水电之家讯：1研究背景

在配电网领域,分布式电源(DG)接入量不断增大、电动汽车不断增长的普及率以及可控负荷的增多,使得传统配电网将面临诸多的挑战。为了应对以上问题,传统配电网已逐渐从被动模式向主动模式转变。需要研究新边界条件下的配电网能量调度技术,实现配电网能量综合管理。

为此研究综合能量管理平台技术、区域能量综合预测技术和能量传输的交互控制技术,在此基础上设计开发一种针对主动配电网的综合能量管理系统。系统综合考虑电源-电网-用户三个方面的需求,集成配电网已有的信息和自动化系统,对配电网海量信息数据深度挖掘、高度整合和综合应用,实现能量合理分配、多元互补、综合利用。

2系统结构

综合能量管理系统部署在安全Ⅲ区。通过信息交换总线分别与安全Ⅰ区和安全Ⅲ区的其他系统关联。综合能量管理系统利用信息交换总线穿区功能与安全Ⅰ区的配电自动化系统等完成配电网监测数据的上送及控制命令的下发。综合能量管理系统在安全Ⅲ区直接与用能管理系统、负荷控制管理系统和电动汽车充换电运营管理系统等系统进行信息交互。

图1综合能量管理系统部署图

综合能量管理系统软件包括信息集成层、支撑平台层和应用层。上层应用功能由若干小应用模块组成,向支撑平台发送数据请求,支撑平台启动数据组装服务,通过信息交换总线向各下级配用电系统请求分布在其中的数据,信息集成后发送给应用模块,各应用进行数据组装,对各模块提供数据支撑。

综合能量管理系统从综合角度考虑电源、电网、用户三方面的需求,根据配电网中的各种分布式电源、微网、储能装置以及可控负荷、电动汽车等需求侧资源的不同运行状态及运行发展趋势,分别从空间尺度和时间尺度上建立配电网的协调优化控制策略。在空间尺度上采用基于配网级、馈线级和台区级三级联动的局部就地平衡、区域互相供给、整体消纳分解的协调优化控制策略;在时间尺度上建立短期(日前)、超短期(日内小时级)和准实时(分钟和秒级)三种时间尺度的协调优化控制策略。通过配电网在空间尺度、时间尺度上的协调优化调度,实现主动配电网的高效运行。

3区域能量综合预测技术

发电预测、负荷预测和配网运行态势预测是进行主动配电网综合能量管理的基础。基于客户细分的精细化负荷预测和高性能计算优化、高精度数值天气预报的新能源发电功率已经用于传统配电网简单能量控制。但对于主动配电网尤其是管理范围较大,能量元素多区域配电网,来自于各独立能量体功率预测,由于各种原因会有一些误差,能量的简单叠加会导致误差累积效应,需要对单个能量体的预测结果进行修正。

对于不同大小的功率其修正因子阵是不同的,不可能针对每个功率值给出一个修正因子阵,且这种修正并不是绝对的,模糊理论对解决这种不确定性有着很强的优势。根据能量体预测功率与容量的比值将预测功率划分为很小、较小、中等、较大、很大几个区间,根据历史数据分别求出每个区间的区域其他能量体对目标能量体的隶属度,进而得到每个区间的修正因子阵,存在模糊规则库中。选取模糊输入为目标能量体与本容量的比值和区域其他能量体与对应容量的比值,根据模糊推理机从模糊规则库中抽取相应的修正因子矩阵,计算后得到模糊能量体修正能量。

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