一種多級(jí)能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多級(jí)能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，屬于新能源微網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭、石油、天然氣等化石能源資源的迅速消耗，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化，人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。能源技術(shù)向低碳、無(wú)碳化方向發(fā)展，隨著功率具有隨機(jī)波動(dòng)特征的風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電等電源的大量接入電網(wǎng)、具有移動(dòng)負(fù)荷和儲(chǔ)能特征的電動(dòng)車的推廣應(yīng)用及現(xiàn)代社會(huì)對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的嚴(yán)格要求，與人類生活息息相關(guān)的電力系統(tǒng)正面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。
[0003]“智能電網(wǎng)”是一個(gè)高度自動(dòng)化的和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是電力流和信息流的雙向流動(dòng)。為推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，世界各國(guó)均在進(jìn)行大量的智能電網(wǎng)示范性實(shí)踐。真正要實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)，就要在發(fā)電、輸電、配電、用電、儲(chǔ)能、微網(wǎng)各環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。因此，抓緊建設(shè)包括發(fā)電、輸電、配電、用電全環(huán)節(jié)雙向互動(dòng)的智能電網(wǎng)多級(jí)能源體系，是我國(guó)全面建設(shè)智能電網(wǎng)的重要階段和基礎(chǔ)。消納大規(guī)模、高滲透率間歇式電源，是我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)的首要任務(wù)之一，建設(shè)以大規(guī)?？稍偕茉聪{、高效利用為特征的崇明智能電網(wǎng)集成示范對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)將起到重要的促進(jìn)作用，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。集成示范將促進(jìn)各類新能源的接入，有助于全國(guó)生態(tài)文明建設(shè)示范區(qū)的實(shí)現(xiàn)和提升國(guó)家形象。將有助于實(shí)現(xiàn)能源和電力資源優(yōu)化配置，提高電網(wǎng)供電的可靠性和運(yùn)行管理水平。將為建立完善的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化配置提供了平臺(tái)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)向高效、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的現(xiàn)代電網(wǎng)的升級(jí)和跨越具有重要的意義。
[0004]實(shí)施智能電網(wǎng)多級(jí)能源體系建設(shè)，加快推進(jìn)智能電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是服從國(guó)家戰(zhàn)略、落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要舉措，對(duì)于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、加快信息化與工業(yè)化融合，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種多級(jí)能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，能夠綜合協(xié)調(diào)各級(jí)新能源，達(dá)到各級(jí)之間的分布自治、協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，符合未來(lái)新能源發(fā)展趨勢(shì)，為區(qū)域性的大規(guī)模地運(yùn)行新能源提供可能。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種多級(jí)能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，包括:態(tài)勢(shì)感知模塊、優(yōu)化決策模塊、策略執(zhí)行與評(píng)估模塊和配電網(wǎng)快速仿真模塊；
所述態(tài)勢(shì)感知模塊通過(guò)分析與辨識(shí)技術(shù)，提供配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行趨勢(shì)信息給優(yōu)化決策模塊；
所述優(yōu)化決策模塊通過(guò)分析配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行趨勢(shì)，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，得到單元調(diào)控策略并傳輸至策略執(zhí)行與評(píng)估模塊；
所述策略執(zhí)行與評(píng)估模塊通過(guò)執(zhí)行、存儲(chǔ)及更新單元調(diào)控策略，為優(yōu)化決策模塊提供最優(yōu)的單元調(diào)控策略；
所述配電網(wǎng)快速仿真模塊與態(tài)勢(shì)感知模塊和優(yōu)化決策模塊進(jìn)行交互，提供各模塊所需的仿真結(jié)果。
[0007]所述態(tài)勢(shì)感知模塊包括配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)辨識(shí)模塊和配電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析模塊； 所述配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)辨識(shí)模塊包括:多源信息融合單元、虛擬量測(cè)單元、狀態(tài)估計(jì)單元和狀態(tài)評(píng)價(jià)體系；配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)辨識(shí)模塊在包括SCADA量測(cè)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及虛擬量測(cè)單元的量測(cè)集群的基礎(chǔ)上，通過(guò)多源信息融合單元對(duì)多源信息進(jìn)行提取與融合，狀態(tài)評(píng)價(jià)體系對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，狀態(tài)估計(jì)單元對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的辨識(shí)；
所述配電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析模塊包括:功率預(yù)測(cè)單元、負(fù)荷預(yù)測(cè)單元和風(fēng)險(xiǎn)分析與平抑單元；配電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析模塊利用氣象資料信息建立數(shù)值預(yù)報(bào)模型，通過(guò)功率預(yù)測(cè)單元對(duì)配電網(wǎng)中的分布式電源和負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，并利用仿真分析功能結(jié)合配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，采用風(fēng)險(xiǎn)分析與平抑單元評(píng)估配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行趨勢(shì)的判定。
[0008]所述配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)包括:故障狀態(tài)、異常狀態(tài)、正常狀態(tài)及優(yōu)化狀態(tài)。
[0009]所述優(yōu)化決策模塊包括單元調(diào)控策略優(yōu)化決策單元和用于提供優(yōu)化目標(biāo)的配電網(wǎng)自適應(yīng)協(xié)調(diào)優(yōu)化目標(biāo)模型，所述單元調(diào)控策略優(yōu)化決策單元通過(guò)結(jié)合優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，并參考策略執(zhí)行與評(píng)估模塊提供的單元調(diào)控策略，通過(guò)配電網(wǎng)快速仿真模塊仿真，得到保證多級(jí)能源系統(tǒng)穩(wěn)定又完成優(yōu)化目標(biāo)速度快的單元調(diào)控策略。
[0010]所述策略執(zhí)行與評(píng)估模塊包括智能決策專家?guī)旒罢{(diào)控效果評(píng)估單元；
所述調(diào)控效果評(píng)估單元實(shí)際執(zhí)行單元調(diào)控策略，再根據(jù)實(shí)際執(zhí)行結(jié)果，篩選在人工設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成優(yōu)化目標(biāo)且能夠保證多級(jí)能源系統(tǒng)穩(wěn)定的單元調(diào)控策略送入智能決策專家?guī)?，所述智能決策專家?guī)齑鎯?chǔ)調(diào)控效果評(píng)估單元傳送的單元調(diào)控策略，同時(shí)智能決策專家?guī)爝€具備支撐單元調(diào)控策略優(yōu)化決策功能。
[0011]所述配電網(wǎng)快速仿真模塊包括仿真功能子模塊及仿真支撐平臺(tái)；
所述仿真功能子模塊包括網(wǎng)絡(luò)等值模塊、潮流計(jì)算模塊、仿真控制模塊、事故分析模塊、最優(yōu)潮流模塊和分析評(píng)估模塊；
所述仿真支撐平臺(tái)包括仿真案例管理模塊、配電網(wǎng)模型管理模塊和多代理模型管理模塊。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:(I)本發(fā)明提供的多級(jí)能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，通過(guò)從優(yōu)化目標(biāo)、空間尺度、時(shí)間尺度等三個(gè)維度上綜合協(xié)調(diào)各級(jí)新能源，達(dá)到各級(jí)之間的分布自治、協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，其符合未來(lái)新能源發(fā)展趨勢(shì)，為區(qū)域性的大規(guī)模地運(yùn)用新能源提供了可能；(2)多級(jí)能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)針對(duì)智能電網(wǎng)中的配網(wǎng)級(jí)/片區(qū)級(jí)、饋線級(jí)及臺(tái)區(qū)級(jí)等三級(jí)的新能源，在區(qū)域性新能源協(xié)調(diào)控制上具備更好的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)了新能源的配用電環(huán)節(jié)的雙向互動(dòng)，便于該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用；(3)多級(jí)能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)策略執(zhí)行與評(píng)估系統(tǒng)將調(diào)控效果優(yōu)秀的控制策略保留，有助于系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015]如圖1所示，是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖，包括:態(tài)勢(shì)感知模塊、優(yōu)化決策模塊、策略執(zhí)行與評(píng)估模塊和配電網(wǎng)快速仿真模塊。
[0016]態(tài)勢(shì)感知模塊通過(guò)分析與辨識(shí)技術(shù)，提供配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行趨勢(shì)信息給優(yōu)化決策模塊，控制目標(biāo)是將電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)向優(yōu)化狀態(tài)逼近。
[0017]態(tài)勢(shì)感知模塊包括配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)辨識(shí)模塊和配電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析模塊。
[0018]配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)辨識(shí)模塊包括:多源信息融合單元、虛擬量測(cè)單元、狀態(tài)估計(jì)單元和狀態(tài)評(píng)價(jià)體系。配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)辨識(shí)模塊在包括SCADA量測(cè)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及虛擬量測(cè)單元的量測(cè)集群的基礎(chǔ)上，通過(guò)多源信息融合單元對(duì)多源信息進(jìn)行提取與融合，狀態(tài)評(píng)價(jià)體系對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，狀態(tài)估計(jì)單元對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的辨識(shí)。
[0019]配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)包括故障狀態(tài)、異常狀態(tài)、正常狀態(tài)及優(yōu)化狀態(tài):故障狀態(tài)是指電網(wǎng)發(fā)生故障，出現(xiàn)停電區(qū)域；異常狀態(tài)是指電網(wǎng)負(fù)荷正常供電，但電壓出現(xiàn)越限，功率過(guò)載，電網(wǎng)存在潛在甩負(fù)荷的風(fēng)險(xiǎn)；正常狀態(tài)是指電網(wǎng)全部負(fù)荷正常供電，無(wú)越限和功率過(guò)載現(xiàn)象，但新能源利用率、峰谷差或網(wǎng)損等參數(shù)尚有提升空間；優(yōu)