一种用于虚拟电厂的储能调控方法及系统与流程

本发明涉及虚拟电厂，具体为一种用于虚拟电厂的储能调控方法及系统。

背景技术：

1、虚拟电厂是一种集成和协调多个分布式能源资源的智能管理系统。它并不是一个物理上的发电厂，而是通过先进的信息技术和通信技术将分散的小型发电设施、储能系统、可调节负荷以及其他能源设施连接起来，作为一个整体参与到电力市场中去。

2、中国专利申请号为201911293640.5的一种储能控制方法、装置及虚拟电厂，其中方法应用于虚拟电厂的控制器，虚拟电厂还包括：一级储能系统和二级储能系统，一级储能系统接入虚拟电厂的配电系统，二级储能系统部署在虚拟电厂内的园区微网，在确定虚拟电厂的运行模式的情况下，通过控制二级储能系统充电或放电，将园区微网并网点输出至配电系统的功率控制在该运行模式下的一个可控的范围内，并通过控制一级储能系统运行削峰填谷模式，使配电系统的输出功率保持在一个稳定的范围内，保证虚拟电厂参与电网运行或电力交易时的稳定性。

3、现有的虚拟电厂在进行储能调控的过程中，不便于进行高效和可靠的储能调控，容易导致电力调控的失衡，影响经济收益的最大化和环保效益，降低了储能调控的稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于虚拟电厂的储能调控方法及系统，具备高效稳定的优点，解决了现有的虚拟电厂在进行储能调控的过程中，不便于进行高效和可靠的储能调控，容易导致电力调控的失衡，影响经济收益的最大化和环保效益，降低了储能调控的稳定性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于虚拟电厂的储能调控方法，包括以下步骤：

3、s1、数据采集，在ders处安装计量传感器和计量设备，来采集发电量、储能状态和负荷状态的数据，ders为组成虚拟电厂的各种分布式能源设备或系统，配置有线或无线通信网络连接计量传感器和计量设备，确保数据能够从ders传输到中央控制系统；

4、s2、边缘计算部署，在数据采集点安装边缘计算设备，中央控制系统把接收的数据传输至边缘计算设备，边缘计算设备进行初步的数据预处理，在进行预处理时，使用数据清洗工具去除异常值、填补缺失值，确保数据质量，在对数据进行标准化处理，使不同来源的数据在同一量纲下进行比较；

5、s3数据整合，首先建立数据仓库，存储历史数据和实时数据，在使用数据融合平台，将来自不同来源的数据整合成统一的数据集；

6、s4数据分析，首先利用历史数据识别能源消耗和生产的周期性趋势形成趋势图，在通过统计分析方法识别不同ders之间的相互影响，使用机器学习平台训练预测模型，预测未来负荷和可再生能源产出；

7、s5、初步策略制定，根据数据分析结果，制定初步的调控策略，调控策略包括在特定时间段内优先使用哪种资源和如何调度储能系统；

8、s6、构建仿真环境.选择电力系统仿真软件根据实际情况构建电力供需构建仿真模型，在仿真环境中测试初步制定的调控策略，观察其对电力供需平衡的影响，记录模拟过程中反映系统的稳定性、经济收益和减排效果指标；

9、s7、测试策略，首先改变变量，对策略进行测试，变量包括市场价格和天气状况，对模拟测试的结果进行分析，识别存在的问题，基于测试结果调整调控策略，重新训练预测模型和改变决策规则，然后再次进行仿真测试，验证调整后策略的有效性；

10、s8、策略实施，将优化后的调控策略应用于实际的vpp运营中，vpp为虚拟电厂，建立一套监控系统，实时跟踪调控效果，根据实际运行情况不断调整调控策略；

11、s9、持续优化，定期评估整个系统的运行效果，并对调控方法进行优化。

12、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s1中的计量传感器和计量设备为电表、逆变器、电流互感器、电池管理系统、电池状态指示器、电池温度传感器、智能插座、负荷控制器和多功能仪表中的一种或多种。

13、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s2中对数据进行清洗时，编写python脚本，使用pandas库进行数据清洗，对数据进行标准化处理时，使用z-score标准化方法对数据进行标准化处理。

14、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s3中建立数据仓库时，使用apache hadoop搭建数据仓库，在对数据进行整合统一时，使用数据融合算法进行整合。

15、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s4中在生成趋势图时，使用python的matplotlib库绘制历史数据趋势图。

16、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s5中在制度初步调控策略时，使用多目标优化算法，多目标优化算法定义多个目标函数，包括成本最小化和可再生能源利用率最大化，然后根据实际需求为每个目标分配权重，形成一个综合评价函数，使用多目标优化算法求解综合评价函数的最优解。

17、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s6中使用matlab/simulink构建vpp仿真模型，vpp仿真模型包含光伏、储能系统和可控负荷。

18、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s7中对模拟测试的结果进行分析时，分析电力供需平衡、经济收益和减排效果。

19、作为本发明的一种用于虚拟电厂的储能调控方法优选的，所述s8中的调控效果包括电力供需匹配情况、经济指标和环保效益数据。

20、一种用于虚拟电厂的储能调控方法的系统，包括：

21、数据采集模块，所述数据采集模块包括计量传感器和计量设备；

22、边缘计算与数据预处理模块，所述边缘计算与数据预处理模块包括边缘计算设备、数据清洗工具和标准化处理工具；

23、数据整合模块，所述数据整合模块包括数据存储模块和数据融合模块；

24、数据分析模块，所述数据分析模块包括大数据处理框架、数据分析软件和机器学习平台；

25、调控策略制定模块；

26、仿真与测试模块；

27、策略优化与调整模块；

28、实施与监控模块；

29、持续优化模块。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

31、1、本发明通过数据清洗去除异常值，填补缺失值，减少了因数据质量问题带来的分析误差，采用z-score等标准化方法处理数据，使得不同来源的数据可以在同一标准下进行比较，提高了数据分析的一致性和可靠性。

32、2、本发明通过建立数据仓库，集中存储和管理历史及实时数据，便于快速检索和分析，使用数据融合算法整合来自不同设备的数据，增强了系统的整体协调性，使得各组件间的信息交流更为顺畅。

33、3、本发明通过利用历史数据识别出能源生产和消费的趋势，为预测建模提供了坚实的基础，通过训练预测模型，提高了对未来负荷和可再生能源产量预测的准确性，为制定策略提供了科学依据。

34、4、本发明通过采用多目标优化算法，综合考虑成本最小化和可再生能源利用率最大化等多个目标，实现了资源的合理分配，根据实际需求调整各目标权重，形成灵活且有效的调控策略。

35、5、本发明通过在安全的仿真环境下测试调控策略，可以发现潜在问题并提前解决，避免了直接应用于实际运营可能带来的风险，基于仿真测试结果调整策略，确保实施前策略的有效性和可行性，建立监控系统，实现实时跟踪调控效果，使得管理者能够及时响应变化，提高运营效率，根据监控数据快速调整策略，缩短了决策周期，增强了应对突发事件的能力。

36、6、本发明通过优化可再生能源利用率，促进了清洁能源的使用，有利于环境保护，持续优化过程允许随着外部环境的变化调整调控方法，保证了系统的长期稳定性和适应性，定期评估系统性能，并据此改进调控技术，推动了技术进步和服务水平的持续提升。