基于边缘计算源网荷储协调控制系统的制作方法

本发明涉及能源综合调控，具体而言，涉及一种基于边缘计算源网荷储协调控制系统，更具体地是适应于终端用户或园区新能源分布式发电、储能、谐波治理、无功补偿、负荷调控制，利用边缘计算及控制优势，建立源网荷协调控制，以实现多种能源的充分利用。

背景技术：

1、现阶段，将分布式光伏、风电、储能等新型电源靠近负荷中心安装，实现新能源的就地消纳，提高能源利用效率，是能源结构调整的主要路径之一。大量分布式电源接入末端电网后，会出现末端电压升高，无功平衡电压控制问题突出，电网频率安全风险增大，电力平衡和调峰压力增大，电能质量水平下降，产生谐振、谐波含量高，引起配电网设备损坏，产品质量合格率降低等问题。而解决大量分布电源接入电网带来技术问题，需要增加储能设备和电能质量治理装置，且需要对分布式电源、储能、电力质量治理、无功补偿、负荷协调控制，以实现源网荷协调控制及电能质量治理。为实行能源就地消纳，降低电力输损耗，优化用能结构，还可以鼓励终端用户或园区参与电力市场，根据实时电价要求及调频需要，实现终端用户分布电源及储能参与电力交易、调峰调频需要，进而需要对终端用户分布电源、储能、电能质量、无功补偿、负荷实行协调控制，因此，本领域需要一种源网荷储的协调控制系统。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种基于边缘计算源网荷储协调控制系统，通过将边缘计算技术、物联网技术、4g/5g通信技术、调峰调频技术、一次调频技术、谐波治理技术、负荷控制技术、负荷预测、新能源发电理论功率、电价交易机制有机结合，以实现分布式电源、储能、负荷控制、谐波治理、无功、调频等协调控制，使终端用户或园区在满足自身安全稳定经济运行条件下，能够参与电网的辅助服务。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种基于边缘计算源网荷储协调控制系统，其包括：

3、一源网荷储协调控制主站终端，设置于主电源变电站，并分别连接主并网点svg系统、主并网点风电系统及主并网点光伏系统；

4、一储能电池单元，设置于主电源变电站，其包括一储能电池ems系统，所述储能电池ems系统连接所述源网荷储协调控制主站终端，用于上传储能电池单元的soc值；

5、多个边缘计算协调控制子站终端，设置于各子并网站点处且连接所述源网荷储协调控制主站终端，用于采集每个子并网点电流、电压、有功、无功、谐波电流、频率、svg的数据、实时负荷参数并上传至所述源网荷储协调控制主站终端；

6、其中，所述源网荷储协调控制主站终端采集电网并网点电流、电压、有功、无功、谐波电流、频率、负荷数据、svg的数据、风机及/或光伏逆变器数据，并接收电网调度指令、实时电价值、储能电池单元的soc值及每个边缘计算协调控制子站终端上传的数据，所述源网荷储协调控制主站终端根据获取的数据执行如下优化决策：

7、当电能质量谐波不满足要求时，则优先治理谐波；

8、若电能质量谐波满足要求，且电网调度需要减小有功，则优先切除可控负荷供电；

9、若切除可控负荷供电，仍然无法满足要求时，则按调整储能、光伏发电、风机发电的顺序，降低发电出力；

10、所述源网荷储协调控制主站终端还执行以下控制过程：

11、a.参与电网调峰互动，具体为：

12、根据接收到的电网调度指令、实时电价值、风力发电负荷数据、光伏发电负荷数据、储能电池单元的soc值，分别在高峰电价时段、尖峰电价时段，低谷电价阶段与平价用电阶段，采取不同的调峰措施；

13、b.参与调频控制，具体为：

14、当并网点频率超过预设值时，启动调频算法，并计算出需要调整的有功值，优先切除可控负荷供电，然后依次按储能、光伏发电、风机发电的顺序参与一次调频控制；

15、c.电压无功优化控制，具体为：

16、根据获取的主并网点电压，协调控制储能、风机发电、光伏发电及无功补偿设备，参与终端用户电压优化控制，其中，协调控制的优先顺序预设为：切除可控负荷供电、调节无功补偿设备、调整储能、调节光伏逆变器输出、调节风力发电，以满足电压控制的要求；

17、d.进行谐波治理，具体为：

18、根据采集到的谐波数据，利用谐波治理装置滤除谐波。

19、在本发明一实施例中，其中，每个边缘计算协调控制子站终端通过光纤网络或4g/5g物联网络连接所述源网荷储协调控制主站终端。

20、在本发明一实施例中，其中，所述源网荷储协调控制主站终端的调峰措施具体包括：

21、若此时电价为高峰电价或尖峰电价，则优先切除可控负荷供电，控制储能电池单元参与调峰，光伏电站及/或风力发电全额出力发电参与调峰；

22、若此时电价为低谷电价，则投入可控负荷，并控制储能电池单元充电，同时光伏电站及/或风力发电全额出力发电并将所发电能用于储能；

23、若此时电价为平价电价，则根据当前储能、可控负荷的数据及光伏电站及/或风力发电实际运行情况，并根据优化决策选择优先级。

24、在本发明一实施例中，其中，所述源网荷储协调控制主站终端的硬件采用四核cortex-a53架构，并具有串口、工业以太网接口及物联网4g/5g通信模块；软件平台采用基于rt-linux的开放操作系统。

25、在本发明一实施例中，其中，每个边缘计算协调控制子站终端的硬件采用四核cortex-a53架构，并具有串口、工业以太网接口及物联网4g/5g通信模块；软件平台采用基于rt-linux的开放操作系统。

26、在本发明一实施例中，其中，b中的需要调整的有功值为：

27、

28、式中，fd为快速频率响应死区，单位为hz；fn为系统额定频率，单位为hz；pn为额定功率，单位为mw；δ％为新能源快速频率响应调差率；p0为有功功率初始值，单位为mw。

29、本发明提供的基于边缘计算源网荷储协调控制系统，与现有技术相比，至少具备以下优点：

30、1)实现了储能、分布式电源、负荷、电能质量治理、调峰调频等的协调控制，从而构成源网荷储分层分布协调控制系统；

31、2)能够充分利用边缘计算容器、虚拟技术，将调峰调频、储能、负荷预测、电能质量治理、分层分布协调控制等功能融入一台边缘计算协调控制终端；

32、3)能够实现理论发电功率、负荷预测、实时电价参与源网荷储的协调控制。

技术特征：

1.一种基于边缘计算源网荷储协调控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算源网荷储协调控制系统，其特征在于，每个边缘计算协调控制子站终端通过光纤网络或4g/5g物联网络连接所述源网荷储协调控制主站终端。

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算源网荷储协调控制系统，其特征在于，所述源网荷储协调控制主站终端的调峰措施具体包括：

4.根据权利要求1所述的基于边缘计算源网荷储协调控制系统，其特征在于，所述源网荷储协调控制主站终端的硬件采用四核cortex-a53架构，并具有串口、工业以太网接口及物联网4g/5g通信模块；软件平台采用基于rt-linux的开放操作系统。

5.根据权利要求1所述的基于边缘计算源网荷储协调控制系统，其特征在于，每个边缘计算协调控制子站终端的硬件采用四核cortex-a53架构，并具有串口、工业以太网接口及物联网4g/5g通信模块；软件平台采用基于rt-linux的开放操作系统。

6.根据权利要求1所述的基于边缘计算源网荷储协调控制系统，其特征在于，b中的需要调整的有功值为：

技术总结
本发明公开一种基于边缘计算源网荷储协调控制系统，包括：一源网荷储协调控制主站终端，设置于主电源变电站并分别连接主并网点SVG系统、主并网点风电系统及主并网点光伏系统；一储能电池单元，设置于主电源变电站且包括一储能电池EMS系统连接源网荷储协调控制主站终端；多个边缘计算协调控制子站终端，设置于各子并网站点处且连接源网荷储协调控制主站终端；源网荷储协调控制主站终端采集电网并网点电流、电压、有功、无功、谐波电流、频率、负荷数据、SVG的数据、风机及/或光伏逆变器数据，并接收电网调度指令、实时电价值、储能电池单元的SOC值及每个边缘计算协调控制子站终端上传的数据，根据获取的数据执行优化决策。

技术研发人员：刘太华,王信昌,李鹏涛,郝栋梁,陈全
受保护的技术使用者：北京奥德威特电力科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12