虚拟电厂调度方法、系统、电子设备及储存介质与流程

1.本发明属于航行安全技术领域，尤其是涉及一种虚拟电厂调度方法、系统、电子设备及储存介质。


背景技术：

2.作为新能源的代表，光伏发电、风力发电也越来越多的出现在人们面前。但就现阶段来说，光伏发电、风力发电存在电能不稳定，对电网冲击大的问题，在实际使用中无法达到节能环保要求。以光伏发电为例，光伏发电受天气、日照强度、季节、昼夜交替等情况的制约，并不能保证持续均匀发电。如果将光伏电站强行并入电网，光伏电站的电能非但无法有效利用，不稳定的电能反而会对电网产生冲击和电网电压波动干扰；而电网为了保证供电稳定，必须要有对应的火力或其他发电机组根据当天或未来几天的天气、日照、昼夜等情况作为与光伏电站对冲的储备功率进行对应调解。对于大型火力或水利发电机组来说，频繁调解发电机发电载荷非但无法达到节能要求，反而会大大降低发电机寿命。因此现阶段光伏电站一般鼓励自产自销，即便接入电网也只是接入当地的低压电网，以避免对电网主网造成干扰。而对于光伏来说，风电更是电力行业的“垃圾电”，风电相较光伏，更加不稳定且无规律可言，尤其风电具有在用电高峰的白天风力小发电少，在用电低谷反而风力大电量多的特性，白天无法满足当地使用，晚上电量又白白浪费掉，相对于光伏电站的投入，动辄千万建设费用的风力发电机目前远远没有实现预期目的。
3.随着技术的发展，虚拟电厂的概念开始流行，虚拟电厂即将多个分布式发电机通过网络整合，作为一个总体来协调调度，参照公开号为cn114744687a、cn114362212a、cn114281790a的专利申请，上述专利申请中主要创新还是围绕虚拟电厂各个节点如何实现通讯连接领域，对于如何更好利用光电、风电并没有给出实际可操作方法。


技术实现要素：

4.为了弥补上述缺陷，本发明提出一种虚拟电厂调度方法、系统、电子设备及储存介质。
5.其方法技术方案为：一种虚拟电厂调度方法，通过分布式光伏发电设备和风力发电设备对封闭式道路沿线的充电站进行电力调度分配，所述方法包括：在封闭式道路沿线设置多个具备储能功能的充电站，将所述充电站通过输电线路连接到一起，每个充电站分别连接有至少一组分布式光伏发电装置和至少一组风力发电机，所述分布式光伏发电装置与所述风力发电机用于产生电力并将电力输送到对应的充电站；在所述封闭式道路的每个出、入口位置设置用于拍摄所述封闭式道路每个出入口的车辆出、入和车辆特征信息的第一摄像单元，将所述第一摄像单元连接构成第一监控网络；在每个所述充电站的出、入口位置设置用于拍摄所每个所述充电站出、入口的车
辆出入信息的第二摄像单元，将所述第二摄像单元连接构成第二监控网络；将所述第一监控网络、所述第二监控网络、各个所述充电站、各个分布式光伏发电装置和各个风力发电机分别连接到调度中心，将所述第一监控网络、所述第二监控网络、各个所述充电站、各个分布式光伏发电装置和各个风力发电机分别与调度中心信号连接构成虚拟电厂，所述调度中心根据所述第一监控网络和所述第二监控网络获取的相关车辆信息、分布式光伏发电装置和风力发电机的预期发电量对调度范围内的所述充电站电量进行电能调度分配，所述调度中心有多个，分别对应不同区域进行电能调度分配，且所述调度中心均相互信号连接。
6.其系统技术方案为：所述系统采用本技术方法来运行，其包括，沿道路分布的多个充电站，所述充电站之间通过输电线路连接，且所述充电站具有储能功能；第一监控网络，包括分别对应所述道路每个出、入口位置设置的第一摄像单元，所述第一摄像单元用于拍摄所述道路每个出入口的车辆出、入和车辆特征信息，所述第一监控网络用于记录车辆进、出道路及相关行驶信息；第二监控网络，包括分别对应每个所述充电站的出、入口位置设置的第二摄像单元，所述第二摄像单元用于拍摄所每个所述充电站出、入口的车辆出入信息，所述第二监控网络用于记录车辆进、出充电站及相关行驶信息；每个充电站分别连接有至少一组分布式光伏发电装置和至少一组风力发电机，所述分布式光伏发电装置与所述风力发电机用于产生电力并将电力输送到对应的充电站；还包括调度中心，所述调度中心分别与所述第一监控网络、所述第二监控网络、各个所述充电站、各个分布式光伏发电装置和各个风力发电机信号连接，所述调度中心根据所述第一监控网络和所述第二监控网络获取的相关车辆信息、分布式光伏发电装置和风力发电机的预期发电量对调度范围内的所述充电站电量进行电能调度分配；所述调度中心有多个，分别对应不同区域进行电能调度分配，且所述调度中心均相互信号连接；所述调度中心进行电能调度分配的过程包括：所述调度中心根据车辆的进出道路信息和车辆的行驶方向信息对该车辆的沿途充电位置和充电电量进行预测，并根据该车辆每次进出充电站的位置、充电量和进出时间对该车辆的后续预测充电位置进行修正，根据预测和修正结果调整每个充电站的储备电量。
7.其电子设备技术方案包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行本技术的调度方法。
8.其储存介质技术方案包括：所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行本技术的调度方法。
9.本发明通过与道路配套的充电站方式，通过动力电池储存光伏电和风电，为光伏发电和风力发电提供缓冲和储能，将光伏能和风能先储存到动力电池中为封闭式道路如高速路等道路进行补充能量，在有剩余能量时再根据电网负荷向电网进行输送。本发明提高
了风能、电能的利用效率，解决了电能、风能发电容易用电难的问题，提高了能源利用率。
附图说明
10.图1为本发明系统的一种实施方式的框型结构示意图。
具体实施方式
11.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
13.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
14.在本技术一个实施例中，本技术的方法包括：一种虚拟电厂调度方法，通过分布式光伏发电设备和风力发电设备对封闭式道路沿线的充电站进行电力调度分配，所述方法包括：在封闭式道路沿线设置多个具备储能功能的充电站，将所述充电站通过输电线路连接到一起，每个充电站分别连接有至少一组分布式光伏发电装置和至少一组风力发电机，所述分布式光伏发电装置与所述风力发电机用于产生电力并将电力输送到对应的充电站；在所述封闭式道路的每个出、入口位置设置用于拍摄所述封闭式道路每个出入口的车辆出、入和车辆特征信息的第一摄像单元，将所述第一摄像单元连接构成第一监控网络；在每个所述充电站的出、入口位置设置用于拍摄所每个所述充电站出、入口的车辆出入信息的第二摄像单元，将所述第二摄像单元连接构成第二监控网络；如图1所示，将所述第一监控网络、所述第二监控网络、各个所述充电站、各个分布式光伏发电装置和各个风力发电机分别连接到调度中心，将所述第一监控网络、所述第二监控网络、各个所述充电站、各个分布式光伏发电装置和各个风力发电机分别与调度中心信号连接构成虚拟电厂，所述调度中心根据所述第一监控网络和所述第二监控网络获取的相关车辆信息、分布式光伏发电装置和风力发电机的预期发电量对调度范围内的所述充电站电量进行电能调度分配，所述调度中心有多个，分别对应不同区域进行电能调度分配，且所述调度中心均相互信号连接。
15.本技术的系统包括：沿道路分布的多个充电站，所述充电站之间通过输电线路连接，且所述充电站具有储能功能；第一监控网络，包括分别对应所述道路每个出、入口位置设置的第一摄像单元，所述第一摄像单元用于拍摄所述道路每个出入口的车辆出、入信息，
所述第一监控网络用于记录车辆进、出道路及相关行驶信息；第二监控网络，包括分别对应每个所述充电站的出、入口位置设置的第二摄像单元，所述第二摄像单元用于拍摄所每个所述充电站出、入口的车辆出入信息，所述第二监控网络用于记录车辆进、出充电站及相关行驶信息；本实施例中，每个充电站分别连接有至少一组分布式光伏发电装置和至少一组风力发电机，所述分布式光伏发电装置与所述风力发电机用于产生电力并将电力输送到对应的充电站；还包括调度中心，所述调度中心分别与所述第一监控网络、所述第二监控网络、各个所述充电站、各个分布式光伏发电装置和各个风力发电机信号连接，所述调度中心根据所述第一监控网络和所述第二监控网络获取的相关车辆信息、分布式光伏发电装置和风力发电机的预期发电量对调度范围内的所述充电站电量进行电能调度分配，所述调度中心有多个，分别对应不同区域进行电能调度分配，且所述调度中心均相互信号连接。
16.本发明通过与道路配套的充电站方式，通过动力电池储存光伏电和风电，为光伏发电和风力发电提供缓冲和储能，将光伏能和风能先储存到动力电池中为封闭式道路如高速路等道路进行补充能量，在有剩余能量时再根据电网负荷向电网进行输送。本发明提高了风能、电能的利用效率，解决了电能、风能发电容易用电难的问题，提高了能源利用率。
17.本发明中，充电站对电池摆放空间要求较低，电池不用再进行紧凑摆放，可以有效改善动力电池的散热空间和摆放结构，有效提高电池热管理和安全管理能力，进一步提高电池充放寿命。
18.根据充电站的设计标准，目前一级充电站一般要求每日储备电量不低于6800千瓦时，二级充电站要求每日电能储备不低于3400千瓦时，三级充电站每日电能储备不低于1700千瓦时，但大部分充电站主要电能来自国家电网，为了节省用电成本和提高单个充电桩的充电频率，大部分运营者都卡在标准下限建设充电站，导致很多时候电动汽车大部分时间不是在充电而是在等待排队过程，导致充电效率低下。采用本技术的调度系统，通过光伏、风能等再生电和回收的汽车动力电池作为充电站主要电能来源和储电设备，提高再生能源利用率，降低用电和储电成本，大大降低充电站的建设成本，进而可以提高充电站的储电容量，提高充电效率。
19.本实施例中，分布式光伏发电装置一般装机容量（发电设备装机容量是指该发电设备每小时发电量单位为kw，通俗点就是每小时发电多少度，可以认为装机容量2mw＝每小时发电量2000kw＝每小时发电2000度）在0.5-5mw之间，大部分在2mw左右，而陆上风力发电机一台装机容量即为1.5-2mw。本实施例结合道路昼夜车辆类型充分考虑光伏和风电在昼夜的不同发电特性，在白天对路上主要的轿车和客运车辆用光电、风电及储备电量进行供电，夜间在车流量小的时候通过风电补充充电站电能，最大限度利用风能和光伏发电，提高再生能源利用效率。
20.在上述实施例的基础上，本技术进一步改进，所述调度中心进行电能调度分配的过程包括：所述调度中心根据车辆的进出道路信息和车辆的行驶方向信息对该车辆的沿途充电位置和充电电量进行预测，并根据该车辆每次进出充电站的位置、充电量和进出时间对该车辆的后续预测充电位置进行修正，根据预测和修正结果调整每个充电站的储备电量。本实施例的各个充电站之间通过输电线路进行连接，可以有效根据道路沿线不同地区的风力资源和日照资源对道路沿线的充电站进行电力调度，确保风电和光电的有效利用，
避免个别充电站电能过剩导致浪费同时个别电站电能不足需要向电网要电的情况。
21.在上述某个或多个实施例的基础上，所述调度中心预测该车辆的沿途充电位置和充电电量的过程包括：所述调度中心通过第一监控网络获取到车辆的特征信息，根据特征信息在数据库中查询车辆是否有往期行驶记录，若有，则根据往期记录预测该车辆可能的充电站位置；若无，则根据该车辆特征信息预测该车辆可能的充电站位置。本实施例中，进一步的，则根据往期记录预测该车辆可能的充电站位置的步骤包括：则将往期行驶次数最多的一次里程作为预期里程l，以该车辆理论行驶里程的30%作为单次行驶下限lmin，以该车辆理论行驶里程的70%作为单次行驶上限lmax，若l≤lmin，则预测该车辆本次行驶不补充电量；若lmin≤l＜lmax，则预测该车辆以距离预期里程l最近的充电站补充一次电力；若lmax≤l，则以该车辆在（sn+lmin，sn+lmax）区间往期充电次数最多的充电站作为预测充电位置，其中sn为该车辆前一次预测充电里程。此外本技术中，在被预测车辆每实际离开一个充电站即更新该车辆信息，根据该充电站在该车辆里程的位置对该车辆后续充电位置进行修正预测。
22.本实施例中，进一步根据该车辆的特征信息预测该车辆可能的充电站位置的过程包括：则根据车型信息以距离该车辆理论续航里程50%位置最近的充电站作为首次充电位置，后续沿途充电站以距离该车辆理论续航里程30%位置作为后续预测充电位置。此外本技术中，在被预测车辆每实际离开一个充电站即更新该车辆信息，根据该充电站在该车辆里程的位置对该车辆后续充电位置进行修正预测。
23.在上述一个或多个实施例基础上，进一步的，所述车辆的特征信息包括车牌信息、车型信息。本实施例中，根据车牌信息可以迅速调取该车辆的往期通行里程信息，根据车型信息可以迅速查询该车型的理论续航里程，方便对其续航进行预测。
24.在上述一个或多个实施例的基础上，每个所述充电站还与电网联通，所述调度中心根据未来预期电量调度各个所述充电站向其所在地区的电网获取/输送电力。本实施例中，考虑到我国封闭式道路的长度较长，如g30、g6、g15等高速公路，会跨越多个省份和不同的自然环境，虽然本技术各个充电站之间通过输电线路相连接，但实际调度过程中考虑到线损，充电站之间的电力调度一般只在不超过200公里内的里程范围进行调度，为了满足所有充电站的用电需要，本技术的各个充电站均连接到国家电网中，本技术的所有的调度中心也均互相信号连接，在调度中心调度过程中，对于距离较远的充电站需要电力分配时，由国家电网向电力储备不足的充电站供电，同时国网减少对电力储备稳定充足的充电站地区的供电，由电力储备稳定充足的充电站向国网输电以弥补电力缺口。采用本实施例，通过电力储备稳定充足的充电站向国网输电以“抵扣”掉国网对电力储备不足的充电站的供电电量，减少总体用电成本，同时国网输电线路相对道路输电线路更加成熟，电量损耗更少，进一步提高了能源利用率。同时本实施例中，在各个充电站电力盈余时，还能够向国网出售电力。
25.在上述一个或多个实施例基础上，进一步的，所述预期未来电量的预测方法包括，通过气候周期结合天气预报确定当地未来时间段的日照和风力条件，根据日照和风力条件确定发电量，进而确定未来电量。
26.在上述实施例基础上，所述预期未来电量的预测方法包括，通过气候周期结合天气预报确定当地未来时间段的日照和风力条件，根据日照和风力条件确定发电量，进而确定未来电量。通过气候周期和天气预报来确定未来日照和风力条件的技术现已非常成熟，本实施例中，为了尽量减少对国网的冲击，以一周起作为调度周期，即确定当地未来一周内的日照和风力条件，根据未来一周天气情况确定调度预案，方便给国网调度缓冲时间。
27.本技术还公开了一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述任一实施例所述方法。
28.本技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行上述任一实施例所述方法。
29.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。