一种用于虚拟电厂的终端监控装置、系统和方法与流程

本发明涉及电力监控，尤其是一种用于虚拟电厂的终端监控装置、系统和方法。

背景技术：

1、在新能源高比例渗透的情况下，电力系统灵活性下降，提高电网调控能力，只进新能源消纳是我国急需解决的问题。为进一步实现建设以新能源为主体的新型电力系统目标，需要对规模化灵活资源(flexible resources,frs)进行有效调配。虚拟电厂(virtualpower plant,vpp)作为聚合灵活性资源的有效手段，可以有效连接电网和海量资源，实现资源的整合与分配。但是由于虚拟电厂边侧控制对象分散复杂，主动支撑协调困难，通信条件影响因素等多问题，需要研究一种对虚拟电厂终端进行监控的方法，实现对终端海量异构分布式资源和终端负荷进行有效聚合。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中虚拟电厂边侧控制对象分散复杂，主动支撑协调困难，通信条件影响边侧控制效果的技术问题，提出了本发明。本发明的实施例提供了一种用于虚拟电厂的终端监控装置、系统和方法，以及存储介质和电子设备。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种用于虚拟电厂的终端监控装置，所述装置包括：

3、虚拟电厂终端的多个边缘计算节点，用于分别采集与其连接的分布式电源和用户负荷的实时运行数据，以及实时用户需求响应信息；根据电网在线监测系统的监控主站下发的第三控制指令对虚拟电厂终端进行控制，以及对监控主站解耦和释放的待处理业务进行边缘计算；其中，每个边缘计算节点对其采集的所述实时运行数据和实时用户需求信息进行汇集，存储和边缘计算，生成第一数据，所述第三控制指令是监控主站综合虚拟电厂云平台的第一控制指令和自身的第二控制指令，对数据管理平台下发的控制指令，所述第一控制指令是虚拟电厂云平台综合多个数据管理平台上传的所述实时运行数据和实时用户需求信息而生成的与所述监控主站对应的控制指令；所述第二控制指令是所述监控主站针对其监控的虚拟电厂终端，结合数据管理平台上传的第一数据，以及所述实时运行数据和实时用户需求信息所述而生成的监控指令；

4、数据传输单元，用于将所述实时运行数据和实时用户需求信息，以及第一数据传输至数据管理平台；

5、数据管理平台，用于将所述实时运行数据和实时用户需求信息汇集后传输至虚拟电厂云平台，对所述实时运行数据和实时用户需求信息进行预处理生成标准化数据和服务后上传至电网在线监测系统的监控主站；将第一数据上传到电网在线监测系统的监控主站；将监控主站下发的第三控制指令通过数据传输单元发送至对应的边缘计算节点；以及对监控主站解耦和释放的待处理业务进行处理。

6、可选地，在本发明上述各装置实施例中，数据管理平台包括数据处理平台和数据中台，其中：

7、数据处理平台，用于将所述实时运行数据和实时用户需求信息汇集后传输至虚拟电厂云平台，对所述实时运行数据和实时用户需求信息进行预处理生成标准化数据和服务后上传至电网在线监测系统的监控主站；将监控主站下发的第三控制指令通过数据传输单元发送至对应的边缘计算节点；以及对监控主站解耦和释放的待处理业务进行处理；

8、数据中台，用于接收第一数据，并将第一数据上传到电网在线监测系统的监控主站。

9、可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述数据处理平台包括：

10、数据处理模块，用于将所述实时运行数据和实时用户需求信息汇集后传输至虚拟电厂云平台，对所述实时运行数据和实时用户需求信息进行预处理生成标准化数据和服务后上传至电网在线监测系统的监控主站；以及将监控主站下发的第三控制指令通过数据传输单元发送至对应的边缘计算节点；

11、能量管理模块，用于对监控主站解耦和释放的待处理业务进行处理，以及应用边缘计算对所述实时运行数据和实时用户需求信息进行分类，将其分为短时间尺度信息和长时间尺度，其中，基于短时间长度信息，对虚拟电厂终端的参数进行实时优化控制，基于长时间长度信息，对电网各种激励政策和运行信息进行响应,并根据虚拟电厂云平台下发的发电、负荷预测数据向虚拟电厂终端提供分布式发电和储能管理及用电决策。

12、可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述边缘计算节点包括：

13、主控单元，用于对采集的所述实时运行数据和实时用户需求信息进行存储和计算分析，以及安全加密；

14、通信单元，用于采集所述实时运行数据和实时用户需求信息；

15、电源管理单元，用于为边缘计算节点其他部分供电。

16、可选地，在本发明上述各系统实施例中，所述电源管理单元包括主电源和备用电源，其中，主电源用于为边缘计算节点其他部分供电，备用电源用于在主电源出现故障时，为边缘计算节点其他部分供电。

17、可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述主控单元采用搭载cortex-a7、主频为1.2ghz的cpu，并配合一个板载的emmc内嵌式存储芯片。

18、可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述通信单元采用rs485串行接口和modbus协议对采集的数据进行汇集，不同的通信协议通过cim-61850转换器进行模块实现；所述通信单元在与虚拟电厂终端进行连接时，支持rs485接口，lora接口、以太网接口和扩展接口；所述通信单元在与数据传输单元连接时，支持以太网接口，光纤接口和4g/5g无线接口。

19、可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述主电源采用tpsm53604电源芯片，备电源采用lmzm33602电源芯片。

20、可选地，在本发明上述各装置实施例中，所述边缘计算节点的软件部分包括多种app，所述多种app采用微服务的架构设计开发，可提供对边缘计算节点系统资源的管理服务以实现对app的部署，提供数据服务以实现对虚拟电厂终端数据的采集，以及提供协议服务，实现数据管理平台和边缘计算节点之间的数据传输。

21、根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种用于虚拟电厂的终端监控系统，所述系统包括：

22、虚拟电厂终端监控装置，其包括虚拟电厂终端的多个边缘计算节点，数据传输单元和数据管理平台，用于和电网在线监测系统的监控主站进行数据交互，并根据监控主站下发的第三控制指令对虚拟电厂终端进行控制，以及对监控主站解耦和释放的待处理业务进行边缘计算，其中，每个边缘计算节点对其采集的实时运行数据和实时用户需求信息进行汇集，存储和边缘计算，生成第一数据；

23、电网在线监测系统的监控主站，用于综合虚拟电厂云平台的第一控制指令和自身的第二控制指令，对数据管理平台下发第三控制指令；对待处理业务进行解耦和释放，下发至数据管理平台和边缘计算节点进行处理，其中，所述第一控制指令是虚拟电厂云平台综合多个数据管理平台上传的所述实时运行数据和实时用户需求信息而生成的与所述监控主站对应的控制指令；所述第二控制指令是所述监控主站针对其监控的虚拟电厂终端，结合数据管理平台上传的第一数据，以及所述实时运行数据和实时用户需求信息所述而生成的监控指令。

24、根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种用于虚拟电厂的终端监控方法，所述方法包括：

25、虚拟电厂终端的多个边缘计算节点分别采集与其连接的分布式电源和用户负荷的实时运行数据，以及实时用户需求响应信息；

26、每个边缘计算节点对其采集的所述实时运行数据和实时用户需求信息进行汇集，存储和边缘计算，生成第一数据；将所述实时运行数据和实时用户需求信息，以及第一数据通过数据传输单元传输至数据管理平台；

27、数据管理平台将所述实时运行数据和实时用户需求信息汇集后传输至虚拟电厂云平台，对所述实时运行数据和实时用户需求信息进行预处理生成标准化数据和服务后上传至电网在线监测系统的监控主站；将第一数据上传到电网在线监测系统的监控主站；

28、所述监控主站综合虚拟电厂云平台的第一控制指令和自身的第二控制指令，对数据管理平台下发第三控制指令；对待处理业务通过进行解耦和释放，下发至数据处理平台和边缘计算节点进行处理，其中，所述第一控制指令是虚拟电厂云平台综合多个数据管理平台上传的所述实时运行数据和实时用户需求信息而生成的与所述监控主站对应的控制指令；所述第二控制指令是所述监控主站针对其监控的虚拟电厂终端，结合数据管理平台上传的第一数据，以及所述实时运行数据和实时用户需求信息所述而生成的监控指令；所述第三控制指令经数据管理平台传输至对应的边缘计算节点后，由边缘计算节点根据第三控制指令对虚拟电厂终端进行控制。

29、基于本发明上述实施例提供的用于虚拟电厂的终端监控装置、系统和方法，以及存储介质和电子设备，其中，所述用于虚拟电厂的终端监控装置包括虚拟电厂终端的多个边缘计算节点，用于采集终端数据，并通过数据传输单元将数据传输至数据管理平台，由数据管理平台进行统一处理后，分别上传至电网在线监测系统的监控主站和虚拟电厂云平台，由虚拟云平台和监控主站对终端数据进行分析处理后，下发控制指令至边缘节点进行分布式资源和终端负荷的整合与分配，同时，边缘计算节点本身可对连接的分布电源和终端负荷通过对采集的终端数据进行边缘计算完成一些控制，所述监控主站也可对占用系统资源大的业务进行解耦和释放后，交由数据管理平台和边缘计算节点处理。本实施所述的用于虚拟电厂的终端监控系统和方法针对当前虚拟电厂中与分布式电源和终端负荷连接的海量异构智能终端控制和监测存在的独立分散，数据处理实时性差等问题，基于边缘计算技术和统一的数据管理平台，针对每个边缘节点采集的终端数据，边缘节点对对应的终端进行控制，同时，通过统一的数据管理平台对多个边缘计算节点的数据进行汇集，处理后上传至虚拟电厂云平台和监控主站，由其进行分析处理后，下发监控指令对多个边缘节点的终端进行协调控制，从而解决了海量数据采集面临的实时性和安全性问题，同时，通过对采集的数据进行综合处理后进行协调控制，提升了终端管控效率。

30、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。