本發(fā)明涉及虛擬電廠技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種虛擬電廠基于相似日的智能調(diào)配方法。

背景技術(shù)：

隨著化石能源的日漸枯竭以及環(huán)境污染、氣候變化問題的日益明顯，大力開發(fā)新能源、實現(xiàn)各種能源的低碳利用已成為當(dāng)今能源革命的主題。風(fēng)電、太陽能發(fā)電等大規(guī)模新能源電力在電力系統(tǒng)中的比重不斷增加，使傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、形態(tài)與運行控制方式隨之產(chǎn)生根本性變革，包括發(fā)電廠、電網(wǎng)及用戶在內(nèi)的整個電力系統(tǒng)都需要與之相適應(yīng)。

近年來，在智能電網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，虛擬電廠(virtualpowerplant，vpp)的概念逐漸受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。不論是一些歐美國家中越來越多的小型分布式能源的接入，還是我國面臨的大規(guī)模新能源電力的接入，都給電網(wǎng)帶來具有間歇性和隨機波動性的沖擊，對電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及運行調(diào)度方式提出新的要求。為充分利用新能源電力并使之與傳統(tǒng)能源實現(xiàn)較好的互補與配合，需要構(gòu)建保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、兼顧經(jīng)濟和社會效益的區(qū)域性多能源集成模式。與此同時，智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)甚至普通用電者都能采用先進的網(wǎng)絡(luò)通信、實時檢測與計量等技術(shù)手段對電網(wǎng)運行狀況進行監(jiān)控與分析。在上述背景下產(chǎn)生的虛擬發(fā)電廠概念，打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中物理概念上的發(fā)電廠之間、以及發(fā)電側(cè)和用電側(cè)之間的界限，充分利用網(wǎng)絡(luò)通信、智能量測、數(shù)據(jù)處理、智能決策等先進技術(shù)手段，有望成為包含新能源接入的智能電網(wǎng)技術(shù)的支撐框架。

現(xiàn)有的虛擬電廠，在對各個發(fā)電方式進行調(diào)配時，調(diào)配的手段較為單一，往往需要人工干預(yù)，導(dǎo)致效率較低，沒有發(fā)揮出虛擬電廠的潛力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中虛擬電廠在對各個發(fā)電方式進行調(diào)配時，調(diào)配的手段較為單一，往往需要人工干預(yù)，導(dǎo)致效率較低的缺陷，提供一種虛擬電廠基于相似日的智能調(diào)配方法。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種虛擬電廠基于相似日的智能調(diào)配方法，包括以下步驟：

步驟1，系統(tǒng)獲取太陽能發(fā)電功率，根據(jù)經(jīng)驗公式構(gòu)建太陽能發(fā)電功率與時間函數(shù)，獲取潮汐發(fā)電功率，根據(jù)經(jīng)驗公式構(gòu)建潮汐發(fā)電功率與時間函數(shù)，獲取風(fēng)力發(fā)電功率；

步驟2，系統(tǒng)調(diào)取存儲信息獲得歷年用電的電量、歷年環(huán)境數(shù)據(jù)，預(yù)測目標(biāo)日日用電電量，并根據(jù)步驟1的太陽能、潮汐和風(fēng)力發(fā)電功率得出目標(biāo)日日用發(fā)電量，將日用電電量和日用發(fā)電量相比較，若日用電量大于日用發(fā)電電量，則跳轉(zhuǎn)至步驟3，若日用電量小于或等于日用發(fā)電量，則跳轉(zhuǎn)至步驟4，

步驟3，系統(tǒng)監(jiān)控實時用電功率，若實時用電功率小于或等于正常發(fā)電功率，則繼續(xù)保持監(jiān)控，若實時用電功率大于正常發(fā)電功率，則系統(tǒng)控制備用發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電，直到實時用電功率下降到小于或等于正常發(fā)電功率為止；

步驟4，系統(tǒng)配置太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)先級，太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)先級為太陽能發(fā)電潮汐發(fā)電風(fēng)力發(fā)電，并按照優(yōu)先級配置各發(fā)電種類的發(fā)電功率。

作為一種優(yōu)選方案，系統(tǒng)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，并對相似日用電電量進行整合計算獲得預(yù)測用電量數(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)進行對比，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。

作為一種優(yōu)選方案，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)電機組各性質(zhì)比例設(shè)定環(huán)境數(shù)據(jù)計算時的加權(quán)值，

候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)對比目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為計算值：

溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的溫度計算值為：(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％；

日照長度轉(zhuǎn)換后的日照計算值為：(候選日日照長度-基礎(chǔ)日照長度值)/(目標(biāo)日日照長度-基礎(chǔ)日照長度值)×100％；

風(fēng)力轉(zhuǎn)換后的風(fēng)力計算值為：(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、候選日日照長度、目標(biāo)日日照長度、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)；

溫度計算值的加權(quán)值為0.5，日照計算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)毓夥l(fā)電機組發(fā)電單元的占有率，潮汐計算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)爻毕l(fā)電機組發(fā)電單元的占有率，風(fēng)力計算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電單元的占有率。

作為一種優(yōu)選方案，系統(tǒng)設(shè)定有預(yù)測目標(biāo)日用電電量的閾值，當(dāng)預(yù)測目標(biāo)日用電電量低于閾值時，系統(tǒng)自動調(diào)整帶有儲能裝置的發(fā)電機組與電網(wǎng)的連接，首先根據(jù)發(fā)電單元的優(yōu)先級進行切換，若發(fā)電單元的發(fā)電性質(zhì)為儲能裝置則設(shè)定為最高優(yōu)先級，若發(fā)電單元為帶有儲能裝置的發(fā)電機組則根據(jù)儲能裝置的已存儲電量和發(fā)電性質(zhì)設(shè)定發(fā)電單元的優(yōu)先級。

作為一種優(yōu)選方案，若發(fā)電單元為帶有儲能裝置的發(fā)電機組，則當(dāng)前儲能裝置的已存儲電量百分比×發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值然后按照由低到高進行優(yōu)先級排序，發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值由人工設(shè)定，風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值＜潮汐發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值＜光伏發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值。

作為一種優(yōu)選方案，自動切換發(fā)電單元步驟包括以下子步驟：

自動切換發(fā)電單元步驟一：系統(tǒng)選取所有發(fā)電單元的最高輸出電量進行疊加作為第一對比數(shù)值，系統(tǒng)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比數(shù)值，然后系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)需求進行接入發(fā)電單元和用電單元；

自動切換發(fā)電單元步驟二：根據(jù)以下算式計算穩(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)電機組的發(fā)電單元的發(fā)電量，

c2為使用風(fēng)力發(fā)電機組和潮汐發(fā)電機組的發(fā)電單元的發(fā)電量，

c預(yù)為預(yù)測負(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)電機組的穩(wěn)定性大于風(fēng)電發(fā)電機組或潮汐發(fā)電機組的穩(wěn)定性則α＞1，若光伏發(fā)電機組的穩(wěn)定性小于風(fēng)電發(fā)電機組或潮汐發(fā)電機組的穩(wěn)定性則α小于1，光伏發(fā)電機組的穩(wěn)定性、風(fēng)電發(fā)電機組的穩(wěn)定性或潮汐發(fā)電機組的穩(wěn)定性由當(dāng)?shù)丨h(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)電機組的工作狀態(tài)人工確定，β為預(yù)測負(fù)載所需電量冗余系數(shù)；

自動切換發(fā)電單元步驟三：對使用風(fēng)力發(fā)電機組和潮汐發(fā)電機組的發(fā)電單元計算第二對比度d2，d2＝當(dāng)前發(fā)電單元電量/第二對比數(shù)值；對光伏發(fā)電機組計算第一對比度d1，d1＝當(dāng)前發(fā)電單元電量/第一對比數(shù)值；

自動切換發(fā)電單元步驟四：計算比例系數(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)先級切換光伏發(fā)電機組對儲能裝置進行儲能；若比例系數(shù)b1≤b2則根據(jù)切換優(yōu)先級切換使用風(fēng)力發(fā)電機組和潮汐發(fā)電機組的發(fā)電單元對儲能裝置進行儲能；然后計算當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷，若電網(wǎng)負(fù)荷為核定負(fù)荷運轉(zhuǎn)則結(jié)束自動切換發(fā)電單元步驟，否則繼續(xù)重新執(zhí)行自動切換發(fā)電單元步驟三。

本發(fā)明的有益效果是，虛擬電廠基于相似日的智能調(diào)配方法合理調(diào)配太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電和儲能系統(tǒng)的發(fā)電功率，大大優(yōu)化了發(fā)電效率，滿足了實際的使用需求。且根據(jù)相似日預(yù)算出目標(biāo)日的預(yù)期使用電量，預(yù)算精度較高，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步描述。

實施例：一種虛擬電廠基于相似日的智能調(diào)配方法，包括以下步驟：

步驟1，系統(tǒng)獲取太陽能發(fā)電功率，根據(jù)經(jīng)驗公式構(gòu)建太陽能發(fā)電功率與時間函數(shù)，獲取潮汐發(fā)電功率，根據(jù)經(jīng)驗公式構(gòu)建潮汐發(fā)電功率與時間函數(shù)，獲取風(fēng)力發(fā)電功率；

步驟2，系統(tǒng)調(diào)取存儲信息獲得歷年用電的電量、歷年環(huán)境數(shù)據(jù)，預(yù)測目標(biāo)日日用電電量，并根據(jù)步驟1的太陽能、潮汐和風(fēng)力發(fā)電功率得出目標(biāo)日日用發(fā)電量，將日用電電量和日用發(fā)電量相比較，若日用電量大于日用發(fā)電電量，則跳轉(zhuǎn)至步驟3，若日用電量小于或等于日用發(fā)電量，則跳轉(zhuǎn)至步驟4，

步驟3，系統(tǒng)監(jiān)控實時用電功率，若實時用電功率小于或等于正常發(fā)電功率，則繼續(xù)保持監(jiān)控，若實時用電功率大于正常發(fā)電功率，則系統(tǒng)控制備用發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電，直到實時用電功率下降到小于或等于正常發(fā)電功率為止；

步驟4，系統(tǒng)配置太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)先級，太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)先級為太陽能發(fā)電潮汐發(fā)電風(fēng)力發(fā)電，并按照優(yōu)先級配置各發(fā)電種類的發(fā)電功率。

作為一種優(yōu)選方案，系統(tǒng)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，并對相似日用電電量進行整合計算獲得預(yù)測用電量數(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)進行對比，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。

作為一種優(yōu)選方案，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)電機組各性質(zhì)比例設(shè)定環(huán)境數(shù)據(jù)計算時的加權(quán)值，

候選日期中的任一日期的環(huán)境數(shù)據(jù)對比目標(biāo)日的環(huán)境數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為計算值：

溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的溫度計算值為：(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％；

日照長度轉(zhuǎn)換后的日照計算值為：(候選日日照長度-基礎(chǔ)日照長度值)/(目標(biāo)日日照長度-基礎(chǔ)日照長度值)×100％；

風(fēng)力轉(zhuǎn)換后的風(fēng)力計算值為：(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、候選日日照長度、目標(biāo)日日照長度、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)；

溫度計算值的加權(quán)值為0.5，日照計算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)毓夥l(fā)電機組發(fā)電單元的占有率，潮汐計算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)爻毕l(fā)電機組發(fā)電單元的占有率，風(fēng)力計算值的加權(quán)值為0.5×當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電單元的占有率。

作為一種優(yōu)選方案，系統(tǒng)設(shè)定有預(yù)測目標(biāo)日用電電量的閾值，當(dāng)預(yù)測目標(biāo)日用電電量低于閾值時，系統(tǒng)自動調(diào)整帶有儲能裝置的發(fā)電機組與電網(wǎng)的連接，首先根據(jù)發(fā)電單元的優(yōu)先級進行切換，若發(fā)電單元的發(fā)電性質(zhì)為儲能裝置則設(shè)定為最高優(yōu)先級，若發(fā)電單元為帶有儲能裝置的發(fā)電機組則根據(jù)儲能裝置的已存儲電量和發(fā)電性質(zhì)設(shè)定發(fā)電單元的優(yōu)先級。

作為一種優(yōu)選方案，若發(fā)電單元為帶有儲能裝置的發(fā)電機組，則當(dāng)前儲能裝置的已存儲電量百分比×發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值然后按照由低到高進行優(yōu)先級排序，發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值由人工設(shè)定，風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值＜潮汐發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值＜光伏發(fā)電機組的發(fā)電性質(zhì)設(shè)定值。

作為一種優(yōu)選方案，自動切換發(fā)電單元步驟包括以下子步驟：

自動切換發(fā)電單元步驟一：系統(tǒng)選取所有發(fā)電單元的最高輸出電量進行疊加作為第一對比數(shù)值，系統(tǒng)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比數(shù)值，然后系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)需求進行接入發(fā)電單元和用電單元；

自動切換發(fā)電單元步驟二：根據(jù)以下算式計算穩(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)電機組的發(fā)電單元的發(fā)電量，

c2為使用風(fēng)力發(fā)電機組和潮汐發(fā)電機組的發(fā)電單元的發(fā)電量，

c預(yù)為預(yù)測負(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)電機組的穩(wěn)定性大于風(fēng)電發(fā)電機組或潮汐發(fā)電機組的穩(wěn)定性則α＞1，若光伏發(fā)電機組的穩(wěn)定性小于風(fēng)電發(fā)電機組或潮汐發(fā)電機組的穩(wěn)定性則α小于1，光伏發(fā)電機組的穩(wěn)定性、風(fēng)電發(fā)電機組的穩(wěn)定性或潮汐發(fā)電機組的穩(wěn)定性由當(dāng)?shù)丨h(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)電機組的工作狀態(tài)人工確定，β為預(yù)測負(fù)載所需電量冗余系數(shù)；

自動切換發(fā)電單元步驟三：對使用風(fēng)力發(fā)電機組和潮汐發(fā)電機組的發(fā)電單元計算第二對比度d2，d2＝當(dāng)前發(fā)電單元電量/第二對比數(shù)值；對光伏發(fā)電機組計算第一對比度d1，d1＝當(dāng)前發(fā)電單元電量/第一對比數(shù)值；

自動切換發(fā)電單元步驟四：計算比例系數(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)先級切換光伏發(fā)電機組對儲能裝置進行儲能；若比例系數(shù)b1≤b2則根據(jù)切換優(yōu)先級切換使用風(fēng)力發(fā)電機組和潮汐發(fā)電機組的發(fā)電單元對儲能裝置進行儲能；然后計算當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷，若電網(wǎng)負(fù)荷為核定負(fù)荷運轉(zhuǎn)則結(jié)束自動切換發(fā)電單元步驟，否則繼續(xù)重新執(zhí)行自動切換發(fā)電單元步驟三。