一种基于虚拟电厂的供配电控制系统的制作方法

本发明涉及电力系统，具体为一种基于虚拟电厂的供配电控制系统。

背景技术：

1、随着全球能源结构的转型和电力系统的复杂性增加，传统的供配电控制系统面临着越来越多的挑战。为了满足日益增长的电力需求，提高供电的可靠性和效率，以及应对可再生能源并网带来的问题，基于虚拟电厂的供配电控制系统应运而生。

2、但是现有的基于虚拟电厂的供配电控制系统在电力调度技术中，未能考虑电力系统的传输损耗、储能系统的效率以及不同时间段内的电价差异，因此对于电力系统的峰值需求不能准确的进行反映。因此，本领域技术人员提供了一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，本发明在调度技术中考虑电力系统的传输损耗、储能系统的效率以及不同时间段内的电价差异，准确地反映出电力系统的峰值需求，同时多种可再生能源发电设备、储能设施以及需求侧响应资源的有效集成和管理，构建了一个高效、稳定、可扩展的供配电控制系统。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，包括主控制系统，主控制系统由数据采集层、数据处理层、控制执行层和用户交互层组成，数据采集层、数据处理层、控制执行层和用户交互层通过标准化接口进行数据传输和交互，数据采集层负责实时收集电网运行数据、设备状态信息和能源生产消耗数据，同时收集分散的能源进行整合管理，形成虚拟电厂系统，数据处理层用于对采集的数据进行处理和分析，控制执行层用于根据控制指令对供配电设备进行调整，用户交互层用于为用户提供界面，查看系统状态、运行操作和配置。

5、优选的，虚拟电厂系统为通过将各种可再生能源发电设备、储能设施和需求侧响应资源接入系统，进行统一调度和优化配置，具体步骤为：

6、s1.能源分布分析：首先需要分析在不同地理区域、不同层次和规模的各种能源管理和存储系统的分布情况，包括了解各种可再生能源发电设备、储能设施以及需求侧响应资源的现状和潜力，同时对能源供需情况进行分析和预测；

7、s2.数据采集：在搭建虚拟电厂之前，需要对各类能源管理和存储系统进行数据采集，包括能源生产、电池储能、电动及家庭用电的数据；

8、s3.智能化系统建设：采用人工智能技术开发智能化的能源调度和设备管理系统，可以对能源的生产、转换、储存以及使用进行调度和管理；

9、s4.安全和隐私保护：在建设虚拟电厂的过程中，采用安全技术和措施，保护用户数据的安全性和隐私性；

10、通过上述技术方案，通过虚拟电厂的集成方法，实现对多种可再生能源发电设备、储能设施以及需求侧响应资源的有效集成和管理，构建了一个高效、稳定、可扩展的供配电控制系统，有助于提升电网的供需平衡能力、促进清洁能源的消纳和利用、推动绿色能源转型的实现。

11、优选的，控制执行层包括：

12、供配电控制策略：根据电网运行数据和预测结果，采用智能算法生成供配电控制策略；

13、能源管理模块：通过实时监测和分析电网运行状态，对能源进行统一管理和优化调度；

14、数据分析与预测模块：利用大数据分析和机器学习算法，对电网运行数据进行深度挖掘和分析，通过对历史数据的挖掘和对未来趋势的预测，为供配电策略的制定提供有利支持；

15、智能化监控与调度模块：通过智能化监控与调度技术，实现对电网运行状态的实时监控与调度，利用人工智能技术，对电网运行数据进行智能分析，自动生成优化调度方案。

16、优选的，供配电控制策略包括以下步骤：

17、s1.数据收集预测

18、收集电网的实时运行数据，包括电压、电流、有效功率、无功功率、频率以及功率因数，并利用时间序列分析对电网的未来运行状态进行负载预测、故障预测和能源需求预测；

19、s2.特征提取选择

20、从实时数据和预测结果中提取关键特征，根据供配电系统的特点和控制目标选择最具有代表性的特征作为智能算法的输入；

21、s3.智能算法应用

22、根据问题的复杂性，选择合适的智能算法，并利用历史数据对智能算法进行训练；

23、s4.控制策略生成

24、讲训练好的智能算法应用与电网运行数据和预测结果，生成相应的供配电控制策略，包括电容器投切、变压器分接头调整、可再生能源调度、负荷转移，并对生成的控制策略进行模型仿真验证。

25、优选的，智能化监控与调度模块中，调度技术需要在电力需求低峰时储存能量，在高峰时段进行释放，其中电力峰值的计算公式为：[p’{\text{peak}}＝\max{1\leqt\leqt}\left[(p_{\text{gen}}(t)-p_{\text{loss}}(t)+p_{\text{net_dischae ge}}(t)-p_{\text{net_charge}}(t))\cdotd(t)\right]]

26、其中，(p_{\text{gen}}(t))表示时间(t)的发电量；

27、(p_{\text{loss}}(t))表示时间(t)的电力传输损耗；

28、(p_{\text{net_discharge}}(t))表示时间(t)的净放电功率，即实际从储能系统中取出的功率；

29、(p_{\text{net_charge}}(t))表示时间(t)的净充电功率，即实际向储能系统中存储的功率；

30、(d(t))表示时间(t)的电价；

31、通过上述技术方案，在调度技术中考虑了损耗和效率，每个时间点的实际电力需求与其对应的电价相乘后的结果，并取这些结果中的最大值作为电力峰值，更准确地反映出在考虑经济因素后的电力系统的峰值需求，优化了能源资源配置，提高电网的灵活性和韧性。

32、(三)有益效果

33、本发明提供了一种基于虚拟电厂的供配电控制系统。具备以下有益效果：

34、1、本发明提供了一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，本发明在调度技术中考虑了损耗和效率，每个时间点的实际电力需求与其对应的电价相乘后的结果，并取这些结果中的最大值作为电力峰值，更准确地反映出在考虑经济因素后的电力系统的峰值需求，优化了能源资源配置，提高电网的灵活性和韧性。

35、2、本发明提供了一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，本发明通过虚拟电厂的集成方法，实现对多种可再生能源发电设备、储能设施以及需求侧响应资源的有效集成和管理，构建了一个高效、稳定、可扩展的供配电控制系统，有助于提升电网的供需平衡能力、促进清洁能源的消纳和利用、推动绿色能源转型的实现。

技术特征：

1.一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，包括主控制系统，其特征在于：所述主控制系统由数据采集层、数据处理层、控制执行层和用户交互层组成，所述数据采集层、数据处理层、控制执行层和用户交互层通过标准化接口进行数据传输和交互，所述数据采集层负责实时收集电网运行数据、设备状态信息和能源生产消耗数据，同时收集分散的能源进行整合管理，形成虚拟电厂系统，所述数据处理层用于对采集的数据进行处理和分析，所述控制执行层用于根据控制指令对供配电设备进行调整，所述用户交互层用于为用户提供界面，查看系统状态、运行操作和配置。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，其特征在于：所述虚拟电厂系统为通过将各种可再生能源发电设备、储能设施和需求侧响应资源接入系统，进行统一调度和优化配置，具体步骤为：

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，其特征在于：所述控制执行层包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，其特征在于：所述供配电控制策略包括以下步骤：

5.根据权利要求3所述的一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，其特征在于：所述智能化监控与调度模块中，调度技术需要在电力需求低峰时储存能量，在高峰时段进行释放，其中电力峰值的计算公式为：[p’{\text{peak}}＝\max{1\leq t\leq t}\left[(p_{\text{gen}}(t)-p_{\text{loss}}(t)+p_{\text{net_dischae ge}}(t)-p_{\text{net_charge}}(t))\cdot d(t)\right]]

技术总结本发明提供一种基于虚拟电厂的供配电控制系统，涉及电力系统技术领域。该基于虚拟电厂的供配电控制系统，包括主控制系统，主控制系统由数据采集层、数据处理层、控制执行层和用户交互层组成，数据采集层、数据处理层、控制执行层和用户交互层通过标准化接口进行数据传输和交互，数据采集层负责实时收集电网运行数据、设备状态信息和能源生产消耗数据。本发明在调度技术中考虑电力系统的传输损耗、储能系统的效率以及不同时间段内的电价差异，准确地反映出电力系统的峰值需求，同时多种可再生能源发电设备、储能设施以及需求侧响应资源的有效集成和管理，构建了一个高效、稳定、可扩展的供配电控制系统。技术研发人员：彭凯受保护的技术使用者：中能国环（北京）电力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27