一种互联网可调度负荷综合调度系统的制作方法

文档序号:12124643阅读:511来源:国知局

本发明涉及电力系统负荷调度领域,尤其是一种互联网可调度负荷综合调度系统。



背景技术:

近年来,随着风电、太阳能等新能源的快速发展,其间歇性和波动性增加了发电侧的不确定性,给电力系统的安全、稳定运行带来了巨大挑战。目前电网侧主要通过水电以及火电等常规发电机组对新能源发电的随机性进行补偿,这种仅从发电侧进行调控的方法,其经济性较差;目前国内学者提出了需求侧响应,即通过价格信号或激励手段引导电力用户负荷转移等方式,有其优势,但是由于电价以及用户响应行为具有随机性,需求响应的结果往往是不确定的;目前国内对于负荷调度进行了初步的理论探讨,但是并未有通过技术手段将负荷进行统一管理和智能调度的系统平台。

随着智能电网技术的进一步发展,以及未来管理体制的进一步完善,建设统一的区域能量管理系统,通过综合运用现代通信、计算机、自动控制等先进技术,来满足区域用户日趋多样化的用电服务需求,满足电动汽车、分布式电源、储能装置等新能源新设备的接入与推广应用需求,实现区域供电智能可靠、服务智能互动、能效智能管理,使人们获得更可靠、更高效、更便捷、更清洁的高质量电力,将成为未来的区域电力管控技术发展的一个必然趋势。



技术实现要素:

本发明的目的是,克服现有技术的不足,提供一种互联网可调度负荷综合调度系统,它具有简便易行,智能化程度高,电网运行平稳,效率高,能够实现负荷综合调度科学化,满足现化社会对电力配置需求等优点。

实现本发明目的所采取的技术方案是:一种互联网可调度负荷综合调度系统,其特征在于,它包括:

一主控制模块,用于对电网进行综合调度控制;

若干个子控制模块,用于分别对电网的电压、电流、频率和负荷进行调度控制,并与主控制模块进行通讯连接;

电压检测模块,用于对电网电压进行检测,并与子控制模块通讯连接;

电流检测模块,用于对电网电流进行检测,并与子控制模块通讯连接;

频率检测模块,用于对电网频率进行检测,并与子控制模块通讯连接;

负载检测模块,用于对电网频率进行检测,并与子控制模块通讯连接。

作为优选,所述主控制模块包括若干台冗余配置的工业计算机,所述若干台冗余配置的工业计算机均与云计算平台相连接,每台工业计算机连接有一个独立的数据库,且在工业计算机与数据库之间设置有防火墙。

作为优选,所述子控制模块包括PLC运算模块,PLC运算模块通过有线通讯模块连接至互联网,不同PLC运算模块之间通过无线通讯模块相互连接。

作为优选,所述PLC运算模块和工业计算机之间通过云计算平台相互通讯连接,云计算平台与PLC运算模块与工业计算机之间通过全双工方式通讯连接。

作为优选,所述电压检测模块采用电压互感器。

作为优选,所述电流检测模块采用电流互感器。

作为优选,所述频率检测模块包括频率分析模块、校准模块和反馈模块,频率分析模块将分析结果送入校准模块,反馈模块根据校准模块的校准结果对频率分析模块进行反馈控制。

作为优选,所述负载检测模块包括瞬时负载检测模块和平均负载检测模块,瞬时负载模块对电网的负载波动变化率进行检测,平均负载检测模块对电网的负载波动趋势进行检测。

本发明一种互联网可调度负荷综合调度系统的有益效果在于:

1、能根据调度的要求指令或者市场信号,主动进行负荷调整,以维护整个系统的稳定性和经济性,相比于传统电网,微电网的负荷集中度高,这使得负荷响应更加灵活和迅速,因此综合考虑源、储、荷的优化调度更符合电力系统市场化的要求;

2、提高了电网对可再生能源的消纳能力,促进削峰填谷,提升负荷率和设备运行效率;

3、有效预测电网中的不确定性因素,提高电网调控的有效性和安全性;

4、具有简便易行,智能化程度高,能够实现负荷综合调度科学化,满足现化社会对电力配置的需求。

附图说明

图1是本发明一种互联网可调度负荷综合调度系统框图。

图中:1主控制模块;2子控制模块;3电压检测模块;4电流检测模块;5频率检测模块;6负载检测模块。

具体实施方式

下面利用附图和实施例对本发明作进一步说明。

参照图1,本发明的一种互联网可调度负荷综合调度系统,包括:

一主控制模块1,用于对电网进行综合调度控制;

若干个子控制模块2,用于分别对电网的电压、电流、频率和负荷进行调度控制,并与主控制模块1进行通讯连接;

电压检测模块3,用于对电网电压进行检测,并与子控制模块2通讯连接;

电流检测模块4,用于对电网电流进行检测,并与子控制模块2通讯连接;

频率检测模块5,用于对电网频率进行检测,并与子控制模块2通讯连接;

负载检测模块6,用于对电网频率进行检测,并与子控制模块2通讯连接。

所述主控制模块1包括若干台冗余配置的工业计算机,所述若干台冗余配置的工业计算机均与云计算平台相连接,每台工业计算机连接有一个独立的数据库,且在工业计算机与数据库之间设置有防火墙。

所述子控制模块2包括PLC运算模块,PLC运算模块通过有线通讯模块连接至互联网,不同PLC运算模块之间通过无线通讯模块相互连接。

所述PLC运算模块与工业计算机之间通过云计算平台相互通讯连接,云计算平台与PLC运算模块和工业计算机之间通过全双工方式通讯连接。

所述电压检测模块3采用电压互感器。

所述电流检测模块4采用电流互感器。

所述频率检测模块5包括频率分析模块、校准模块和反馈模块,频率分析模块将分析结果送入校准模块,反馈模块根据校准模块的校准结果对频率分析模块进行反馈控制。

所述负载检测模块6包括瞬时负载检测模块和平均负载检测模块,瞬时负载模块对电网的负载波动变化率进行检测,平均负载检测模块对电网的负载波动趋势进行检测。

本发明一种互联网可调度负荷综合调度系统所用的电子元器件均为市售产品。本领域技术人员根据说明书就能够实现本发明。

调度系统有以下几种具体的调度架构:

集中式架构:集中式负荷控制类似于目前发电机组的控制模式,由输电网调度中心集中调度和控制,电力系统运行人员直接给每个负荷发布调控命令。显而易见,大系统中负荷数目众多,集中式架构需要针对大量用电设备产生控制信号,这在实际系统调度中是不可行的。

分布式架构:利用嵌入用户用电设备的动态控制器以及利用智能电表实时监视系统频率并相应地调节用电设备都是一种典型的分布式控制模式。基于不同地理位置或负荷类型的分布式架构具有投资小、通信和控制灵活等优点,但完全分散的分布式架构也面临着如下挑战:①由于只反馈本地可观测量,可能出现过度控制或控制量不足的情况,难以实现电网调度的系统级控制目标;②各局部控制器为达到自身的预期目标,可能使得不同控制器间相互冲突,恶化控制的整体效果。

基于负荷聚合商的分层架构:负荷聚合商作为协调大量中小规模用户和电网控制中心的中间机构,可以是传统意义上的配电公司、政府实体或电网公司自身的负荷管理中心,也可是代表单一类型或多种类型负荷的第三方机构,其共同点是将大量电力终端用户聚合在一起参与电网调度,并努力实现电网公司、负荷聚合商和电力终端用户各方的既定目标。基于负荷聚合商的分层负荷控制分为控制层、协调层和本地响应层。处于协调层的负荷聚合商从所管理的负荷群中获取单个负荷的可控性和响应控制指令的意愿。基于个体负荷提供的信息,负荷聚合商能够建立整个负荷群的响应模型,并实现自身的分散自治功能。对于控制中心而言,负荷聚合商将呈现为“虚拟电厂”的特性,运行人员通过收集来自各负荷聚合商提供的负荷群整体信息,以及电源、电网侧的综合信息制定系统调度控制的整体协调方案,此时负荷聚合商又像发电机组一样接受控制中心下发的调控指令,并将指令分解后分配给具体的负荷。

柔性负荷主要包括可中断负荷、激励负荷。可中断负荷与激励负荷是为电网的调峰而提供的一种负荷管理措施,用以提高系统的可靠性和经济性。用户与电力公司签订负荷控制协议,在系统峰时或谷时的固定时段内或在电力公司要求的任何时段内,减少或增加他们的用电需求,当用户按照协议减少其用电需求时,电力公式向用户支付一定费用以补偿其损失,当用户按照协议增加用电需求时,电力公司适当降低用户电价作为奖励,电力公司的补偿、奖励费率由电力公司与用户事先签订的合约决定。

柔性负荷具有以下显著特点:一是响应快,通过负荷控制等用户调度措施能够起到快速备用的作用;二是经济性高,能够缓解电厂扩建与调峰电源增加的投资压力;三是体现不同用户用电意愿,通过柔性负荷控制能够依据各类用户意愿改变用电方式,科学决策发用电资源配置。

柔性负荷包括可中断负荷和激励负荷,现有研究多倾向利用可中断负荷优化备用市场、解决输电线路阻塞问题,对于利用柔性负荷平抑风电出力波动性并将之融入系统随机调度模型的研究较少。通过建立柔性负荷的成本费用函数,并将柔性负荷作为一种可调度的调峰资源,纳入到电力系统的调度体系之中,针对风电出力的不确定性,构建揭示系统运行风险的数学表达方式,综合度量了系统的运行风险水平,最后建立考虑柔性负荷调峰的大规模风电随机调度模型,并通过帝国竞争算法对模型进行求解。与现有调度方法相比,本发明既充分体现了柔性负荷的潜在调峰效益,又能够使调度决策具备兼顾电力系统安全性、经济性和可靠性的全局视角。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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