一种源网荷储一体化微电网协同调控方法与流程

本发明涉及微电网调控，具体为一种源网荷储一体化微电网协同调控方法。

背景技术：

1、近年来，随着分布式光伏、储能、可调负荷以及园区综合能源系统的快速发展，源网荷储一体化微电网和虚拟电厂相关技术受到广泛关注；已有的研究和工程方案主要围绕单个微电网内部的源网荷储协同调度、零碳园区的电力调度与碳排放简单关联、建筑暖通热惯性参与虚拟储能或热电互补调度，以及虚拟电厂对分布式可调资源的聚合与市场出清等方面展开，形成了多时间尺度优化、动态可调能力评估、需求响应和辅助服务参与等多种技术路线，为分布式能源的就地消纳和灵活资源的市场化利用提供了基础。

2、然而，上述现有方案大多存在调控范围局限于单一微电网或单一虚拟电厂平台、电力调度与碳排放仅做事后统计式的两点耦合、各业务系统之间数据不互通和决策不联动、空调暖通等具有热惯性的优质柔性负荷未被折算为与光伏储能同标准的等效电功率可调能力而难以统一入池聚合、以及虚拟电厂对资源可调容量的认知偏静态而报不准等问题，导致同一批负荷资源难以同时支撑节能托管、电力市场收益和碳减排核证，整体资源利用率、调度匹配度和综合收益仍有较大提升空间。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种源网荷储一体化微电网协同调控方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种源网荷储一体化微电网协同调控方法，包括下述步骤：

3、s1资源台账构建步骤：

4、通过能源托管运维域，对一个或多个托管客户侧的配电房设备、暖通系统及光储设备按设定周期采集运行数据；对每一台可调资源，按其设备类型对应的工况判断规则，由所采集的运行数据确定该可调资源的实时运行状态和可调能力范围，形成以可调资源为索引、关联其实时运行状态和可调能力范围的资源台账；

5、其中，所述可调能力范围被组织为动态可调能力时序序列，该序列以可调资源唯一标识为索引，将各采集时刻对应的可调能力范围按时间顺序组织为一个带时间标记的条目序列；

6、所述序列的每个条目至少包含以下字段：采集时刻的时间标记、该资源在该时刻的可调上限功率、该资源在该时刻的可调下限功率、可持续调节时长、以及匹配度权重；所述匹配度权重设有初始值，并随响应偏差迭代更新；

7、所述动态可调能力时序序列随采集时刻推进，以最新采集时刻对应的条目替换或追加至序列而进行滚动刷新，且序列长度受预设窗口大小约束；

8、s2微电网就地调度步骤：

9、在微电网物理域，读取所述资源台账中各可调资源的实时运行状态和可调能力范围，对园区或工厂内的分布式光伏、储能及可调负荷进行源网荷储一体化就地调度，生成就地调度计划；所述就地调度采用日前、日内滚动、实时三层时间尺度，三层调度计划均以运行成本与碳排放量的综合最优为优化目标，该综合最优目标通过将运行成本与碳排放量分别乘以各自的归一化权重系数后求和并使其最小来实现，其中运行成本与碳排放量的归一化权重系数之和为一；

10、s3虚拟电厂聚合与出清步骤：

11、在虚拟电厂市场域，汇聚来自多个微电网物理域的所述动态可调能力时序序列，结合电力现货市场、需求响应及辅助服务的市场信号，根据各动态可调能力时序序列所表征的可调容量，按"面向资源集群的主指令"和"面向单个可调资源的个体差异补偿指令"两部分构造虚拟电厂聚合调度指令，并参与市场出清；

12、其中，所述主指令以资源集群为对象，根据该资源集群所包含各可调资源的动态可调能力时序序列中最新时刻条目的聚合结果生成，该聚合结果通过将集群内各资源最新时刻条目的可调上限功率、可调下限功率分别乘以该资源对应的匹配度权重后求和得到；

13、所述个体差异补偿指令以单个可调资源为对象，根据该可调资源的主指令分配量与其当前运行状态所允许的可调能力范围之间的差异生成：若主指令分配量超出该资源最新时刻条目的可调上限功率与可调下限功率所界定的区间，则以区间上限或下限对该分配量进行截断，并将截断产生的差额作为该资源的个体差异补偿指令，该差额需在同集群内其他具有冗余能力的资源间进行二次分配；

14、s4指令下发、响应评估与权重回流步骤：

15、将市场出清对应的主指令和个体差异补偿指令经对应的微电网物理域下发到各可调资源执行；采集各可调资源下发后的实际响应功率，对每个可调资源计算其实际响应功率与下发指令目标功率之间的响应偏差的绝对值，并根据该响应偏差的大小按设定权重更新规则对该可调资源的动态可调能力时序序列中的匹配度权重进行调整：

16、当响应偏差的绝对值不大于预先设定的高精度匹配区间阈值时，将该匹配度权重按正向固定步长上调，且上调后不超过预先设定的权重上限；

17、当响应偏差的绝对值介于高精度匹配区间阈值与中度偏差区间阈值之间时，该匹配度权重保持不变或进行小幅微调；

18、当响应偏差的绝对值大于预先设定的中度偏差区间阈值时，将该匹配度权重按负向固定步长下调，且下调后不低于预先设定的权重下限；

19、调整后的匹配度权重参与下一调度周期中该可调资源的动态可调能力时序序列的聚合计算；

20、s5闭环反馈步骤：

21、将经执行反馈刷新后的各可调资源的实时运行状态输入下一调度周期的资源台账构建步骤，以在下一调度周期中根据刷新后的实时运行状态更新所述资源台账；

22、其中，所述能源托管运维域、所述微电网物理域、所述虚拟电厂市场域之间，按数据自能源托管运维域向微电网物理域、再向虚拟电厂市场域汇聚，指令自虚拟电厂市场域经微电网物理域向可调资源贯通的方式形成调控闭环。

23、进一步的，所述步骤s1中，对暖通系统采集室内温度、室外温度、设备启停状态和实时功率；根据暖通系统的热力学状态方程，以室内温度与设定舒适温度区间的差值以及设定未来可调时段为输入，计算出该暖通系统在未来可调时段内可下调或上移的等效电功率及其可持续时长，将该等效电功率与其可持续时长的组合确定为该暖通系统的可调能力范围；所述热力学状态方程采用一阶等效热参数模型，即把建筑围护结构折算成等效热阻和等效热容两个参数，以室内空气为对象建立室内得热量减失热量等于室内空气显热变化量的热平衡关系；由该热平衡关系预测未来可调时段内室内温度随时间的变化轨迹，截取室内温度落在设定舒适温度区间内的连续时段作为该暖通系统可调能力范围中的可持续时长，并将该时段内暖通相对额定运行所减少或增加的功率折算为等效电功率，作为该暖通系统可调能力范围中的可调下限功率或可调上限功率。

24、进一步的，所述步骤s3中，所述动态可调能力时序序列的滚动刷新规则为：当序列长度未达到预设窗口大小时，以最新采集时刻对应的条目追加至序列末端；当序列长度已达到预设窗口大小时，丢弃最早时刻条目并以最新采集时刻对应的条目追加至序列末端，从而形成滑动窗口式的滚动刷新。

25、进一步的，所述步骤s2中，日前层以当日各时段的预测负荷、预测光伏出力、预测电价及碳价为输入生成日前调度计划；日内滚动层以超短期预测对日前计划滚动修正；实时层以实时功率偏差对调度计划校正；三层调度计划的综合最优目标中，运行成本与碳排放量的归一化权重系数通过层次分析法或熵权法标定。

26、进一步的，还包括零碳园区碳管理步骤：

27、在零碳园区碳管理域，按设定核算周期获取执行时段的电能量数据，根据电能量数据与所对应的碳排放因子核算各核算周期的碳排放量，该碳排放量以每个核算周期的电能量数据与该核算周期所对应的区域电网统一发布的实时或分时碳排放因子的乘积来确定；以碳账本记录各核算周期的电能量数据、碳排放因子、碳排放量及碳减排量；所述碳减排量以该核算周期的实际碳排放量相对设定碳排放基准的差值确定，当实际碳排放量低于该设定碳排放基准时，将该设定碳排放基准与实际碳排放量的差值确定为该核算周期的碳减排量；所述设定碳排放基准按照园区历史同期或上一核算周期的碳排放强度与本期电能量数据折算确定。

28、进一步的，还包括碳预算约束反馈步骤：

29、读取碳账本中当前已累计的碳排放量与设定碳排放配额，以该设定碳排放配额与已累计碳排放量的差值作为当前碳预算余量，将当前碳预算余量按剩余核算周期数分摊，得到每个剩余核算周期的碳排放限额；

30、将该碳排放限额转换为碳排放率约束，即该碳排放限额与下一调度周期的预测电能量的比值，并将该碳排放率约束作为下一调度周期中就地调度的碳排放约束条件，嵌入综合最优目标的碳排放量函数中。

31、进一步的，还将更新后的碳账本输入下一调度周期的资源台账构建步骤，以在下一调度周期中根据碳账本所记录的碳预算余量更新所述就地调度的约束条件；其中，所述能源托管运维域、所述微电网物理域、所述虚拟电厂市场域与所述零碳园区碳管理域之间，还按碳账本自零碳园区碳管理域反馈至下一调度周期的资源台账构建步骤的方式形成碳数据反馈链路。

32、进一步的，步骤s4中，匹配度权重的初始值为1.0，正向固定调整步长为0.05，负向固定调整步长为-0.05，权重上限为2.0，权重下限为0.2；所述高精度匹配区间阈值与中度偏差区间阈值由所属技术领域的技术人员根据资源类型与履约精度要求预先标定。

33、本发明提供了一种源网荷储一体化微电网协同调控方法，具备以下有益效果：

34、1．该源网荷储一体化微电网协同调控方法，以能源托管运维为统一数据入口，贯通托管运维域、微电网物理域、虚拟电厂市场域和零碳园区碳管理域，构建数据逐级汇聚、指令逐层贯通、碳账本反向反馈的协同调控闭环，打破了传统各业务系统独立运行、数据不互通的壁垒；同时将空调暖通的热惯性折算为与光伏、储能同标准的等效电功率可调能力统一入池，并以可调资源标识为索引构建随工况滚动刷新的动态可调能力时序序列，使原本分散、静态的柔性资源形成标准化、可感知、可聚合的统一资源池，显著丰富了虚拟电厂可调资源种类与容量，提升了分布式能源就地消纳率和资源综合利用效率。

35、2．该源网荷储一体化微电网协同调控方法，采用面向资源集群的主指令和面向单个可调资源的个体差异补偿指令的双层指令构造，兼顾集群整体调度最优与单设备工况安全适配，并以各资源实际响应偏差动态迭代更新其聚合匹配度权重，形成响应越准、越多被调度的正向激励机制，有效解决了传统静态容量申报报不准、调度匹配度低的问题；同时，通过将电能量与区域电网碳排放因子相结合的碳核算机制、以及碳预算余量按剩余周期分摊并回流为下一周期调度碳排放约束的闭环设计，让低碳目标真正嵌入调度决策全流程，使同一批负荷资源能够同时支撑节能托管、电力市场收益和碳减排核证，实现一套资源、多重变现，提升了整体经济效益和低碳管理水平。