一种虚拟电厂运行事故风险实时检测系统及方法与流程

本发明涉及虚拟电厂技术领域，尤其是涉及一种虚拟电厂运行事故风险实时检测方法及系统。

背景技术：

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现dg、储能系统、可控负荷、电动汽车等der的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合der参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。“虚拟电厂”的解决思路在我国有着非常大的市场潜力，对于面临“电力紧张和能效偏低矛盾”的中国来说，无疑是一种好的选择。

风电和太阳能电等可再生能源的间歇性、远距离、大规模、难预测等特性使其接入电网对电力系统规划建设、生产运行、安全稳定造成重大影响，存在负荷波动较大，接入电网时机和供电质量不佳等问题，是虚拟电厂运行事故发生的主要原因，且不同时间段的用电负荷不同，局部地区用电负荷突然增加，供不应求容易导致大规模停电，造成重大经济损失，现有的虚拟电厂技术并不成熟，尤其在其运行事故风险实时检测方面存在技术漏洞。

为此，我们提出一种虚拟电厂运行事故风险实时检测方法及系统来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可靠的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法及系统，可以实现实时检测电网中的负荷波动以及运行事故风险。

为解决上述的技术问题，本发明的一方面提供一种虚拟电厂运行事故风险实时检测系统，包括：

发电量检测模块，用于建立各电厂的发电量检测曲线，并将曲线数据实时发送给中央处理器；

耗电量检测模块，用于建立各用电端与储能设备的耗电量检测曲线，并将曲线数据实时发送给中央处理器；

计时模块，包括日期显示模块和时间显示模块，用于实时检测节假日和用电高峰时间段的耗电量，并配合中央处理器对各电厂进行协调控制；

中央处理器，分别与发电量检测模块、耗电量检测模块和计时模块连接，用于接收各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和实时日期、时间数据；

警报模块，与所述中央处理器连接，用于事故风险发生时作出报警动作；

gprs通信模块，与所述中央处理器连接，用于将所述中央处理器接收到的数据传输给云后台进行处理；

云后台，与所述gprs通信模块连接，用于接收所述gprs通信模块发送的各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和日期、时间数据，对比分析后将数据信息发送至控制端；

控制端，根据所述云后台发送的数据信息进行人工调控，用于协调各电厂的发电量。

所述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述发电量检测模块检测各电厂的发电量数据，所述耗电量检测模块用于统计各用电端与储能设备的耗电量数据，所述计时模块检测实时日期以及时间段的信息数据；

所述中央处理器接收各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和实时日期、时间数据，并通过所述gprs通信模块打包后发送到云后台；

当所述云后台对接收到的数据分析处理后，将虚拟电厂出现的异常信息数据分别发送到控制端。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述发电量检测模块包括不可控电厂电能计量装置和可控电厂电能计量装置，所述不可控电厂电能计量装置和可控电厂电能计量装置的信号输出端分别与plc的信号输入端电连接，所述plc的信号输出端与中央处理器电连接。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述耗电量检测模块包括耗电量电能计量装置，所述耗电量电能计量装置与plc的信号输入端电连接，所述plc的信号输出端与中央处理器电连接。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述计时模块应用在实践设定范围内，通过该模块自带的单片机在“节假日”、“非节假日”、“用电高峰时间段”和“非用电高峰时间段”四种情况下，设定不同的警报阈值。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述警报模块包括红、黄、蓝三个报警指示灯，所述计时模块的信号输出端与plc的信号输入端电连接，所述plc的信号输出端与所述警报模块连接。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述警报模块还包括报警发声器，所述报警发声器与中央处理器电连接。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述gprs通信模块基于aes-128加密技术的加密ble蓝牙通信技术和载波通信技术。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述gprs通信模块包括射频收发器。

在上述的虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其中，所述控制端通过安装的实时通信软件接收所述云后台检测到数据异常信息后，通过实时通信软件实时查看不可控电厂发电量、可控电厂发电量，以及异常报警的信息。

实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明提供的一种虚拟电厂运行事故风险实时检测系统及方法，通过发电量检测模块检测各电厂的发电量数据，通过耗电量检测模块用于统计各用电端与储能设备的耗电量数据，通过计时模块检测实时日期以及时间段的信息数据，通过中央处理器接收各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和实时日期、时间数据，并通过所述gprs通信模块打包后发送到云后台，当所述云后台对接收到的数据分析处理后，将虚拟电厂出现的异常信息数据分别发送到控制端。本发明通过实时检测发电量数据和耗电量数据，将两者的曲线数据图通过云后台处理后，提供至控制端，并根据计时模块反馈的时间信息，由警报模块发出不同级别的报警，使事故风险得到实时检测并反馈，方便控制端对虚拟电厂进行及时的协调与调度，避免因电量供不应求导致大规模停电的问题发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1是本发明提供的一种虚拟电厂运行事故风险实时检测系统的功能原理框图；

图2是本发明提供的一种虚拟电厂运行事故风险实时检测系统中用电量检测曲线和耗电量检测曲线的对比图；

图3是图1中发电量检测模块的结构示意图；

图4是图1中耗电量检测模块的结构示意图；

图5是图1中计时模块的结构示意图；

图6是本发明提供的一种虚拟电厂运行事故风险实时检测方法的一个实施例中的主流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示，示出了本发明提供的一种虚拟电厂运行事故风险实时检测系统的一个实施例的结构示意图，一并结合图2至图6所示。在本实施例中，所述系统包括中央处理器4，与中央处理器4连接的发电量检测模块1、耗电量检测模块2以及计时模块3，所述中央处理器4通过gps通信模块6与一云后台7进行通信，所述云后台7连接有控制端8和警报模块5，其中：

发电量检测模块1，用于建立各电厂的发电量检测曲线，并将曲线数据实时发送给中央处理器4；

耗电量检测模块2，用于建立各用电端与储能设备的耗电量检测曲线，并将曲线数据实时发送给中央处理器4；

计时模块3，包括日期显示模块和时间显示模块，用于实时检测节假日和用电高峰时间段的耗电量，并配合中央处理器4对各电厂进行协调控制；

中央处理器4，分别与发电量检测模块1、耗电量检测模块2和计时模块3连接，用于接收各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和实时日期、时间数据，并检测当前的发电量曲线与耗电量曲线之差是否超出预定的阈值，如果超出则产生报警指令；

警报模块5，与中央处理器4连接，用于事故风险发生时作出报警动作；

gprs通信模块6，与中央处理器4连接，用于将中央处理器4接收到的数据传输给云后台7进行处理；在一个例子中，所述gprs通信模块6包括射频收发器，所述gprs通信模块6采用aes-128加密技术的加密ble蓝牙通信技术和载波通信技术；

云后台7，与gprs通信模块6连接，用于接收gprs通信模块6发送的各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和日期、时间数据，对比分析后将数据信息发送至控制端8；

控制端8，根据云后台7发送的数据信息进行人工调控，用于协调各电厂的发电量，在实际的例子中，所述控制端8可以是诸如手机等移动终端。

具体的，发电量检测模块1包括不可控电厂电能计量装置10、可控电厂电能计量装置11和第一plc单元13，其中，不可控电厂包括风力发电和光伏发电等分布式电源，可控电厂为火力发电等完全可控发电源，不可控电厂电能计量装置10和可控电厂电能计量装置11的信号输出端分别与第一plc单元13的信号输入端电连接，第一plc单元13的信号输出端与中央处理器4电连接。

耗电量检测模块2包括耗电量电能计量装置20和第二plc单元21，耗电量电能计量装置20与第二plc单元21的信号输入端电连接，第二plc单元21的信号输出端与中央处理器4电连接。

其中，所述计时模块3设置包括日期显示模块30、时间显示模块31以及第三plc单元33，在所述第三plc单元33中设置有对应于“节假日”、“非节假日”、“用电高峰时间段”和“非用电高峰时间段”四种情况下的警报阈值。例如在一些例子中，因节假日和用电高峰时间段19:00-22:00时用电量较大，且用电负荷波动较大，发电量曲线与耗电量曲线之差设立较高的阈值，增大可协调的余地。

日期显示模块30、时间显示模块31的信号输出端与第三plc单元33的信号输入端电连接。

警报模块5包括红、黄、蓝三个报警指示灯，第三plc单元的信号输出端与警报模块5连接；当中央处理器4未发出报警信号时，警报模块5中绿灯亮起，显示正常工作，当中央处理器4发出报警信号时，且计时模块3发出处于“节假日”和“用电高峰时间段”时段信号时，报警指示灯报警时亮红灯，当中央处理器4发出报警信号时，且计时模块3发出处于“非节假日”和“非用电高峰时间段”时段信号时，报警指示灯报警时亮黄灯。

其中，所述警报模块5还包括报警发声器，所述报警发声器与中央处理器电4连接。

其中，所述第一plc单元13、第二plc单元21、第三plc单元33均采用西门子s7-1200plc控制器。该控制器有7个数字量输入5个数字量输出。西门子s7-1200控制器具有结构紧凑、模块化、功能全面等特点，适用于多种应用场合。此外，西门子s7-1200plc具有高速输入、高速输出、可扩展的灵活设计的特点，并且集成的profinet接口用于编程、hmi通信和plc间的通信。

同时，所述控制端8与所述云后台7相连接，其接收所述云后台7检测到数据异常信息后，并实时显示不可控电厂发电量、可控电厂发电量，以及异常报警的信息。

如图6所示，示出了本发明提供的一种虚拟电厂运行事故风险实时检测方法，其利用前述图1至图5所述的虚拟电厂运行事故风险实时检测系统实现，所述方法包括如下步骤：

步骤s10，所述发电量检测模块检测各电厂的发电量数据，所述耗电量检测模块用于统计各用电端与储能设备的耗电量数据，所述计时模块检测实时日期以及时间段的信息数据；计时模块应用在实践设定范围内，通过该模块自带的单片机在“节假日”、“非节假日”、“用电高峰时间段”和“非用电高峰时间段”四种情况下，设定不同的警报阈值；

步骤s11，所述中央处理器接收各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和实时日期、时间数据，并通过所述gprs通信模块打包后发送到云后台；当不可控电厂发电量因环境因素降低，导致发电量曲线接近甚至低于耗电量曲线时，做出报警，避免因供不应求容易导致大规模停电，造成重大经济损失；

步骤s12，当所述云后台对接收到的数据分析处理后，将虚拟电厂出现的异常信息数据分别发送到控制端；

步骤s13，所述控制端接收所述云后台检测到数据异常信息后，通过设置于其上的实时通信软件显示不可控电厂发电量、可控电厂发电量，以及异常报警的信息。

更多细节可参照前述对图1至图5的描述，在此不进行赘述。

实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明提供的一种虚拟电厂运行事故风险实时检测系统及方法，通过发电量检测模块检测各电厂的发电量数据，通过耗电量检测模块用于统计各用电端与储能设备的耗电量数据，通过计时模块检测实时日期以及时间段的信息数据，通过中央处理器接收各电厂发电量数据和各用电端、储能设备的耗电量数据和实时日期、时间数据，并通过所述gprs通信模块打包后发送到云后台，当所述云后台对接收到的数据分析处理后，将虚拟电厂出现的异常信息数据分别发送到控制端。本发明通过实时检测发电量数据和耗电量数据，将两者的曲线数据图通过云后台处理后，提供至控制端，并根据计时模块反馈的时间信息，由警报模块发出不同级别的报警，使事故风险得到实时检测并反馈，方便控制端对虚拟电厂进行及时的协调与调度，避免因电量供不应求导致大规模停电的问题发生。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。