要價值。

負荷預(yù)測是虛擬電廠智能管理的重要組成部分，也是調(diào)整分布式 電網(wǎng)、傳統(tǒng)電網(wǎng)之間關(guān)系的方法，保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)電 網(wǎng)預(yù)測依賴以往變化規(guī)律進行預(yù)測，忽視了其他相關(guān)指標(biāo)的影響，對 于海量大數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，特別是多種不定因素的關(guān)系沒有作為信息 進行計算，因此結(jié)果并不準(zhǔn)確。

為了VPP能夠?qū)崟r、自動、精確的跟蹤預(yù)期負荷曲線，現(xiàn)有技 術(shù)采用的方法包括：

(1)自上而下的方法，采用機理模型對所調(diào)度的對象進行建模， 并通過集中式的控制單元對每個對象的發(fā)/用電技術(shù)進行優(yōu)化；

(2)將虛擬電廠控制視為線性規(guī)劃問題設(shè)計實時能量管理系統(tǒng)， 并通過該系統(tǒng)和雙向通信基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)風(fēng)電機組、儲能系統(tǒng)和柔性可 控負荷的優(yōu)化控制；

(3)集中式虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度控制采用二進制的回溯搜索算法 對虛擬電廠內(nèi)部的光伏、風(fēng)電、儲能、燃機等機組的開/閉時序進行 決策，實現(xiàn)運行成本最優(yōu)化。

然而上述方法面對大多是幾百上千個對象，并且以電網(wǎng)友好型的 對象如常規(guī)機組、儲能系統(tǒng)為主，不確定性因素較少。如果面對海量 目標(biāo)各異、產(chǎn)權(quán)分散、狀態(tài)時變的參與者不適用，此外，還有部分技 術(shù)采用了類去中心化的方法，如博弈論、拍賣理論進行虛擬電廠的負 荷預(yù)測和控制，但是控制方法仍然采用自上而下的思路，DERs在運 行過程中較為被動，無自主性，對未知環(huán)境的適應(yīng)能力差，DERs相 互之間存在較強耦合，方法容錯和擴展能力補強，假定參與者完全理 性、決策過程依賴于完全信息，那么優(yōu)化結(jié)果與現(xiàn)實應(yīng)用存在差異會 很大。

發(fā)明內(nèi)容