本專利涉及電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制領(lǐng)域，具體涉及一種虛擬電廠根據(jù)供電能力和電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控的方法。
背景技術(shù)：
虛擬電廠指通過(guò)分布式電力管理系統(tǒng)將電網(wǎng)中分布式電源、可控負(fù)荷和儲(chǔ)能裝置聚合成一個(gè)虛擬的可控集合體，參與電網(wǎng)的運(yùn)行和調(diào)度，協(xié)調(diào)智能電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾，充分挖掘分布式能源為電網(wǎng)和用戶所帶來(lái)的價(jià)值和效益。虛擬電廠=發(fā)電系統(tǒng)（dg）+儲(chǔ)能設(shè)備+可控負(fù)荷+通信系統(tǒng)。
分布式能源單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，其出力隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性較大。當(dāng)分布式能源接入目前的傳統(tǒng)大電網(wǎng)體系時(shí)，電網(wǎng)的安全性和供電可靠性將會(huì)受到威脅。為了實(shí)現(xiàn)分布式電源的協(xié)調(diào)控制與能量管理，可以通過(guò)虛擬電廠（virtualpowerplant，vpp）的形式實(shí)現(xiàn)對(duì)大量分布式電源的靈活控制，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。虛擬電廠通過(guò)將分布式電源、可控負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)聚合成一個(gè)整體，使其能夠參與電力市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電能交易，同時(shí)優(yōu)化資源利用，提高供電可靠性。
目前分布式能源的應(yīng)用已經(jīng)漸漸形成了規(guī)模，很多時(shí)候分布式能源的采納和應(yīng)用能夠?qū)﹄娋W(wǎng)形成巨大的補(bǔ)充，對(duì)于用電成本的降低有著較大的幫助，但是分布式能源還是存在著：負(fù)荷波動(dòng)較大，接入電網(wǎng)時(shí)機(jī)和供電質(zhì)量不佳等問(wèn)題，因此通過(guò)虛擬電廠對(duì)分布式能源進(jìn)行集中管理，提高分布式能源的利用效率勢(shì)在必行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在負(fù)荷波動(dòng)較大，接入電網(wǎng)時(shí)機(jī)和供電質(zhì)量不佳等，而虛擬電網(wǎng)在對(duì)分布式能源進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)往往存在較大的滯后導(dǎo)致用電質(zhì)量波動(dòng)較大，影響電網(wǎng)運(yùn)行的問(wèn)題，提供一種虛擬電廠根據(jù)供電能力和電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種虛擬電廠根據(jù)供電能力和電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控的方法，虛擬電廠包括發(fā)電單元和用電單元、調(diào)度中心站、現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置，所述現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置與用電單元以及發(fā)電單元通信連接，所述現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置與所述調(diào)度中心站通信連接，所述發(fā)電單元和所述用電單元均通過(guò)可控接口與電網(wǎng)連接，可控接口與調(diào)度中心站連接，所述發(fā)電單元的種類包括發(fā)電機(jī)組和/或儲(chǔ)能裝置；所述儲(chǔ)能裝置至少與一個(gè)發(fā)電機(jī)組連接，發(fā)電機(jī)組通過(guò)一個(gè)可控接口與儲(chǔ)能裝置連接；所述虛擬電廠中還配設(shè)有若干個(gè)可切換單元，所述可切換單元包括切換單元儲(chǔ)能裝置和切換連接口，所述切換連接口為自由切換充電狀態(tài)和放電狀態(tài)的切換連接口，所述切換連接口的通信控制端與調(diào)度中心站通信連接，每個(gè)切換單元儲(chǔ)能裝置也均配設(shè)有一個(gè)電連接的現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置，切換單元儲(chǔ)能裝置均通過(guò)切換連接口與電網(wǎng)連接，切換單元儲(chǔ)能裝置根據(jù)切換連接口的狀態(tài)作為用電單元或放電單元接入電網(wǎng)；調(diào)度中心站還設(shè)有環(huán)境數(shù)據(jù)模塊，調(diào)度中心站根據(jù)存儲(chǔ)的歷年環(huán)境數(shù)據(jù)和接入電網(wǎng)的發(fā)電單元?dú)v年發(fā)電數(shù)據(jù)選取相似日的用電數(shù)據(jù)，并通過(guò)相似日的用電數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)目標(biāo)日的整體發(fā)電數(shù)據(jù)和電網(wǎng)所需的整體用電負(fù)荷，由調(diào)度中心站選擇接入發(fā)電單元和用電單元。本發(fā)明通過(guò)整體發(fā)電數(shù)據(jù)和電網(wǎng)所需的整體用電負(fù)荷，合理調(diào)節(jié)接入的發(fā)電單元和用電單元，通過(guò)這樣的配置達(dá)到虛擬電廠的用電平衡，可以使得需要檢修或其他用途的發(fā)電單元和用電單元較早做好準(zhǔn)備，即使出現(xiàn)問(wèn)題也能夠較早的更換發(fā)電計(jì)劃，保證在目標(biāo)日的電網(wǎng)合理運(yùn)行。發(fā)電機(jī)組和近地的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行近地儲(chǔ)能，也就是在不接入電網(wǎng)的情況下，可以通過(guò)儲(chǔ)能裝置對(duì)發(fā)電機(jī)組的發(fā)送電力進(jìn)行存儲(chǔ)，可以起到一定程度的儲(chǔ)能，在發(fā)電機(jī)組發(fā)電量不足的時(shí)候，通過(guò)儲(chǔ)能裝置的發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充，達(dá)到較好的電網(wǎng)供電質(zhì)量。本發(fā)明中的可控接口包括但不僅限于變壓器、逆變器、整流橋等設(shè)備及以上設(shè)備的組合形式，本發(fā)明中的可控接口所指的電氣設(shè)備均與調(diào)度中心站建立控制連接，可由調(diào)度中心站控制和切換，此技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，可見(jiàn)于論文《基于分散式風(fēng)儲(chǔ)提高電壓穩(wěn)定性的虛擬電廠研究》以及cn201110426868-基于虛擬電廠的光伏發(fā)電能量管理系統(tǒng)、cn201620773114-一種提高基于風(fēng)儲(chǔ)集群的虛擬電廠電壓穩(wěn)定性的系統(tǒng)等現(xiàn)有文檔，本說(shuō)明書(shū)不做詳細(xì)說(shuō)明。
作為優(yōu)選，若預(yù)測(cè)目標(biāo)日的當(dāng)前電網(wǎng)為滿載運(yùn)行時(shí)，將處于充電狀態(tài)的切換單元儲(chǔ)能裝置根據(jù)切換優(yōu)先級(jí)逐步切換為發(fā)電單元，
當(dāng)所有切換單元儲(chǔ)能裝置均只屬于用電單元或均只屬于發(fā)電單元時(shí)，重新計(jì)算電網(wǎng)負(fù)荷，若當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷依然為欠載運(yùn)行則執(zhí)行自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟。
作為優(yōu)選，自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟包括以下子步驟：
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟一：調(diào)度中心站選取所有發(fā)電單元的最高輸出電量進(jìn)行疊加作為第一對(duì)比數(shù)值，調(diào)度中心站根據(jù)發(fā)電單元在相似日中的最高輸出電量作為第二對(duì)比數(shù)值，然后調(diào)度中心站根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)需求進(jìn)行接入發(fā)電單元和用電單元；
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟二：根據(jù)以下算式計(jì)算穩(wěn)定值f1和穩(wěn)定值f2，
f1=f2×α
q1×f1+c2×c2=β×c預(yù)；
c1為使用光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元的發(fā)電量，
c2為使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和潮汐發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元的發(fā)電量，
c預(yù)為預(yù)測(cè)負(fù)載所需電量，
α為用于區(qū)分發(fā)電性質(zhì)穩(wěn)定的常數(shù)，若光伏發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性大于風(fēng)電發(fā)電機(jī)組或潮汐發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性則α＞1，若光伏發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性小于風(fēng)電發(fā)電機(jī)組或潮汐發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性則α小于1，光伏發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性、風(fēng)電發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性或潮汐發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性由當(dāng)?shù)丨h(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)人工確定，β為預(yù)測(cè)負(fù)載所需電量冗余系數(shù)；
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟三：對(duì)使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和潮汐發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元計(jì)算第二對(duì)比度d2，d2=當(dāng)前發(fā)電單元電量/第二對(duì)比數(shù)值；對(duì)光伏發(fā)電機(jī)組計(jì)算第一對(duì)比度d1，d1=當(dāng)前發(fā)電單元電量/第一對(duì)比數(shù)值；
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟四：計(jì)算比例系數(shù)b1和b2；
b1=d1：f1；b2=d2：f2；若比例系數(shù)b1＞b2則根據(jù)切換優(yōu)先級(jí)切換光伏發(fā)電機(jī)組對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)能；若比例系數(shù)b1≤b2則根據(jù)切換優(yōu)先級(jí)切換使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和潮汐發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)能；然后計(jì)算當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷，若電網(wǎng)負(fù)荷為核定負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)則結(jié)束自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟，否則繼續(xù)重新執(zhí)行自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟三。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性進(jìn)行判定，選擇合適的具有穩(wěn)定的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行切換，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選，自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟三中的切換優(yōu)先級(jí)由設(shè)備年限、設(shè)備重要性、設(shè)備安全性和設(shè)備容量通過(guò)加權(quán)算法共同整合后由人工確定。
作為優(yōu)選，所述調(diào)度中心站根據(jù)目標(biāo)日以及目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)選擇出歷年數(shù)據(jù)內(nèi)中相似日，并對(duì)相似日用電電量進(jìn)行整合計(jì)算獲得預(yù)測(cè)用電量數(shù)據(jù)；所述相似日選取的方法包括以下步驟：
相似日選取步驟一：根據(jù)目標(biāo)日是否屬于節(jié)假日進(jìn)行選擇，若目標(biāo)日為節(jié)假日則只在歷年的相同節(jié)假日中選取相似日，若目標(biāo)日為工作日則在歷年的工作日中選取相似日；
相似日選取步驟二：根據(jù)目標(biāo)日的公歷日期，選擇符合步驟一要求的歷年相同公歷日期前三天和公歷日期后三天作為候選日期；根據(jù)目標(biāo)日的農(nóng)歷日期，選擇符合步驟一要求的歷年相同的農(nóng)歷日期前三天和農(nóng)歷日期后三天作為候選日期；
相似日選取步驟三：調(diào)出所有候選日期的環(huán)境數(shù)據(jù)與目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度、日照、風(fēng)力和潮汐數(shù)據(jù)，
若候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)與目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)差異大于設(shè)定的閾值則在候選日期中刪除此日期，剩余的候選日期即為相似日期。
作為優(yōu)選，在相似日選取步驟三中，根據(jù)虛擬電廠內(nèi)發(fā)電單元的發(fā)電機(jī)組各性質(zhì)比例設(shè)定環(huán)境數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)的加權(quán)值，
首先，候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)比目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為計(jì)算值：
溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的溫度計(jì)算值為：（候選日期溫度-基礎(chǔ)溫度值）/（目標(biāo)日的溫度-基礎(chǔ)溫度值）×100%；
日照長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換后的日照計(jì)算值為：（候選日日照長(zhǎng)度-基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值）/（目標(biāo)日日照長(zhǎng)度-基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值）×100%；
風(fēng)力轉(zhuǎn)換后的風(fēng)力計(jì)算值為：（候選日風(fēng)速值-基礎(chǔ)風(fēng)速值）/（目標(biāo)日風(fēng)速值-基礎(chǔ)風(fēng)速值）×100%；
潮汐轉(zhuǎn)換后的潮汐計(jì)算值為：（候選日潮汐量-基礎(chǔ)潮汐值）/（目標(biāo)日潮汐量-基礎(chǔ)潮汐值）×100%；
候選日期溫度、目標(biāo)日的溫度、候選日日照長(zhǎng)度、目標(biāo)日日照長(zhǎng)度、候選日風(fēng)速值、目標(biāo)日風(fēng)速值、候選日潮汐量和目標(biāo)日潮汐量均由氣象部門提供，基礎(chǔ)溫度值、基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值、基礎(chǔ)風(fēng)速值和基礎(chǔ)潮汐值均為人工設(shè)定值，且基礎(chǔ)溫度值、基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值、基礎(chǔ)風(fēng)速值和基礎(chǔ)潮汐值均為人工設(shè)定值為根據(jù)日歷設(shè)定的漸變數(shù)據(jù)；
溫度計(jì)算值的加權(quán)值為0.5，日照計(jì)算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)毓夥l(fā)電機(jī)組發(fā)電單元的占有率，潮汐計(jì)算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)爻毕l(fā)電機(jī)組發(fā)電單元的占有率，風(fēng)力計(jì)算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電單元的占有率；對(duì)獲取的計(jì)算值通過(guò)加權(quán)值計(jì)算獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值相比較，若候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)與目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)差異大于設(shè)定的閾值則在候選日期中刪除此日期，剩余的候選日期即為相似日期。本發(fā)明這樣設(shè)置，因?yàn)闇囟葘?duì)用電量的要求較高，因此給出了較高的加權(quán)數(shù)據(jù)，此加權(quán)數(shù)據(jù)可進(jìn)行人工調(diào)整，同時(shí)盡量考慮到分布式能源的主要發(fā)電來(lái)源和當(dāng)?shù)氐恼加新?，以此?lái)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到較好的調(diào)整效果。
作為優(yōu)選，對(duì)相似日用電電量進(jìn)行整合計(jì)算包括以下步驟：
整合計(jì)算步驟一：獲取虛擬電廠所供電的當(dāng)?shù)豨dp歷年數(shù)據(jù)以及當(dāng)?shù)豨dp目標(biāo)數(shù)據(jù)；
整合計(jì)算步驟二：計(jì)算電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)：
ect={（ct+1-ct）/ct}/{（gt+1-gt）/gt}；
ect為第t年時(shí)電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)，ct為當(dāng)?shù)氐趖年的用電量，gt為當(dāng)?shù)氐趖年的gdp數(shù)據(jù)；當(dāng)年的gdp數(shù)據(jù)采用最新的當(dāng)?shù)豨dp目標(biāo)數(shù)據(jù)；
整合計(jì)算步驟三：將每一個(gè)相似日期的用電量通過(guò)電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)公式；
ect={（ct+1-ct）/ct}/{（gt+1-gt）/gt}；
調(diào)整為目標(biāo)日的預(yù)測(cè)用電量計(jì)算值；
整合計(jì)算步驟四：計(jì)算所有預(yù)測(cè)用電量計(jì)算值的均值，獲得的均值即為預(yù)測(cè)目標(biāo)日用電電量。
通過(guò)實(shí)踐證明，當(dāng)?shù)豨dp和用電生產(chǎn)是存在一定聯(lián)系的，本發(fā)明通過(guò)gdp變化率以及用電量的變化率，逐步調(diào)整多年前的用電電路和發(fā)電電量轉(zhuǎn)換到目標(biāo)日所處的年份，能較為精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)目標(biāo)日的用電量。
作為優(yōu)選，所述一端與發(fā)電機(jī)組連接另一端與電網(wǎng)連接的可控接口包括至少一個(gè)接口校正裝置，
所述接口校正裝置的傳遞函數(shù)為：go(s)=k（τs+1）/τs；
τ和k均為調(diào)度中心站可調(diào)數(shù)據(jù)，τ和k均由調(diào)度中心站通過(guò)校正裝置內(nèi)配設(shè)的可調(diào)元件進(jìn)行調(diào)整；一端與發(fā)電機(jī)組連接另一端與儲(chǔ)能裝置連接的可控接口包括至少一個(gè)超前校正裝置，
所述超前校正裝置的傳遞函數(shù)為：
go(s)={（τ1s+1）（τ2s+1）}/{τ1τ2s2+（τ1+τ2+τ12）s+1}；
τ1、τ2以及τ12均為調(diào)度中心站可調(diào)數(shù)據(jù)，均由調(diào)度中心站通過(guò)校正裝置內(nèi)配設(shè)的可調(diào)元件進(jìn)行調(diào)整；
可切換單元均通過(guò)一個(gè)切換單元校正裝置與電網(wǎng)連接，所述切換單元校正裝置的傳遞函數(shù)為：
go(s)=k（τ1s+1）（τ2s+1）/τ1s；
所述切換單元校正裝置的比例系數(shù)k、調(diào)節(jié)系數(shù)τ1、調(diào)節(jié)系數(shù)τ2均為調(diào)度中心站可調(diào)數(shù)據(jù)，均由調(diào)度中心站通過(guò)切換單元校正裝置內(nèi)配設(shè)的可調(diào)元件進(jìn)行調(diào)整。
校正裝置的設(shè)置，可以幫助發(fā)電機(jī)組和儲(chǔ)能裝置輸出的電壓不會(huì)出現(xiàn)特別大的波動(dòng)，防止了大電流波動(dòng)損壞接口設(shè)備的情況產(chǎn)生。
校正裝置的最簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)方式可以為：包括電阻r1、電阻r2、電容c1和電容c2，電阻r1第一端為第一輸入端，電阻r1的第二端為第一輸出端，電容c1與電阻r1并聯(lián)，電阻r2第一端與電阻r1的第二端連接，電阻r2第二端通過(guò)電容c2分別與第二輸入端和第二輸出端連接，這樣設(shè)置的話，τ1=r1c1，τ2=r2c2，τ12=r1c2；本算法中s用來(lái)表示輸入和輸出信號(hào)的拉普拉斯變化式。切換單元校正裝置的最簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)方式可以為：運(yùn)算放大器第一端通過(guò)電阻r1接輸入端，運(yùn)算放大器第二端通過(guò)r0接地，運(yùn)算放大器輸出端通過(guò)滑變電阻r4接地，電阻r2第一端接運(yùn)算放大器第一端，電阻r2第二端通過(guò)滑變電阻r5接地，電阻r2第二端通過(guò)電容c接電阻r4的滑變端，滑變電阻r5的滑變端接地，r2遠(yuǎn)大于r3+r4，這樣設(shè)置的話，τ1=r5c，k=r2/r1（1+r4/r3）；本算法中s用來(lái)表示輸入和輸出信號(hào)的拉普拉斯變化式。本發(fā)明中所述校正裝置的最簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)方式只是提供一種傳遞函數(shù)的可能的實(shí)現(xiàn)形式，在實(shí)際生產(chǎn)中必須根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行實(shí)際調(diào)整。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性效果是：本發(fā)明通過(guò)整體發(fā)電數(shù)據(jù)和電網(wǎng)所需的整體用電負(fù)荷，合理調(diào)節(jié)接入的發(fā)電單元和用電單元，通過(guò)這樣的配置達(dá)到虛擬電廠的用電平衡，可以使得需要檢修或其他用途的發(fā)電單元和用電單元較早做好準(zhǔn)備，即使出現(xiàn)問(wèn)題也能夠較早的更換發(fā)電計(jì)劃，保證在目標(biāo)日的電網(wǎng)合理運(yùn)行。發(fā)電機(jī)組和近地的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行近地儲(chǔ)能，也就是在不接入電網(wǎng)的情況下，可以通過(guò)儲(chǔ)能裝置對(duì)發(fā)電機(jī)組的發(fā)送電力進(jìn)行存儲(chǔ)，可以起到一定程度的儲(chǔ)能，在發(fā)電機(jī)組發(fā)電量不足的時(shí)候，通過(guò)儲(chǔ)能裝置的發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充，達(dá)到較好的電網(wǎng)供電質(zhì)量。還能夠達(dá)到較好的選擇相似日，通過(guò)有相同條件的情況下發(fā)電量用電量的參照達(dá)到較好的用電單元和發(fā)電單元的選擇。通過(guò)實(shí)踐證明，當(dāng)?shù)豨dp和用電生產(chǎn)是存在一定聯(lián)系的，本發(fā)明通過(guò)gdp變化率以及用電量的變化率，逐步調(diào)整多年前的用電電路和發(fā)電電量轉(zhuǎn)換到目標(biāo)日所處的年份，能較為精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)目標(biāo)日的用電量。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
實(shí)施例1：
一種虛擬電廠根據(jù)供電能力和電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控的方法，虛擬電廠包括發(fā)電單元和用電單元、調(diào)度中心站、現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置，所述現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置與用電單元以及發(fā)電單元通信連接，所述現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置與所述調(diào)度中心站通信連接，所述發(fā)電單元和所述用電單元均通過(guò)可控接口與電網(wǎng)連接，可控接口與調(diào)度中心站連接，其特征在于：所述發(fā)電單元的種類包括發(fā)電機(jī)組和/或儲(chǔ)能裝置；所述儲(chǔ)能裝置至少與一個(gè)發(fā)電機(jī)組連接，發(fā)電機(jī)組通過(guò)一個(gè)可控接口與儲(chǔ)能裝置連接；所述虛擬電廠中還配設(shè)有若干個(gè)可切換單元，所述可切換單元包括切換單元儲(chǔ)能裝置和切換連接口，所述切換連接口為自由切換充電狀態(tài)和放電狀態(tài)的切換連接口，所述切換連接口的通信控制端與調(diào)度中心站通信連接，每個(gè)切換單元儲(chǔ)能裝置也均配設(shè)有一個(gè)電連接的現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置，切換單元儲(chǔ)能裝置均通過(guò)切換連接口與電網(wǎng)連接，切換單元儲(chǔ)能裝置根據(jù)切換連接口的狀態(tài)作為用電單元或放電單元接入電網(wǎng)；調(diào)度中心站還設(shè)有環(huán)境數(shù)據(jù)模塊，調(diào)度中心站根據(jù)存儲(chǔ)的歷年環(huán)境數(shù)據(jù)和接入電網(wǎng)的發(fā)電單元?dú)v年發(fā)電數(shù)據(jù)選取相似日的用電數(shù)據(jù)，并通過(guò)相似日的用電數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)目標(biāo)日的整體發(fā)電數(shù)據(jù)和電網(wǎng)所需的整體用電負(fù)荷，由調(diào)度中心站選擇接入發(fā)電單元和用電單元。
若預(yù)測(cè)目標(biāo)日的當(dāng)前電網(wǎng)為滿載運(yùn)行時(shí)，將處于充電狀態(tài)的切換單元儲(chǔ)能裝置根據(jù)切換優(yōu)先級(jí)逐步切換為發(fā)電單元，
當(dāng)所有切換單元儲(chǔ)能裝置均只屬于用電單元或均只屬于發(fā)電單元時(shí)，重新計(jì)算電網(wǎng)負(fù)荷，若當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷依然為欠載運(yùn)行則執(zhí)行自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟。
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟包括以下子步驟：
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟一：調(diào)度中心站選取所有發(fā)電單元的最高輸出電量進(jìn)行疊加作為第一對(duì)比數(shù)值，調(diào)度中心站根據(jù)發(fā)電單元在相似日中的最高輸出電量作為第二對(duì)比數(shù)值，然后調(diào)度中心站根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)需求進(jìn)行接入發(fā)電單元和用電單元；
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟二：根據(jù)以下算式計(jì)算穩(wěn)定值f1和穩(wěn)定值f2，
f1=f2×α
q1×f1+c2×c2=β×c預(yù)；
c1為使用光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元的發(fā)電量，
c2為使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和潮汐發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元的發(fā)電量，
c預(yù)為預(yù)測(cè)負(fù)載所需電量，
α為用于區(qū)分發(fā)電性質(zhì)穩(wěn)定的常數(shù)，若光伏發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性大于風(fēng)電發(fā)電機(jī)組或潮汐發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性則α＞1，若光伏發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性小于風(fēng)電發(fā)電機(jī)組或潮汐發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性則α小于1，光伏發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性、風(fēng)電發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性或潮汐發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性由當(dāng)?shù)丨h(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)人工確定，β為預(yù)測(cè)負(fù)載所需電量冗余系數(shù)；
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟三：對(duì)使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和潮汐發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元計(jì)算第二對(duì)比度d2，d2=當(dāng)前發(fā)電單元電量/第二對(duì)比數(shù)值；對(duì)光伏發(fā)電機(jī)組計(jì)算第一對(duì)比度d1，d1=當(dāng)前發(fā)電單元電量/第一對(duì)比數(shù)值；
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟四：計(jì)算比例系數(shù)b1和b2；
b1=d1：f1；b2=d2：f2；若比例系數(shù)b1＞b2則根據(jù)切換優(yōu)先級(jí)切換光伏發(fā)電機(jī)組對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)能；若比例系數(shù)b1≤b2則根據(jù)切換優(yōu)先級(jí)切換使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和潮汐發(fā)電機(jī)組的發(fā)電單元對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)能；然后計(jì)算當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷，若電網(wǎng)負(fù)荷為核定負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)則結(jié)束自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟，否則繼續(xù)重新執(zhí)行自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟三。
自動(dòng)切換發(fā)電單元步驟三中的切換優(yōu)先級(jí)由設(shè)備年限、設(shè)備重要性、設(shè)備安全性和設(shè)備容量通過(guò)加權(quán)算法共同整合后由人工確定。
所述調(diào)度中心站根據(jù)目標(biāo)日以及目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)選擇出歷年數(shù)據(jù)內(nèi)中相似日，并對(duì)相似日用電電量進(jìn)行整合計(jì)算獲得預(yù)測(cè)用電量數(shù)據(jù)；所述相似日選取的方法包括以下步驟：
相似日選取步驟一：根據(jù)目標(biāo)日是否屬于節(jié)假日進(jìn)行選擇，若目標(biāo)日為節(jié)假日則只在歷年的相同節(jié)假日中選取相似日，若目標(biāo)日為工作日則在歷年的工作日中選取相似日；
相似日選取步驟二：根據(jù)目標(biāo)日的公歷日期，選擇符合步驟一要求的歷年相同公歷日期前三天和公歷日期后三天作為候選日期；根據(jù)目標(biāo)日的農(nóng)歷日期，選擇符合步驟一要求的歷年相同的農(nóng)歷日期前三天和農(nóng)歷日期后三天作為候選日期；
相似日選取步驟三：調(diào)出所有候選日期的環(huán)境數(shù)據(jù)與目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度、日照、風(fēng)力和潮汐數(shù)據(jù)，
若候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)與目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)差異大于設(shè)定的閾值則在候選日期中刪除此日期，剩余的候選日期即為相似日期。
在相似日選取步驟三中，根據(jù)虛擬電廠內(nèi)發(fā)電單元的發(fā)電機(jī)組各性質(zhì)比例設(shè)定環(huán)境數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)的加權(quán)值，
首先，候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)比目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為計(jì)算值：
溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的溫度計(jì)算值為：（候選日期溫度-基礎(chǔ)溫度值）/（目標(biāo)日的溫度-基礎(chǔ)溫度值）×100%；
日照長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換后的日照計(jì)算值為：（候選日日照長(zhǎng)度-基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值）/（目標(biāo)日日照長(zhǎng)度-基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值）×100%；
風(fēng)力轉(zhuǎn)換后的風(fēng)力計(jì)算值為：（候選日風(fēng)速值-基礎(chǔ)風(fēng)速值）/（目標(biāo)日風(fēng)速值-基礎(chǔ)風(fēng)速值）×100%；
潮汐轉(zhuǎn)換后的潮汐計(jì)算值為：（候選日潮汐量-基礎(chǔ)潮汐值）/（目標(biāo)日潮汐量-基礎(chǔ)潮汐值）×100%；
候選日期溫度、目標(biāo)日的溫度、候選日日照長(zhǎng)度、目標(biāo)日日照長(zhǎng)度、候選日風(fēng)速值、目標(biāo)日風(fēng)速值、候選日潮汐量和目標(biāo)日潮汐量均由氣象部門提供，基礎(chǔ)溫度值、基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值、基礎(chǔ)風(fēng)速值和基礎(chǔ)潮汐值均為人工設(shè)定值，且基礎(chǔ)溫度值、基礎(chǔ)日照長(zhǎng)度值、基礎(chǔ)風(fēng)速值和基礎(chǔ)潮汐值均為人工設(shè)定值為根據(jù)日歷設(shè)定的漸變數(shù)據(jù)；
溫度計(jì)算值的加權(quán)值為0.5，日照計(jì)算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)毓夥l(fā)電機(jī)組發(fā)電單元的占有率，潮汐計(jì)算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)爻毕l(fā)電機(jī)組發(fā)電單元的占有率，風(fēng)力計(jì)算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電單元的占有率；對(duì)獲取的計(jì)算值通過(guò)加權(quán)值計(jì)算獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值相比較，若候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)與目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)差異大于設(shè)定的閾值則在候選日期中刪除此日期，剩余的候選日期即為相似日期。
對(duì)相似日用電電量進(jìn)行整合計(jì)算包括以下步驟：
整合計(jì)算步驟一：獲取虛擬電廠所供電的當(dāng)?shù)豨dp歷年數(shù)據(jù)以及當(dāng)?shù)豨dp目標(biāo)數(shù)據(jù)；
整合計(jì)算步驟二：計(jì)算電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)：
ect={（ct+1-ct）/ct}/{（gt+1-gt）/gt}；
ect為第t年時(shí)電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)，ct為當(dāng)?shù)氐趖年的用電量，gt為當(dāng)?shù)氐趖年的gdp數(shù)據(jù)；當(dāng)年的gdp數(shù)據(jù)采用最新的當(dāng)?shù)豨dp目標(biāo)數(shù)據(jù)；
整合計(jì)算步驟三：將每一個(gè)相似日期的用電量通過(guò)電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)公式；
ect={（ct+1-ct）/ct}/{（gt+1-gt）/gt}；
調(diào)整為目標(biāo)日的預(yù)測(cè)用電量計(jì)算值；
整合計(jì)算步驟四：計(jì)算所有預(yù)測(cè)用電量計(jì)算值的均值，獲得的均值即為預(yù)測(cè)目標(biāo)日用電電量。
所述一端與發(fā)電機(jī)組連接另一端與電網(wǎng)連接的可控接口包括至少一個(gè)接口校正裝置，
所述接口校正裝置的傳遞函數(shù)為：go(s)=k（τs+1）/τs；
τ和k均為調(diào)度中心站可調(diào)數(shù)據(jù)，τ和k均由調(diào)度中心站通過(guò)校正裝置內(nèi)配設(shè)的可調(diào)元件進(jìn)行調(diào)整；一端與發(fā)電機(jī)組連接另一端與儲(chǔ)能裝置連接的可控接口包括至少一個(gè)超前校正裝置，
所述超前校正裝置的傳遞函數(shù)為：
go(s)={（τ1s+1）（τ2s+1）}/{τ1τ2s2+（τ1+τ2+τ12）s+1}；
τ1、τ2以及τ12均為調(diào)度中心站可調(diào)數(shù)據(jù)，均由調(diào)度中心站通過(guò)校正裝置內(nèi)配設(shè)的可調(diào)元件進(jìn)行調(diào)整；
可切換單元均通過(guò)一個(gè)切換單元校正裝置與電網(wǎng)連接，所述切換單元校正裝置的傳遞函數(shù)為：
go(s)=k（τ1s+1）（τ2s+1）/τ1s；
所述切換單元校正裝置的比例系數(shù)k、調(diào)節(jié)系數(shù)τ1、調(diào)節(jié)系數(shù)τ2均為調(diào)度中心站可調(diào)數(shù)據(jù)，均由調(diào)度中心站通過(guò)切換單元校正裝置內(nèi)配設(shè)的可調(diào)元件進(jìn)行調(diào)整。
本實(shí)施例中校正裝置的設(shè)置，可以幫助發(fā)電機(jī)組和儲(chǔ)能裝置輸出的電壓不會(huì)出現(xiàn)特別大的波動(dòng)，防止了大電流波動(dòng)損壞接口設(shè)備的情況產(chǎn)生。本實(shí)施例中校正裝置的最簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)方式可以為：包括電阻r1、電阻r2、電容c1和電容c2，電阻r1第一端為第一輸入端，電阻r1的第二端為第一輸出端，電容c1與電阻r1并聯(lián)，電阻r2第一端與電阻r1的第二端連接，電阻r2第二端通過(guò)電容c2分別與第二輸入端和第二輸出端連接，這樣設(shè)置的話，τ1=r1c1，τ2=r2c2，τ12=r1c2；本算法中s用來(lái)表示輸入和輸出信號(hào)的拉普拉斯變化式。切換單元校正裝置的最簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)方式可以為：運(yùn)算放大器第一端通過(guò)電阻r1接輸入端，運(yùn)算放大器第二端通過(guò)r0接地，運(yùn)算放大器輸出端通過(guò)滑變電阻r4接地，電阻r2第一端接運(yùn)算放大器第一端，電阻r2第二端通過(guò)滑變電阻r5接地，電阻r2第二端通過(guò)電容c接電阻r4的滑變端，滑變電阻r5的滑變端接地，r2遠(yuǎn)大于r3+r4，這樣設(shè)置的話，τ1=r5c，k=r2/r1（1+r4/r3）；本算法中s用來(lái)表示輸入和輸出信號(hào)的拉普拉斯變化式。本發(fā)明中所述校正裝置的最簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)方式只是提供一種傳遞函數(shù)的可能的實(shí)現(xiàn)形式，在實(shí)際生產(chǎn)中必須根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行實(shí)際調(diào)整。
本實(shí)施例中的可控接口包括但不僅限于變壓器、逆變器、整流橋等設(shè)備及以上設(shè)備的組合形式，本實(shí)施例中的可控接口所指的電氣設(shè)備均與調(diào)度中心站建立控制連接，可由調(diào)度中心站控制和切換，此技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，可見(jiàn)于論文《基于分散式風(fēng)儲(chǔ)提高電壓穩(wěn)定性的虛擬電廠研究》以及cn201110426868-基于虛擬電廠的光伏發(fā)電能量管理系統(tǒng)、cn201620773114-一種提高基于風(fēng)儲(chǔ)集群的虛擬電廠電壓穩(wěn)定性的系統(tǒng)等現(xiàn)有文檔，本實(shí)施例不做詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明通過(guò)整體發(fā)電數(shù)據(jù)和電網(wǎng)所需的整體用電負(fù)荷，合理調(diào)節(jié)接入的發(fā)電單元和用電單元，通過(guò)這樣的配置達(dá)到虛擬電廠的用電平衡，可以使得需要檢修或其他用途的發(fā)電單元和用電單元較早做好準(zhǔn)備，即使出現(xiàn)問(wèn)題也能夠較早的更換發(fā)電計(jì)劃，保證在目標(biāo)日的電網(wǎng)合理運(yùn)行。發(fā)電機(jī)組和近地的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行近地儲(chǔ)能，也就是在不接入電網(wǎng)的情況下，可以通過(guò)儲(chǔ)能裝置對(duì)發(fā)電機(jī)組的發(fā)送電力進(jìn)行存儲(chǔ)，可以起到一定程度的儲(chǔ)能，在發(fā)電機(jī)組發(fā)電量不足的時(shí)候，通過(guò)儲(chǔ)能裝置的發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充，達(dá)到較好的電網(wǎng)供電質(zhì)量。還能夠達(dá)到較好的選擇相似日，通過(guò)有相同條件的情況下發(fā)電量用電量的參照達(dá)到較好的用電單元和發(fā)電單元的選擇。通過(guò)實(shí)踐證明，當(dāng)?shù)豨dp和用電生產(chǎn)是存在一定聯(lián)系的，本發(fā)明通過(guò)gdp變化率以及用電量的變化率，逐步調(diào)整多年前的用電電路和發(fā)電電量轉(zhuǎn)換到目標(biāo)日所處的年份，能較為精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)目標(biāo)日的用電量。
以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。