源网荷储互动的主配一体调度控制系统研究

源网荷储互动的主配一体调度控制系统研究

许辰

中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司

摘要:随着社会经济的不断发展,在我国构建以新能源为主的新电力的大环境下,为了满足新电力发展的需要,本文介绍了一种构建主配一体的新思路。在此基础上,构建适用于广泛区域内分布式电源、可控负荷参与的调度控制系统结构,并将云计算与局域化的方式结合在一起,将主电网与配电网的调度与控制功能进行了有机的整合,从而提高了源网荷储互动的主配一体调度控制能力以及新能源的消纳水平。

关键词:源网荷储;主配一体;调度控制系统

引言

伴随着市场可再生能源的不断增加，新能源发电规模不断扩大，对构建以新能源为核心的新型电力系统提出了更高的要求。随着新能源电力的随机性与间歇性特征的出现，电网系统受到的影响与日俱增，电网的随机性与波动性也随之增强，使得常规的“源网荷储”式电网控制模式难以在控制精度与时效性上达到更高的要求。本文针对目前我国电力市场对电力市场的精细控制要求，研究基于电力市场的电力市场中源网荷储联合调度新模式，并研究其在电力市场中的应用，为进一步提升电力市场的精准控制水平提供理论依据和技术支撑。

一、源网荷储市场响应机制

新能源接入电网，本质上是市场对新能源的不断增长，其接入方式与使用方式，将直接影响到电网调控的准确性与时效性。为此，必须明确“双导向、双市场”的新能源并网需求特征，构建“双导向、双市场”的新能源并网响应机制。新的“双导向，双市场”响应机制包含：发电企业参与响应，负荷侧资源参与，以及峰谷价格的激励机制。在此基础上，利用多种调控手段，引导新能源用户积极改进，减少其对电网运行稳定的冲击。

（1）电厂参与

电厂采用“报量保价”方式参加电网调度系统的运行，在“容量优先”的基础上，由调度局对电厂在运行过程中产生的电量给予一定的补助。

（2）负荷侧资源参与

由调度机构以市场用电情况为依据，划分出不同的用电时段，在负载侧发电量处于高峰时，优先消费清洁能源的发电量，减少电厂的发电量，增加新能源的消费比率。

（3）峰谷电价激励机制

  因为新能源发电是全时段的，并且发电量是需要全部消费的，所以导致了燃煤发电机组在白天的上网负载和报价比较低，在晚上的时候则比较高。为此，可以将日间用电高峰时段调整为低谷时段，从而指导有发电调控能力的用户，积极选择最佳的用电时段，达到避峰就谷，提高电网的稳定度。

二、主配一体调度运行模式

（一）松耦合模式

在主配一体调度控制系统中,源网荷储互动的模式最常见的就是松耦合模式,其调度控制系统主要是主电网和配电网,对服务器和储存进行各自配置,并对主电网和配电网进行监督。配电网以 CIM/E/CIM/G的数据形式将图形模块的信息传递给主电网,然后通过主电网完成整个网络的模块连接。在此基础上,利用预处理的服务器对主电网变电站和发电厂进行测量和运行状况的收集,将配电网中的中压侧馈线及站房的数据进行传输,将用电收集的主电网向用户传输的低压侧的变压值和点表的数据。主电网将其计算的端口阻抗、潮流等数据传输到配电网,为配电网解合环计算等分析应用奠定基础。在此基础上,通过对主电网输出电压和用户负荷功率的分析,精确计算出配电网中开关站和环网柜的结点电压和配支线路的电流和功率分布。配电网络中存在着图模、遥信、遥测和解析、计算等信息的传递。当分布式电源、可调负荷、电动汽车等大量源网荷储多源并网时,利用主配一体数据进行的分析与校核会产生时间的延迟,很难满足实时监测与自主调度控制的需要。另外,由于各系统模块之间的维修工作比较繁琐,给调度和运营人员的日常运作造成了很大的不便[1]。

（二）紧耦合模式

在紧耦合模式中,将主电网与配电网的应用功能建立在相同的主电网上,将硬件资源进行统一配置,将主电网与配电网的测量与状况数据都采取直接采集的模式。调度控制系统中的模型数据、运行数据和分析计算数据可以通过局部的数据库进行共享,使得调度控制系统中的调度和运行都可以在统一的运行界面上进行。调度控制系统具有两种展开形式:一种是分散的,另一种是集中的。集中式主配电网的实时监控、自动控制和分析检查都使用了相同的全网模型,并且当作相同的功能模块来进行,从而使主配一体的调度控制系统得到了很好的整合,使主电网和配电网的业务得到了充分的结合。在分离式模式下,主配一体实时监视、自动控制和分析检查是相互独立的,主配电网数据是被单独收集起来的。一方面,利用模型拼接技术,来实现对电力全模型的监督。另一方面,对各功能模块进行了数据的解析与运算,从而达到了电力系统的统一调度控制。集中式计算模型适合于电网规模小,测量数据和操作数据数量少,分析和计算复杂度低的电网。随着源网荷储的大规模接入,远程测量和远程通信呈现出数量级的发展姿态,对调度控制系统的实时信息处理能力提出了巨大的要求,同时也带来了大量的分析和计算任务。所提及的紧耦合的模式都使用了分离的应用程序展开方法。当前,电力系统中的主配一体都是在区域范围上完成的,各级调度控制间的关联性很差,上下两级调度控制系统也缺少协助调节的方法,这不利于大区域内的源网荷储良好互动,很难在全省范围完成新能源消纳

[2]。

三、源网荷储调度系统技术架构

为了源网荷储互动的主配一体调度控制系统的应用，将生产电网控制大区、管理信息大区、省级智能服务平台等互相贯穿电网调度系统，以适应大规模的源网荷储调度需要。构建由调控层、聚合层、资源层组成的新型电源网荷储协同调控体系，使其可以在不影响电力系统运行的前提下，达到对电力系统进行“扁平”调控，降低“中间变换”环节，从而提升电力系统的调控效能与可靠性。提出了一种新的源网荷储协调控制体系架构。作为整个电网调度系统的“大脑”，调度层可以对整个电力网络的资源状况进行综合和分析，判断整个电力网络的运行状况和下一步的发展方向，然后按照电力网络中事先设置好的调度规则，产生一个基于电力网络的电力网络，然后把这个逻辑网络传输给聚合层。电网聚合层包含了省级智能能源服务平台、源网控制柔电网性交互控制系统等，它的作用是将各种类型和范围在电网中的可调整负荷资源进行统一的聚合和优化，从而可以有效地解决当前电网中可调整的负荷量大、范围广、类别多的问题。在电力系统中，电力系统中的各种可调整资源是由电力系统中的各种可调整资源构成的，在电力系统中，资源层和聚合电网层的数据通信是由高速数据网络及无线数据通信来进行的。在数据传送时，对已有调度网状电网的区域，采用高速网状电网与群集层联接，对距离电网较远但尚未配置网状电网的区域，采用无线网状电网与群集层联接，保证了系统间的高效可靠。

四、调整调度系统资源接入方式

为保证源网荷储的可靠运行，将可调电网节的接入模式分为3个类别。第一种是建立信息隔离，将网络上的资源收集到网络上，然后用大区外的数据来进行网络上的传输。第二种是构建一种基于“防火墙”的稳定电网系统，以实现“源网荷储调控平台”“省级智慧电网源网”以及“虚拟电站”等电力系统间的数据与信息的互通。第三种是利用已有的调度的数据网来实现对数据信息的接入[3]。

结束语

综上所述,伴随着社会对新能源的发展,源网荷储互动的主配一体调度控制系统的规划。在源网荷储互动的松耦合模式和紧紧耦合模式相互结合下,对主电网和配电网进行主配一体调度,实现源网荷储在大范围内的协同增效和优化互动,有效提高源网荷储互动的主配一体调度控制能力。

参考文献：

[1] 黄天意,李晨昕,刘玥伶,等. 源网荷储互动的主配一体调度控制系统研究[J]. 四川电力技术,2022,45(4):7-10,50.

[2] 肖先勇,郑子萱. "双碳"目标下新能源为主体的新型电力系统:贡献、关键技术与挑战[J]. 工程科学与技术,2022,54(1):47-59.

[3]何大春. "源网荷储"互动推动能源变革[J]. 企业管理,2019(1):73-74.