CN115965199A - 一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，属于电厂能源调度技术领域，包括获取预设区域内每个再生能源发电单元在预设时间内产生的电量和不可再生能源发电单元在预设时间内产生的电量；获取所述预设区域内每个用电单元在所述预设时间内的用电量；建立虚拟电厂优化模型，对产生的电量和用电量进行分析，确立产生电量的平均值以及确立用电量平均值；通过虚拟电厂的参数对优化模型确立的平均值进行约束；在优化模型上设定用电量约束后形成的数值，根据发电单元产生电量平均值调整用电单元供电量；能基于分布式再生能源和不可再生能源，通过虚拟电厂对分布式能源优化调度，应对电网的灵活性需求，实现分布式能源合理管理的技术效果。

Description

一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法

技术领域

本发明属于电厂能源调度技术领域，更具体地说，是涉及一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法。

背景技术

今年来，很多国家都在探索互联网技术与可再生能源技术相结合的能源发展模式，以智能电网为资源配置中心，构建横向多源互补、纵向源网荷储协同的多能耦合系统。在新兴能源互联网架构下，能源供需系统是“源-网-荷-储”综合体，电、热、冷、气等多种能源从需求侧到供给侧各环节相互耦合，互联互通。

在此背景下，分布式能源不仅包括风、光、生物质等分布式发电资源，还包括储能、电动汽车、可控负荷等配电侧、需求侧资源，以及多种能源耦合设备。虚拟电厂作为聚合分布式能源的有效手段，借助先进的通信、计量、控制等技术，在不改变个资源的并网方式和地理位置的前提下，实现聚能、储能、供能与用能，有效连接分布式能源与电力系统，实现资源整合与分配。分布式可再生能源和分布式不可再生能源的规模较大，同时也呈现较高的复杂性和不确定性，为应对电网的灵活性需求，需要对分布式能源进行合理管理及优化调度，因此急需研究一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，旨在解决基于分布式再生能源和不可再生能源，虚拟电厂对分布式能源优化调度不利的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，包括：

获取预设区域内每个再生能源发电单元在预设时间内产生的电量和不可再生能源发电单元在预设时间内产生的电量；

获取所述预设区域内每个用电单元在所述预设时间内的用电量；

建立虚拟电厂优化模型，对再生能源发电单元产生的电量、不可再生能源发电单元产生的电量以及用电单元用电量进行分析，确立产生电量的平均值以及确立用电量平均值；

通过虚拟电厂的参数对优化模型确立的平均值进行约束；

在优化模型上设定用电量约束后形成的数值，根据发电单元产生电量平均值用于调整用电单元的供电量。

在一种可能的实现方式中，所述虚拟电厂包括调控器，所述调控器能够在其预设范围内调节向用电单元的供电量，以对用电单元的用电量进行约束，所述调控器包括输入单元、调控模型和输出单元，所述输入单元用于输入用电单元用电量平均值，所述调控模型用于约束用电单元的用电量平均值，所述输出单元用于计算输出约束后的用电量值，虚拟电厂根据约束后的用电量值对向用电单元的供电量进行优化。

在一种可能的实现方式中，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置第一电量采集模块，将其安装于再生能源发电单元的供电端和不可再生能源发电单元供电端，所述第一电量采集模块用于采集发电量，虚拟电厂根据获取的发电量建立再生能源发电单元的发电量模型和不可再生能源发电单元的发电量模型，并对两种模型进行优化。

在一种可能的实现方式中，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置第二电量采集模块，将其安装于用电单元的供电端，所述第二电量采集模块用于采集用电单元的用电量，虚拟电厂根据获取的用电量建立用电单元的用电量模型，并对模型进行优化。

在一种可能的实现方式中，所述第一电量采集模块无线通讯连接有发电监控器，所述发电监控器可拆卸连接有无人机，所述无人机携带所述发电监控器对发电单元的供电端进行监控，所述无人机连接有摄像头，所述摄像头用于采集供电端图像信息并将信息传递给所述发电监控器。

在一种可能的实现方式中，所述发电监控器无线通讯连接有移动终端，所述移动终端用于同步显示所述发电监控器采集和接收的信息，所述移动终端与所述无人机无线远程通讯连接并用于控制所述无人机飞行，所述移动终端上具有适于控制所述无人机运行的控制模块。

在一种可能的实现方式中，多个所述用电单元的供电端均电性连接输电线路，所述输电线路连接有漏电检测仪，所述漏电检测仪用于检测所述输电线路漏电，所述漏电检测仪具有报警器，所述输电线路发生漏电时所述报警器发出报警信号，所述漏电检测仪向虚拟电厂递送漏电信号，虚拟电厂根据漏电信号控制向用电单元供电。

在一种可能的实现方式中，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括用于计量不可再生能源发电单元的发电成本的成本控制器、用于计量不可再生能源发电单元的发电产出总价的总价控制器，虚拟电厂根据发电成本和发电总价建立投入产出模型，并调控使发电成本小于发电总价，发电总价小于多个所述用电单元的总计用电成本。

在一种可能的实现方式中，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置移动式图像采集机，其用于对输电线路外观质量信息进行图像采集，所述移动式图像采集机包括移动车体、连接于所述移动车体上端的电控柜和图像采集器，所述电控柜内部设置机器视觉检测装置，所述图像采集器用于朝向输电线路采集外观图像，并将图像信息传递给所述机器视觉检测装置，所述机器视觉检测装置内置机器视觉检测软件，并能根据采集的图像对比分析得出输电线路质量检测结果。

在一种可能的实现方式中，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置控制器，其与每个用电单元的供电端电性连接并用于控制供电端开启或关闭，当发电成本大于发电总价时，或者发电总价大于多个所述用电单元的总计用电成本时，所述控制器切断向多个用电单元供电。

本发明提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法包括：获取预设区域内每个再生能源发电单元在预设时间内产生的电量和不可再生能源发电单元在预设时间内产生的电量；获取所述预设区域内每个用电单元在所述预设时间内的用电量；建立虚拟电厂优化模型，对再生能源发电单元产生的电量、不可再生能源发电单元产生的电量以及用电单元用电量进行分析，确立产生电量的平均值以及确立用电量平均值；通过虚拟电厂的参数对优化模型确立的平均值进行约束；在优化模型上设定用电量约束后形成的数值，根据发电单元产生电量平均值用于调整用电单元的供电量；能基于分布式再生能源和不可再生能源，通过虚拟电厂对分布式能源优化调度，应对电网的灵活性需求，实现分布式能源合理管理的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法的控制框图；

图2为本发明实施例提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法的调控器控制框图；

图3为本发明实施例提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法的发电单元控制框图；

图4为本发明实施例提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法的用电单元控制框图；

图5为本发明实施例提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法的移动式图像采集机控制框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法进行说明。所述一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，包括：获取预设区域内每个再生能源发电单元在预设时间内产生的电量和不可再生能源发电单元在预设时间内产生的电量；获取预设区域内每个用电单元在预设时间内的用电量；建立虚拟电厂优化模型，对再生能源发电单元产生的电量、不可再生能源发电单元产生的电量以及用电单元用电量进行分析，确立产生电量的平均值以及确立用电量平均值；通过虚拟电厂的参数对优化模型确立的平均值进行约束；在优化模型上设定用电量约束后形成的数值，根据发电单元产生电量平均值用于调整用电单元的供电量。

本发明提供的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，与现有技术相比，本发明一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法包括：获取预设区域内每个再生能源发电单元在预设时间内产生的电量和不可再生能源发电单元在预设时间内产生的电量；获取预设区域内每个用电单元在预设时间内的用电量；建立虚拟电厂优化模型，对再生能源发电单元产生的电量、不可再生能源发电单元产生的电量以及用电单元用电量进行分析，确立产生电量的平均值以及确立用电量平均值；通过虚拟电厂的参数对优化模型确立的平均值进行约束；在优化模型上设定用电量约束后形成的数值，根据发电单元产生电量平均值用于调整用电单元的供电量；能基于分布式再生能源和不可再生能源，通过虚拟电厂对分布式能源优化调度，应对电网的灵活性需求，实现分布式能源合理管理的技术效果。

本实施例中所指的预设区域是指使用分布式能源的需要对该区域进行优化调度的区域，即可理解为若需要对该区域的虚拟电厂进行优化调度，则指定该区域为预设区域，即该区域是可以预先设定好的，针对该区域进行分布式能源的优化和调度。在实际应用中，该预设区域可为一个片区或地理区域，在该区域内对再生能源发电单元和不可再生能源发电单元的发电量以及用电单元的用电量进行优化和调控，实现基于分布式能源的虚拟电厂优化调度，实现能源的合理分配、高效利用。虚拟电厂优化模型为基于发电量和用电量建立的模型，该模型可为一种函数关系或公式等，能够分析得出产生的电量的高峰值、地峰值，用电量的高峰值和低峰值等。该模型还能够计算输出产生的电量平均值和用电量的平均值。

本申请中的再生能源发电单位是指依据再生能源为资源进行发电的单位或企业或机构，如依靠风、光、生物质等进行发电的单位，如风力发电厂、光能发电厂等。不可再生能源发电单位是指依据不可再生能源为资源进行发电的单位或企业或机构，如依靠煤炭等资源进行发电的单位，如典型的火电厂等。

该区域内的用电单元是指需要使用电能的单位或用户或企业等。因为是基于该预设区域内，最好是这些发电单元产生的电能供给多个用电单元使用。虚拟电厂优化模型是基于发电量和用电量进行分析后建立的模型，可理解为一种优化公式或方程，能够对产电量和用电量进行分析，得出平均值。得出发电平均值和用电平均值后，再对该平均值进行约束。虚拟电厂的参数可采用现有技术中参数，通过该参数对平均值进行约束，即通常是将平均值降低一个档次，使用电单元的用电量小于平均值，且虚拟电厂通过发电单元产生电量平均值，调整用电单元供电量，如发电单元的发电量较小，则通过虚拟电厂调整向用电单元的供电量，即使供电量也处于较小的档位，实现了能够根据发电量，合理分配供电量，保证用电单元的合理用电，对虚拟电厂优化调度的技术效果。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，虚拟电厂包括调控器，调控器能够在其预设范围内调节向用电单元的供电量，以对用电单元的用电量进行约束，调控器包括输入单元、调控模型和输出单元，输入单元用于输入用电单元用电量平均值，调控模型用于约束用电单元的用电量平均值，输出单元用于计算输出约束后的用电量值，虚拟电厂根据约束后的用电量值对向用电单元的供电量进行优化。

通过该调控器可以调节向用电单元的供电量，当产电量(发电单元产生的电量)很小时，则优化调控的供电量也应该较小，总之通过虚拟电厂的优化调度和合理分配电量，实现了既能是用电单元合理用电，又不影响用电单元的负载正常运行。

具体的，该调控器又如一种调节器或计算器，能够根据输入的的用电单元电量平均值，计算输出用电量值，通常情况下，用电量值要小于用电量平均值，则能保证用电单元的正常合理用电，避免发生超负荷运行的现象。该调控模型为一种公式或方程，通过输入的量能够计算输出要给到用电单元的供电量。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置第一电量采集模块，将其安装于再生能源发电单元的供电端和不可再生能源发电单元供电端，第一电量采集模块用于采集发电量，虚拟电厂根据获取的发电量建立再生能源发电单元的发电量模型和不可再生能源发电单元的发电量模型，并对两种模型进行优化。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置第二电量采集模块，将其安装于用电单元的供电端，第二电量采集模块用于采集用电单元的用电量，虚拟电厂根据获取的用电量建立用电单元的用电量模型，并对模型进行优化。上述的第一电量采集模块和第二电量采集模块均采用现有技术中的电量采集器，可以采集电量、电压和电流等电力参数，将其安装于供电端，就可以采集到相对应的电量信息。通过虚拟电厂可对该采集到的电量信息进行优化调度，方便用电单元的合理用电和发电单元的合理供电。

具体的，用电单元的供电端是指多个用户所使用的电能的提供端，即通过该供电端才能向用电单元供电。而发电单元的供电端是指产生的电能的输出端，即通过该输出端向用户提供电能。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，第一电量采集模块无线通讯连接有发电监控器，发电监控器可拆卸连接有无人机，无人机携带发电监控器对发电单元的供电端进行监控，无人机连接有摄像头，摄像头用于采集供电端图像信息并将信息传递给发电监控器。通过无人机可以飞行到任何位置，以便携带发电监控器对供电端进行监控，判断供电端是否处于合理正常供电的状态，该发电监控器可采用现有技术中常用的监控器，可以朝向供电端进行监控，也可以朝向其他方向或位置进行监控。而摄像头可以为后期安装于无人机上，其可以拍摄采集照片或图像，能够传递给发电监控器，发电监控器上具有存储器，能够存储大量图像或照片或录像信息，无人机可以通过人工进行控制其运行方向或位置等。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，发电监控器无线通讯连接有移动终端，移动终端用于同步显示发电监控器采集和接收的信息，移动终端与无人机无线远程通讯连接并用于控制无人机飞行，移动终端上具有适于控制无人机运行的控制模块。通过移动终端控制无人机飞行，在移动终端上具有显示屏，可以观看各个发电单元供电端的信息，从而为判断供电端的是否正常运行提供参考依据。通过控制模块能实现与无人机实现无线通讯，合理控制其运行。移动终端类似于一种可以手持的遥控器，通过该遥控器就可以控制无人机运行。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，多个用电单元的供电端均电性连接输电线路，输电线路连接有漏电检测仪，漏电检测仪用于检测输电线路漏电，漏电检测仪具有报警器，输电线路发生漏电时报警器发出报警信号，漏电检测仪向虚拟电厂递送漏电信号，虚拟电厂根据漏电信号控制向用电单元供电。本实施例中使用的漏电检测仪可以在线实时采集输电线路的电能信息或参数，从而可以为虚拟电厂是否向用电单元的供电提供参考，若输电线路上发生漏电等现象，则漏电信息向虚拟电厂发送，同时发出报警信号，则虚拟电厂断开向其中一个或多个用电单元的供电，实现了漏电能够及时切断电源防止过量漏电的技术效果。

为了能够在控制发电成本的同时，增大对用电单元的供电量，在一些实施例中，请参阅图1至图5，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括用于计量不可再生能源发电单元的发电成本的成本控制器、用于计量不可再生能源发电单元的发电产出总价的总价控制器，虚拟电厂根据发电成本和发电总价建立投入产出模型，并调控使发电成本小于发电总价，发电总价小于多个用电单元的总计用电成本。首先要根据发电成本和发电得到的总价进行分析，使发电得到的总价(电价乘以发电量)要小于用电单元的总计用电成本，这样作为发电单元能处于盈利的状态，同时又能向用电单元正常合理供电。

具体的，总计用电成本就是多个用电单元所用电产生的成本的总和，该用电单元成本的总和大于发电总价，则说明发电单元的正常发电处于盈利的状态。

成本控制器可以存储计量发电所需的成本，总价控制器可以存储计量发电产出创造的总价或产值。通过成本和总价能够建立投入产出模型，并根据该模型合理做出是否向用电单元供电的判断(即当用电单元处于不盈利的状态时断开向用电单元的供电)。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置移动式图像采集机，其用于对输电线路外观质量信息进行图像采集，移动式图像采集机包括移动车体、连接于移动车体上端的电控柜和图像采集器，电控柜内部设置机器视觉检测装置，图像采集器用于朝向输电线路采集外观图像，并将图像信息传递给机器视觉检测装置，机器视觉检测装置内置机器视觉检测软件，并能根据采集的图像对比分析得出输电线路质量检测结果。移动车体可以沿着输电线路的延伸方向进行移动，从而可为图像采集器的运行提供支撑，使其可安全正常运行，另外移动车体上具有驱动器，可以驱动移动车体移动，而驱动器又与移动终端无线通讯连接，通过在移动终端上控制驱动器，进而可控制移动车体的移动距离，实现图像采集器可以沿输送线路进行移动采集，当需要停止时即停车，图像采集器对输电线路上某一个位置进行采集。电控柜内置有电源等，能为驱动器提供电能。

具体的，图像采集器为一种工业CCD相机，可以精确清晰的采集输电线路外观质量图像信息，从而可与机器视觉检测软件进行对比分析，以判断该部分的输电线路是否存在受损或残缺等现象，以便施工人员后期进行维修等操作。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置控制器，其与每个用电单元的供电端电性连接并用于控制供电端开启或关闭，当发电成本大于发电总价时，或者发电总价大于多个用电单元的总计用电成本时，控制器切断向多个用电单元供电。该控制器可以控制供电端的电能通断，当存在漏电或其他紧急事项时，可通过控制器断开向用电单元供电端的供电。

具体的，该控制器与移动终端无线通讯连接，通过在移动终端上操控，就可以实现对控制器的控制，实现无线远程控制向用电单元供电的通断。该控制器可采用现有技术中的开关等，能实现控制电能的通断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，包括：

获取预设区域内每个再生能源发电单元在预设时间内产生的电量和不可再生能源发电单元在预设时间内产生的电量；获取所述预设区域内每个用电单元在所述预设时间内的用电量；

建立虚拟电厂优化模型，对再生能源发电单元产生的电量、不可再生能源发电单元产生的电量以及用电单元用电量进行分析，确立产生电量的平均值以及确立用电量平均值；通过虚拟电厂的参数对优化模型确立的平均值进行约束；在优化模型上设定用电量约束后形成的数值，根据发电单元产生电量平均值用于调整用电单元的供电量。

2.如权利要求1所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，所述虚拟电厂包括调控器，所述调控器能够在其预设范围内调节向用电单元的供电量，以对用电单元的用电量进行约束，所述调控器包括输入单元、调控模型和输出单元，所述输入单元用于输入用电单元用电量平均值，所述调控模型用于约束用电单元的用电量平均值，所述输出单元用于计算输出约束后的用电量值，虚拟电厂根据约束后的用电量值对向用电单元的供电量进行优化。

3.如权利要求1所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置第一电量采集模块，将其安装于再生能源发电单元的供电端和不可再生能源发电单元供电端，所述第一电量采集模块用于采集发电量，虚拟电厂根据获取的发电量建立再生能源发电单元的发电量模型和不可再生能源发电单元的发电量模型，并对两种模型进行优化。

4.如权利要求1所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置第二电量采集模块，将其安装于用电单元的供电端，所述第二电量采集模块用于采集用电单元的用电量，虚拟电厂根据获取的用电量建立用电单元的用电量模型，并对模型进行优化。

5.如权利要求3所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，所述第一电量采集模块无线通讯连接有发电监控器，所述发电监控器可拆卸连接有无人机，所述无人机携带所述发电监控器对发电单元的供电端进行监控，所述无人机连接有摄像头，所述摄像头用于采集供电端图像信息并将信息传递给所述发电监控器。

6.如权利要求5所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，所述发电监控器无线通讯连接有移动终端，所述移动终端用于同步显示所述发电监控器采集和接收的信息，所述移动终端与所述无人机无线远程通讯连接并用于控制所述无人机飞行，所述移动终端上具有适于控制所述无人机运行的控制模块。

7.如权利要求1所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，多个所述用电单元的供电端均电性连接输电线路，所述输电线路连接有漏电检测仪，所述漏电检测仪用于检测所述输电线路漏电，所述漏电检测仪具有报警器，所述输电线路发生漏电时所述报警器发出报警信号，所述漏电检测仪向虚拟电厂递送漏电信号，虚拟电厂根据漏电信号控制向用电单元供电。

8.如权利要求1所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括用于计量不可再生能源发电单元的发电成本的成本控制器、用于计量不可再生能源发电单元的发电产出总价的总价控制器，虚拟电厂根据发电成本和发电总价建立投入产出模型，并调控使发电成本小于发电总价，发电总价小于多个所述用电单元的总计用电成本。

9.如权利要求7所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置移动式图像采集机，其用于对输电线路外观质量信息进行图像采集，所述移动式图像采集机包括移动车体、连接于所述移动车体上端的电控柜和图像采集器，所述电控柜内部设置机器视觉检测装置，所述图像采集器用于朝向输电线路采集外观图像，并将图像信息传递给所述机器视觉检测装置，所述机器视觉检测装置内置机器视觉检测软件，并能根据采集的图像对比分析得出输电线路质量检测结果。

10.如权利要求8所述的一种基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法，其特征在于，基于分布式能源的虚拟电厂优化调度方法还包括设置控制器，其与每个用电单元的供电端电性连接并用于控制供电端开启或关闭，当发电成本大于发电总价时，或者发电总价大于多个所述用电单元的总计用电成本时，所述控制器切断向多个用电单元供电。

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