一种区域性电网电能分配调度系统及方法与流程

1.本发明涉及电网调度技术领域，具体涉及一种区域性电网电能分配调度系统及方法。


背景技术：

2.区域统一市场可以实现大范围的资源优化配置，我国当前的电力体制以省为实体，除东北地区外，其他大部分地区采用区域统一市场模式还存在较大困难，预计初期将以区域共同市场的形式展开工作。我国区域电力市场的基本模式是区域统一市场和区域共同市场区域共同市场的基本特点是保留省级电力市场，省级电力市场的市场主体进行跨省电力/电量交易。在区域统一市场模式中，取消省级电力市场，各省发电企业在区域统一平台上竞价。在区域电力市场的协同模式下，可最经济地利用全区域的能源，有利于消除省间壁垒，提高运行可靠性、安全性，促进区域电力市场的发展，协调与相邻区域电网的电力交换，促进电力资源在更大的范围内优化配置。
3.现有技术中，如专利申请号“cn201410288149.4”公开的“一种用于风光储微网系统的能量管理控制器”，该能量管理控制器包括能量管理监控系统、发电与储能系统、厂区负荷、配电及保护系统、数据采集系统、远程调度与监控系统，能够使能量管理系统、远程客户端以及电网调度中心及时获取该微网系统内的风光储设备实时工作数据、以及系统配电参数,便于实现整个微网系统的并网输出功率被厂区负荷消耗，并接受能量管理系统以及电网的分层调配,减小厂区用电成本,同时满足风光储微网系统的长期稳定并网运行，其依赖于风光储的发电功率，进行启、停、功率控制，其能量管理不到位，对于各供电设施与各耗电负载的调度存在延迟，难以对供电侧产生的电能进行合理有效的分配消纳；又如专利申请号“cn201910368444.3”公开的“基于人工神经网络的智能配电运行监测系统及调控方法”，利用了分布式配电网关于配电台区运行管理及分析优化的处理方法和柔性控制接入技术，解决了多负荷能够柔性接入布局建设的困境，但其会造成供电侧不良的弃电情况，而且系统内输电线路上的潮流方向不明，多负荷在接入配电网络时，存在兼容性的问题；两者均难以及时控制供电侧与需求侧的接入与断开，实际对配电管理调度系统的优化配置能力低。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种区域性电网电能分配调度系统及方法，可统筹综合供电集群与负荷设备群间电能的供需关系，促进系统对区域性供电集群产电的分配消纳，加强电力资源的优化配置，且减少弃电，其可靠性高，兼容性好。
5.本发明提供如下技术方案:
6.一方面，本发明提供了一种区域性电网电能分配调度系统，其包括供电集群、变电站以及负荷设备群，所述变电站通过输电高压线与第一配电网络连接所述供电集群，所述变电站通过输电低压线与第二配电网络连接所述负荷设备群；
7.其系统还包括：
8.储能电池，接收供电集群供应负荷设备群的余量电能，输出补充供电集群不能供应满足负荷设备群的短缺电能，所述储能电池与变电站相连；
9.服务器，用于获取供电集群与负荷设备群电能关联的实时数据，并参考服务器内前期统计得出的计划模型数据，判断供电集群与负荷设备群电能供需关系变化，所述服务器内配置有数据接收单元，该数据接收单元用于接收供电集群的产电数据以及负荷设备群的用电数据；
10.管理调度中心，综合供电集群与负荷设备群间电能的供需关系，其用于管理接入/断开供电集群与第一配电网络的连接线路、接入/断开负荷设备群与第二配电网络的连接线路、接入/断开变电站与储能电池的连接线路。
11.优选地，所述供电集群包括多个与第一配电网络相连的子供电集群，所述第一配电网络与所述子供电集群的连接处设有第一并网点开关，所述负荷设备群包括多个与第二配电网络相连的子负荷集群，所述第二配电网络与所述子负荷集群的连接处设有第二并网点开关，所述储能电池与所述变电站具有双向相连线路，所述双向相连线路同储能电池的连接处相应设有电能输入开关与电能输出开关，所述管理调度中心内配置有控制器，所述控制器与第一并网点开关、第二并网点开关、电能输入开关以及电能输出开关相连。
12.优选地，所述管理调度中心内配置有采集单元，所述采集单元连接有多个出力采集节点以及多个负荷采集节点，所述子供电集群连接所述第一配电网络的线路上设置该出力采集节点，所述出力采集节点获取所述子供电集群的出力值并反馈至管理调度中心，所述子负荷集群连接所述第二配电网络的线路上设置该负荷采集节点，所述负荷采集节点获取所述子负荷集群的负荷值并反馈至管理调度中心，所述采集单元连接有相应设置在所述双向相连线路上的电能输入采集点与电能输出采集点，所述电能输入采集点与所述电能输出采集点获取储能电池的输入输出关联的实际数据，所述采集单元连接有数据
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信息转换层，所述数据
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信息转换层用于将所述采集单元采集的出力值、负荷值以及储能电池的输入输出值关联的实际数据转化为可供所述控制器接收的转译数字信号。
13.优选地，所述采集单元连接有高压潮流采集点与低压潮流采集点，所述高压潮流采集点用于获取输电高压线的潮流方向，所述低压潮流采集点用于获取输电低压线的潮流方向。
14.优选地，所述采集单元的采集连接由无线通信网络层实现。
15.优选地，所述数据接收单元连接有数据发送单元，所述服务器内设有用于调用计划模型数据的数据储存单元，用于更新记录所述数据接收单元获取的供电集群的产电数据以及负荷设备群的用电数据，并通过所述数据发送单元将计划模型数据传递至管理调度中心以供决策电能调度，所述数据储存单元分别与所述数据接收单元、数据发送单元相连。
16.优选地，所述服务器内配置有与所述数据发送单元相连的监控单元，所述监控单元包括：
17.供电集群监控模组，获取并反馈供电集群的总电能产量、可并入第一配电网络的能量流以及各区段时间的供电变化状态；
18.输电高压线监控模组，获取并反馈输电高压线关联的电力信息；
19.输电低压线监控模组，获取并反馈输电低压线关联的电力信息；
20.负荷设备群监控模组，获取并反馈负荷设备群的总电能用电量、用电总功率、用电接入最长时长以及各区段时间的用电变化状态；
21.储能电池监控模组，获取并反馈储能电池的储能容量、实时可放电量、实时可充电量、最大放电功率以及放电最低时长。
22.另一方面，本发明提供了一种区域性电网电能分配调度方法，包括：
23.变电站接收供电集群通过第一配电网络与输电高压线传递的电能能量流，变电站对电能能量流进行变换，再通过输电低压线与第二配电网络分配至负荷设备群，服务器获取供电集群与负荷设备群电能关联的实时数据，并参考服务器内前期统计得出的计划模型数据，判断供电集群与负荷设备群电能供需关系变化，管理调度中心综合供电集群与负荷设备群间电能的供需关系，管理接入/断开供电集群与第一配电网络的连接线路、接入/断开负荷设备群与第二配电网络的连接线路、接入/断开变电站与储能电池的连接线路，储能电池通过变电站，及时接收供电集群供应负荷设备群的余量电能或及时输出补充供电集群不能供应满足负荷设备群的短缺电能。
24.优选地，管理调度中心通过控制器管理第一并网点开关使多个子供电集群接入/断开第一配电网络、管理第二并网点开关使多个子负荷集群接入/断开第二配电网络、管理电能输入开关使供电集群对储能电池进行充电、管理电能输出开关使储能电池对负荷设备群进行放电，出力采集节点获取子供电集群的出力值并反馈至管理调度中心，负荷采集节点获取子负荷集群的负荷值并反馈至管理调度中心，电能输入采集点与电能输出采集点获取储能电池的输入输出关联的实际数据，数据
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信息转换层将采集单元采集的出力值、负荷值以及储能电池的输入输出值关联的实际数据转化为可供控制器接收的转译数字信号。
25.优选地，管理调度中心通过采集单元连接的高压潮流采集点获取输电高压线的潮流方向，连接的低压潮流采集点获取输电低压线的潮流方向，管理调度中心通过监控单元获取供电集群、输电高压线、输电低压线、负荷设备群以及储能电池相关联的电力信息。
26.本发明的有益效果为：
27.(1)：对各子供电集群的出力值以及各子负荷集群的负荷值作精确采集，参考服务器内前期统计得到的计划模型数据，判断供电集群与负荷设备群电能供需关系变化，通过控制器及时管理第一并网点开关与第二并网点开关使子供电集群与子负荷集群接入相应配电网络，并通过控制器管理储能电池的充放电状态，以有序调节分配电能至用电负荷以及储能电池，合理调度供电侧电网电能，满足用电需求，促进系统对区域性供电集群产电的分配消纳，加强电力资源的优化配置，减少弃电，可靠性高；
28.(2)：由高压潮流采集点与低压潮流采集点反馈得出输电高压线与输电低压线的潮流方向，以分析输电线路的节点电压以及功率分布，进一步利用监控单元获取供电集群、输电高压线、输电低压线、负荷设备群以及储能电池相关联的电力信息，其安全性高，兼容性好，有利于加强系统的管控调度能力。
附图说明
29.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
30.图1为本发明提供的分配调度系统的系统架构图；
31.图2为本发明提供的管理调度中心的连接示意图；
32.图3为本发明提供的数据接入单元的连接示意图；
33.图4为本发明提供的监控单元的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的实施例作详细说明。
35.实施例1：
36.请参阅图1
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图4，本实施例提供了一种区域性电网电能分配调度系统，应用于区域性电网的电能分配，保障目标区域的电能供需，其包括供电集群、变电站以及负荷设备群，供电集群包括但不限于水电、风电、光伏电、热电以及核电，供电集群为结合区域性优势发电产业，以减少远程跨区域的输配电，负荷设备群为目标区域的消耗电能运载设备，变电站基于电压的实际升降范围设置，变电站通过输电高压线与第一配电网络连接供电集群，供电集群包括多个与第一配电网络相连的子供电集群，第一配电网络与子供电集群的连接处设有第一并网点开关，变电站通过输电低压线与第二配电网络连接负荷设备群，负荷设备群包括多个与第二配电网络相连的子负荷集群，第二配电网络与子负荷集群的连接处设有第二并网点开关；
37.其系统还包括：
38.储能电池，接收供电集群供应负荷设备群的余量电能，输出补充供电集群不能供应满足负荷设备群的短缺电能，该储能电池与变电站相连，储能电池与变电站具有双向相连线路，双向相连线路同储能电池的连接处相应设有电能输入开关与电能输出开关；
39.服务器，用于获取供电集群与负荷设备群电能关联的实时数据，并参考服务器内前期统计得出的计划模型数据，判断供电集群与负荷设备群电能供需关系变化，服务器内配置有数据接收单元，该数据接收单元用于接收供电集群的产电数据以及负荷设备群的用电数据，数据接收单元连接有数据发送单元，服务器内设有用于调用计划模型数据的数据储存单元，用于更新记录数据接收单元获取的供电集群的产电数据以及负荷设备群的用电数据，并通过数据发送单元将计划模型数据传递至管理调度中心以供决策电能调度，数据储存单元分别与数据接收单元、数据发送单元相连。
40.管理调度中心，综合供电集群与负荷设备群间电能的供需关系，其用于管理接入/断开供电集群与第一配电网络的连接线路、接入/断开负荷设备群与第二配电网络的连接线路、接入/断开变电站与储能电池的连接线路，管理调度中心内配置有控制器，控制器与第一并网点开关、第二并网点开关、电能输入开关以及电能输出开关相连。
41.进一步地，管理调度中心内配置有采集单元，采集单元连接有多个出力采集节点以及多个负荷采集节点，子供电集群连接第一配电网络的线路上设置该出力采集节点，出力采集节点获取子供电集群的出力值并反馈至管理调度中心，子负荷集群连接第二配电网络的线路上设置该负荷采集节点，负荷采集节点获取子负荷集群的负荷值并反馈至管理调度中心，采集单元连接有相应设置在双向相连线路上的电能输入采集点与电能输出采集点，电能输入采集点与电能输出采集点获取储能电池的输入输出关联的实际数据，采集单元连接有数据
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信息转换层，数据
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信息转换层用于将采集单元采集的出力值、负荷值以及储能电池的输入输出值关联的实际数据转化为可供控制器接收的转译数字信号。
42.进一步地，采集单元连接有高压潮流采集点与低压潮流采集点，高压潮流采集点用于获取输电高压线的潮流方向，低压潮流采集点用于获取输电低压线的潮流方向，以采集输电线路上的节点电压与功率分布，及时排查输电线路的故障，促进分配调度系统的正常运行。
43.其中，采集单元的采集连接由无线通信网络层实现，以降低通信网络的建设以及运行维护成本。
44.实施例2：
45.在上述实施例的基础上，服务器内配置有与数据发送单元相连的监控单元，该监控单元包括：供电集群监控模组，连接搭载在各子供电集群的并网线路上，以获取并反馈供电集群的总电能产量、可并入第一配电网络的能量流以及各区段时间的供电变化状态；输电高压线监控模组，连接搭载在输电高压线上，以获取并反馈输电高压线关联的电力信息；输电低压线监控模组，连接搭载在输电低压线上，获取并反馈输电低压线关联的电力信息；负荷设备群监控模组，获取并反馈负荷设备群的总电能用电量、用电总功率、用电接入最长时长以及各区段时间的用电变化状态；储能电池监控模组，获取并反馈储能电池的储能容量、实时可放电量、实时可充电量、最大放电功率以及放电最低时长；管理调度中心通过监控单元获取供电集群、输电高压线、输电低压线、负荷设备群以及储能电池相关联的电力信息，监控单元反馈系统各输电点的电力运行信息至该管理调度中心，及时监控电网内关联节点在并网状态切换时的电力变化状态，促进分配调度系统稳定安全的运行。
46.本发明提供的分配调度方法以及工作原理如下：
47.变电站接收供电集群通过第一配电网络与输电高压线传递的电能能量流，变电站对电能能量流进行变换，再通过输电低压线与第二配电网络分配至负荷设备群；服务器获取供电集群与负荷设备群电能关联的实时数据，并参考服务器内前期统计得出的计划模型数据，判断供电集群与负荷设备群电能供需关系变化，管理调度中心综合供电集群与负荷设备群间电能的供需关系，管理调度中心通过控制器管理第一并网点开关使多个子供电集群接入/断开第一配电网络、管理第二并网点开关使多个子负荷集群接入/断开第二配电网络、管理电能输入开关使供电集群对储能电池进行充电、管理电能输出开关使储能电池对负荷设备群进行放电，及时接收供电集群供应负荷设备群的余量电能或及时输出补充供电集群不能供应满足负荷设备群的短缺电能；采集单元处，出力采集节点获取子供电集群的出力值并反馈至管理调度中心，负荷采集节点获取子负荷集群的负荷值并反馈至管理调度中心，电能输入采集点与电能输出采集点获取储能电池的输入输出关联的实际数据，数据
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信息转换层将采集单元采集的出力值、负荷值以及储能电池的输入输出值关联的实际数据转化为可供控制器接收的转译数字信号，当出力采集节点获取到的出力值过低或负荷采集节点获取的负荷值过高时，依据参考计划模型数据，难以满足供应负荷设备群时，优选启动子供电集群，将该子供电集群对应的第一并网点开关闭合，或者优选关闭子负荷集群，将该子负荷集群对应的第二并网点开关断开，次级选择启动储能电池，打开电能输出开关进行放电，以减少系统用电压力，保障电力供应；当出力采集节点获取到的出力值过高或负荷采集节点获取的负荷值过低时，依据参考计划模型数据，在满足供应负荷设备群的情况下，具有电能余量时，可优选启动储能电池，打开电能输入开关进行充电，或者优选启动子负荷集群，将该子负荷集群对应的第二并网点开关闭合，次级选择关闭子供电集群，将该子供电集
群对应的第一并网点开关断开，促进对区域性供电集群产电的消纳，加强电力资源的优化配置，可减少供电侧的弃电。
48.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化与改进。