综合能源港进行电力调度的处理方法、装置、系统和部件与流程

本发明涉及信号处理，特别涉及一种综合能源港进行电力调度的处理方法、装置、系统和部件。

背景技术：

1、随着地区经济的迅速发展，地区电网的负荷压力日益增大，要能满足地区经济快速发展的用电需求就需要对地区电网进行升级改造。而改造地区电网的实施周期和实施成本往往都较长、较大，很难在短时间内完成，从而在一些地区经济提速较快的地区广泛存在着地区电网负载能力始终不能满足经济发展速度的问题。

2、为解决这个问题，我们基于微型电网技术提出一种综合能源港的解决方案来缓解地区电网负载能力滞后的问题。所谓综合能源港就是一种可联合当地多类分散发电资源(例如油电发电资源、太阳能发电资源或风能发电资源等)进行发配用电的多资源发配用电系统。通过建设综合能源港可以在不改变地区电网结构的前提下为地区电网提供辅助的电力支撑作用。

3、我们提出的综合能源港解决方案由能量管理系统、柴油发电系统、风能发电系统、光伏发电系统、储电系统、交流充电桩、直流充电桩、箱式变压器、交流母线和气象监控设备组成。本方案采用交流母线进行电能输送，目的是为了扩大接入功率范围；本方案的柴油发电系统、风能发电系统、光伏发电系统分别为基于柴油、风能和太阳能的发电系统；本方案的储电系统通过储能电池的充放电可实现电能的存储和输出功能；本方案通过箱式变压器与地区电网进行用配电对接；本方案的交、直流充电桩为向用户提供的用电设施；本方案的气象监控设备可以对当前地区的天气状态(诸如：晴天、多云、阴天、降雨天、降雪天等)、日照强度、温度和风力强度进行监控；本方案的能量管理系统则用于对综合能源港进行整体电力调度。本方案的核心关键技术之一就是如何通过能量管理系统实现对综合能源港的动态电力调度。

技术实现思路

1、本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种综合能源港进行电力调度的处理方法、装置、系统和部件,由综合能源港的能量管理系统以各类发电系统(柴油发电系统、风能发电系统、光伏发电系统)的有效发电功率和储电系统的有效放电功率作为实际输出能力、以储电系统和各类充电桩(交流充电桩、直流充电桩)的负荷充电功率作为实际用电需求，并结合气象监控设备的实时气象监控数据进行动态的电力调度方案配置；并根据动态配置方案对综合能源港的发用配电进行整体调度。通过本发明，可以为综合能源港提供一种灵活的动态电力调度机制，使得综合能源港的发用配电性能更合理，从而在实现对地区电网提供辅助电力支撑的同时还可以进一步提高综合能源港的支撑性能。

2、为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种综合能源港进行电力调度的处理方法，所述方法包括：

3、能量管理系统获取综合能源港的气象监控设备的气象监控数据作为对应的第一气象数据；并获取综合能源港的柴油发电系统、风能发电系统、光伏发电系统的有效发电功率作为对应的第一发电功率、第二发电功率和第三发电功率；并获取所述综合能源港的储电系统的负荷充电功率和有效放电功率作为对应的第一充电功率和第四发电功率；并获取所述综合能源港的交流充电桩和直流充电桩的负荷充电功率作为对应的第二充电功率和第三充电功率；

4、根据所述第一气象数据、所述第一发电功率、所述第二发电功率、所述第三发电功率、所述第四发电功率、所述第一充电功率、所述第二充电功率和所述第三充电功率进行电力调度方案配置处理生成对应的第一配置数据；

5、根据所述第一配置数据进行电力调度处理。

6、优选的，所述综合能源港包括所述能量管理系统、所述柴油发电系统、所述风能发电系统、所述光伏发电系统、所述储电系统、所述交流充电桩、所述直流充电桩、箱式变压器、交流母线和所述气象监控设备；

7、所述能量管理系统分别与所述柴油发电系统、所述风能发电系统、所述光伏发电系统、所述储电系统、所述交流充电桩、所述直流充电桩、所述箱式变压器和所述气象监控设备连接；所述交流母线分别与所述能量管理系统、所述柴油发电系统、所述风能发电系统、所述光伏发电系统、所述储电系统、所述交流充电桩、所述直流充电桩和所述箱式变压器连接；所述箱式变压器与所述地区电网连接；

8、所述柴油发电系统包括油电控制设备、柴油发电机和油电逆变器；所述油电控制设备分别与所述能量管理系统、所述柴油发电机和所述油电逆变器连接；所述柴油发电机与所述油电逆变器连接；所述油电逆变器与所述交流母线连接；

9、所述风能发电系统包括风电控制设备、风力发电机和风能逆变器；所述风电控制设备分别与所述能量管理系统、所述风力发电机和所述风能逆变器连接；所述风力发电机与所述风能逆变器连接；所述风能逆变器与所述交流母线连接；

10、所述光伏发电系统包括光伏控制设备、光伏阵列和光伏逆变器；所述光伏控制设备分别与所述能量管理系统、所述光伏阵列和所述光伏逆变器连接；所述光伏阵列与所述光伏逆变器连接；所述光伏逆变器与所述交流母线连接；

11、所述储电系统包括储电控制设备、储能电池和ac/dc双向变流器；所述储电控制设备分别与所述能量管理系统、所述储能电池和所述ac/dc双向变流器连接；所述储能电池与所述ac/dc双向变流器连接；所述ac/dc双向变流器与所述交流母线连接；

12、所述直流充电桩包括ac-dc变换器和直流充电模块；所述ac-dc变换器分别与所述交流母线和所述直流充电模块连接；

13、所述第一气象数据包括第一天气状态、第一日照强度、第一温度和第一风力强度；所述第一天气状态包括晴天、多云、阴天、降雨天和降雪天；

14、所述第一配置数据包括油电调度标志位、风能调度标志位、光伏调度标志位、储电调度标志位和地区电网调度标志位；所述油电调度标志位、所述风能调度标志位、所述光伏调度标志位和所述储电调度标志位都包括启动标志标识和关闭标志标识；所述地区电网调度标志位包括联网用电标志标识、联网配电标志标识和脱网标志标识。

15、优选的，所述根据所述第一气象数据、所述第一发电功率、所述第二发电功率、所述第三发电功率、所述第四发电功率、所述第一充电功率、所述第二充电功率和所述第三充电功率进行电力调度方案配置处理生成对应的第一配置数据，具体包括：

16、所述能量管理系统根据所述第一气象数据进行光伏调度标志位预配置处理得到对应的第一预配置标志位；并根据所述第一气象数据进行风能调度标志位预配置处理得到对应的第二预配置标志位；并根据得到的所述第一、第二预配置标志位进行油电调度标志位预配置处理得到对应的第三预配置标志位；并根据所述第一充电功率和所述第四发电功率进行储电调度标志位预配置处理得到对应的第四预配置标志位；

17、根据所述第一、第二、第三和第四预配置标志位以及所述第一、第二、第三和第四发电功率以及所述第一、第二和第三充电功率进行发电总功率和充电总功率估计生成对应的第一发电总功率和第一充电总功率；

18、根据所述第一发电总功率和所述第一充电总功率对电力调度方案进行动态配置生成对应的所述第一配置数据。

19、进一步的，所述根据所述第一气象数据进行光伏调度标志位预配置处理得到对应的第一预配置标志位，具体包括：

20、所述能量管理系统对所述第一气象数据的所述第一天气状态是否为晴天进行识别；

21、若所述第一天气状态为晴天，则对所述第一气象数据的所述第一日照强度是否超过预设的日照强度阈值且所述第一温度是否低于预设的温度阈值进行识别；若所述第一日照强度超过所述日照强度阈值且所述第一温度低于所述温度阈值，则设置对应的所述第一预配置标志位为启动标志标识；若所述第一日照强度未超过所述日照强度阈值或所述第一温度不低于所述温度阈值，则设置对应的所述第一预配置标志位为关闭标志标识；

22、若所述第一天气状态不为晴天，则设置对应的所述第一预配置标志位为关闭标志标识。

23、进一步的，所述根据所述第一气象数据进行风能调度标志位预配置处理得到对应的第二预配置标志位，具体包括：

24、所述能量管理系统对所述第一气象数据的所述第一风力强度是否满足预设的风力强度范围进行识别；

25、若所述第一风力强度满足所述风力强度范围，则设置对应的所述第二预配置标志位为启动标志标识；

26、若所述第一风力强度不满足所述风力强度范围，则设置对应的所述第二预配置标志位为关闭标志标识。

27、进一步的，所述根据得到的所述第一、第二预配置标志位进行油电调度标志位预配置处理得到对应的第三预配置标志位，具体包括：

28、所述能量管理系统在所述第一预配置标志位或所述第二预配置标志位为启动标志标识时，设置对应的所述第三预配置标志位为关闭标志标识；并在所述第一、第二预配置标志位都为关闭标志标识时，设置对应的所述第三预配置标志位为启动标志标识。

29、进一步的，所述根据所述第一充电功率和所述第四发电功率进行储电调度标志位预配置处理得到对应的第四预配置标志位，具体包括：

30、所述能量管理系统对所述第一充电功率是否超过预设的储电系统充电功率阈值进行识别；

31、若所述第一充电功率超过所述储电系统充电功率阈值，则设置对应的所述第四预配置标志位为关闭标志标识；

32、若所述第一充电功率未超过所述储电系统充电功率阈值，则对所述第四发电功率是否超过预设的储电系统发电功率阈值进行识别；若所述第四发电功率超过所述储电系统发电功率阈值，则设置对应的所述第四预配置标志位为启动标志标识；若所述第四发电功率未超过所述储电系统发电功率阈值，则设置对应的所述第四预配置标志位为关闭标志标识。

33、进一步的，所述根据所述第一、第二、第三和第四预配置标志位以及所述第一、第二、第三和第四发电功率以及所述第一、第二和第三充电功率进行发电总功率和充电总功率估计生成对应的第一发电总功率和第一充电总功率，具体包括：

34、所述能量管理系统对所述第一预配置标志位进行识别；若所述第一预配置标志位为启动标志标识则设置对应的光伏发电总功率为所述第三发电功率；若所述第一预配置标志位为关闭标志标识则设置对应的所述光伏发电总功率为零；

35、对所述第二预配置标志位进行识别；若所述第二预配置标志位为启动标志标识则设置对应的风能发电总功率为所述第二发电功率；若所述第二预配置标志位为关闭标志标识则设置对应的所述风能发电总功率为零；

36、对所述第三预配置标志位进行识别；若所述第三预配置标志位为启动标志标识则设置对应的柴油发电总功率为所述第一发电功率；若所述第三预配置标志位为关闭标志标识则设置对应的所述柴油发电总功率为零；

37、对所述第四预配置标志位进行识别；若所述第四预配置标志位为启动标志标识则设置对应的储能放电总功率为所述第四发电功率，并设置对应的储能充电总功率为零；若所述第四预配置标志位为关闭标志标识则设置对应的所述储能放电总功率为零，并设置对应的所述储能充电总功率为所述第一充电功率；

38、对所述光伏发电总功率、所述风能发电总功率、所述柴油发电总功率和所述储能放电总功率进行总和计算生成应的所述第一发电总功率；并对所述储能充电总功率、所述第二充电功率和所述第三充电功率进行总和计算生成应的所述第一充电总功率。

39、进一步的，所述根据所述第一发电总功率和所述第一充电总功率对电力调度方案进行动态配置生成对应的所述第一配置数据，具体包括：

40、所述能量管理系统对所述第一发电总功率是否大于或等于所述第一充电总功率进行识别；

41、若所述第一发电总功率大于或等于所述第一充电总功率，则将所述第三预配置标志位作为对应的所述油电调度标志位、将所述第二预配置标志位作为对应的所述风能调度标志位、将所述第一预配置标志位作为对应的所述光伏调度标志位、将所述第四预配置标志位作为对应的所述储电调度标志位；并根据所述第一发电总功率与所述第一充电总功率的差值配置对应的所述地区电网调度标志位；

42、若所述第一发电总功率小于所述第一充电总功率，则将对应的所述油电调度标志位、所述风能调度标志位、所述光伏调度标志位和所述储电调度标志位都设为关闭标志标识；并将对应的所述地区电网调度标志位设为联网用电标志标识；

43、由得到的所述油电调度标志位、所述风能调度标志位、所述光伏调度标志位、所述储电调度标志位和所述地区电网调度标志位组成对应的所述第一配置数据。

44、进一步优选的，所述根据所述第一发电总功率与所述第一充电总功率的差值配置对应的所述地区电网调度标志位，具体包括：

45、所述能量管理系统对所述第一发电总功率与所述第一充电总功率的差值进行计算生成对应的第一冗余发电总功率；并对所述第一冗余发电总功率是否超过预设的冗余发电总功率阈值进行识别；若所述第一冗余发电总功率超过所述冗余发电总功率阈值，则将所述地区电网调度标志位设为联网配电标志标识；若所述第一冗余发电总功率未超过所述冗余发电总功率阈值，则将所述地区电网调度标志位设为脱网标志标识。

46、优选的，所述根据所述第一配置数据进行电力调度处理，具体包括：

47、所述能量管理系统对所述第一配置数据的所述地区电网调度标志位进行识别；

48、当所述地区电网调度标志位为联网配电标志标识或脱网标志标识时，根据所述第一配置数据的所述油电调度标志位、所述风能调度标志位、所述光伏调度标志位和所述储电调度标志位对所述综合能源港的所述柴油发电系统、所述风能发电系统、所述光伏发电系统和所述储电系统进行发电调度处理；并根据所述储电调度标志位对所述储电系统进行充电调度处理；并对所述综合能源港的所述交流充电桩和所述直流充电桩进行充电调度处理；并在所述地区电网调度标志位为联网配电标志标识时向所述地区电网进行联网配电处理；

49、当所述地区电网调度标志位为联网用电标志标识时，对所述综合能源港的所述柴油发电系统、所述风能发电系统、所述光伏发电系统和所述储电系统进行暂停发电处理；并向所述地区电网进行联网用电处理；并根据所述储电调度标志位对所述储电系统进行充电调度处理；并对所述综合能源港的所述交流充电桩和所述直流充电桩进行充电调度处理。

50、进一步的，所述根据所述第一配置数据的所述油电调度标志位、所述风能调度标志位、所述光伏调度标志位和所述储电调度标志位对所述综合能源港的所述柴油发电系统、所述风能发电系统、所述光伏发电系统和所述储电系统进行发电调度处理，具体包括：

51、所述能量管理系统对所述油电调度标志位进行识别；若所述油电调度标志位为启动标志标识，则通过所述柴油发电系统的所述油电控制设备启动所述柴油发电机进行柴油发电，并通过所述油电控制设备启动所述油电逆变器将所述柴油发电机的输出电能向所述交流母线输出；

52、并对所述风能调度标志位进行识别；若所述风能调度标志位为启动标志标识，则通过所述风能发电系统的所述风电控制设备启动所述风力发电机进行风力发电，并通过所述风电控制设备启动所述风能逆变器将所述风力发电机的输出电能向所述交流母线输出；

53、并对所述光伏调度标志位进行识别；若所述光伏调度标志位为启动标志标识，则通过所述光伏发电系统的所述光伏控制设备启动所述光伏阵列进行太阳能发电，并通过所述光伏控制设备启动所述光伏逆变器将所述光伏阵列的输出电能向所述交流母线输出；

54、并对所述储电调度标志位进行识别；若所述储电调度标志位为启动标志标识，则通过所述储电系统的所述储电控制设备启动所述储能电池进行放电，并通过所述储电控制设备启动所述ac/dc双向变流器对所述储能电池的输出直流电进行直流-交流转换并将转换后的交流电向所述交流母线输出。

55、进一步的，所述根据所述储电调度标志位对所述储电系统进行充电调度处理，具体包括：

56、所述能量管理系统对所述储电调度标志位进行识别；若所述储电调度标志位为关闭标志标识，则通过所述储电系统的所述储电控制设备启动所述ac/dc双向变流器从所述交流母线取电并对所述交流母线的交流电进行交流-直流转换，并由所述ac/dc双向变流器基于转换后的直流电对所述储能电池进行充电。

57、进一步的，所述对所述综合能源港的所述交流充电桩和所述直流充电桩进行充电调度处理，具体包括：

58、所述能量管理系统启动所述交流充电桩从所述交流母线取电，并由所述交流充电桩对接入充电桩的交流负载进行充电；并启动所述直流充电桩的所述ac-dc变换器从所述交流母线取电并对所述交流母线的交流电进行交流-直流转换，并由所述直流充电桩的直流充电模块基于所述ac-dc变换器转换输出的直流电对接入充电桩的直流负载进行充电。

59、进一步的，所述向所述地区电网进行联网配电处理，具体包括：

60、所述能量管理系统启动所述综合能源港的所述箱式变压器从所述交流母线取电向所述地区电网输出。

61、进一步的，所述对所述综合能源港的所述柴油发电系统、所述风能发电系统、所述光伏发电系统和所述储电系统进行暂停发电处理，具体包括：

62、所述能量管理系统通过所述柴油发电系统的所述油电控制设备暂停所述柴油发电机的柴油发电操作并暂停所述油电逆变器的电力输出操作；并通过所述风能发电系统的所述风电控制设备暂停所述风力发电机的风力发电操作并暂停所述风能逆变器的电力输出操作；并通过所述光伏发电系统的所述光伏控制设备暂停所述光伏阵列的太阳能发电操作并暂停所述光伏逆变器的电力输出操作；并通过所述储电系统的所述储电控制设备暂停所述储能电池的放电操作并暂停所述ac/dc双向变流器的电力输出操作。

63、进一步的，所述向所述地区电网进行联网用电处理，具体包括：

64、所述能量管理系统启动所述综合能源港的所述箱式变压器从所述地区电网取电向所述交流母线输出。

65、本发明实施例第二方面提供了一种用于实现本发明实施例第一方面所述的综合能源港进行电力调度的处理方法的装置，所述装置包括：获取模块、方案配置模块和电力调度模块；

66、所述获取模块用于获取综合能源港的气象监控设备的气象监控数据作为对应的第一气象数据；并获取综合能源港的柴油发电系统、风能发电系统、光伏发电系统的有效发电功率作为对应的第一发电功率、第二发电功率和第三发电功率；并获取所述综合能源港的储电系统的负荷充电功率和有效放电功率作为对应的第一充电功率和第四发电功率；并获取所述综合能源港的交流充电桩和直流充电桩的负荷充电功率作为对应的第二充电功率和第三充电功率；

67、所述方案配置模块用于根据所述第一气象数据、所述第一发电功率、所述第二发电功率、所述第三发电功率、所述第四发电功率、所述第一充电功率、所述第二充电功率和所述第三充电功率进行电力调度方案配置处理生成对应的第一配置数据；

68、所述电力调度模块用于根据所述第一配置数据进行电力调度处理。

69、本发明实施例第三方面提供了一种用于实现本发明实施例第一方面所述的综合能源港进行电力调度的处理方法的系统，所述系统包括本发明实施例第一方面所述的综合能源港进行电力调度的处理方法的能量管理系统、柴油发电系统、风能发电系统、光伏发电系统、储电系统、交流充电桩、直流充电桩、箱式变压器、交流母线和气象监控设备。

70、本发明实施例第四方面提供了一种用于实现本发明实施例第一方面所述的综合能源港进行电力调度的处理方法的部件，所述部件包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如本发明实施例第一方面所述的综合能源港进行电力调度的处理方法。

71、本发明实施例提供的一种综合能源港进行电力调度的处理方法、装置、系统和部件,由综合能源港的能量管理系统以各类发电系统(柴油发电系统、风能发电系统、光伏发电系统)的有效发电功率和储电系统的有效放电功率作为实际输出能力、以储电系统和各类充电桩(交流充电桩、直流充电桩)的负荷充电功率作为实际用电需求，并结合气象监控设备的实时气象监控数据进行动态的电力调度方案配置；并根据动态配置方案对综合能源港的发用配电进行整体调度。通过本发明，为综合能源港提供了一种灵活的动态电力调度机制，使得综合能源港的发用配电性能更合理，从而在实现了对地区电网提供辅助电力支撑的同时还进一步提高了综合能源港的支撑性能。