CN113725919A - 新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了新能源并网发电的节能电力***，包括能量管理***、对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块、新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块、对发电侧转移容量进行测算、转移容量达标状态模块。最后与采集的环境参数一起纳入新能源并网发电站监测指标统计计算，即使得电能质量、功率指标越限后均可进行报警，从而对新能源并网发电站进行综合评估，最后得出新能源并网发电站的检测评估报告，达到了便于对新能源并网发电***进行动态节能调度的效果，避免了新能源的波动性过度影响电网运行方式，降低了电网的网损，提高了动态节能调度的数据支撑和管理水平，使得电网能效更低。

Description

新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法
技术领域
本发明涉及新能源与电力技术相结合的技术领域，尤其涉及新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法。
背景技术
在新世纪社会经济的发展及能源需求的不断上升，世界加大了对滑室能源的使用，由于储量有限并且开采日益加剧，必将会导致这些资源的枯竭，全球能源危机和生态环境破坏成为关乎人类生存和发展的问题，如何节约利用能源、提高其利用效率已成为各国关注的焦点,其中电力行业能源问题尤其突出，电力行业作为国家基础产业,是我国主要的一次能源直接利用行业,也是资金密集的装置型产业,同时也是.资源密集型产业，无论电源还是电网，在建设和生产运营中都需要占用和消耗大量资源,包括土地、水资源、环境容量以及煤炭、石油、燃气等各类资源，贯穿于电力规划、设计、建设一直到生产运营全过程，电力工业的长足发展和电力的高效利用,是社会经济进步和节约型社会建设的根本保障，电力节能,首先应当从国家能源战略出发,在能源开发利用方面采取更强有力的可持续发展政策,大力开发可再生能源，调整和优化能源产业结构,在开发中实现节约，其次,提高能源转换和利用效率，在生产、传输和消费等领域,提高能源利用效率，以最小的资源消耗获取最大的经济和社会效益。为了推动能源生产和消费形式的转变,中国政府正在大力支持风电等新能源的发展,新能源的大规模并网在给用户提供清洁能源的同时,由于其具有间歇性和随机性的特点，也给电网的安全稳定运行带来很多问题,其中对电网节能的影响日益突出。
目前的新能源并网发电的电力***一次能源利用率降低，新能源电力并网和消纳情况明显，一次能源的利用率较低，且电网的网损较高，新能源的大规模并网都是采取大规模集中并网的方式，风光电基地建设在远离负荷中心，所以需要电能远距离传输，而新能源的波动性则导致电网运行方式会频繁变化，都会增加电网的网损，使得电网能效较低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
新能源并网发电的节能电力***，包括以下模块：能量管理***、对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集、新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断、对发电侧转移容量进行测算、转移容量达标状态、对负荷侧快速中断、转移容量分配至测算***和对于机组分配入出力变化，所述对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块从属于能量管理***模块；
所述能量管理***包括以下管理步骤：
S1：基于能量的数据建立模型，对新能源电力配网的基础数据进行梳理，将开关房、变压器、公变房、转变房、高压室等数据对象均纳入基础数据范畴进行建模，形成拥有唯一性、扩展性、差异性和通用性的新能源电力配网基础数据模型；
S2：将上述步骤S1中形成的数据进行运行，采用分布式消息队列、ETL和API等技术手段，定时获取新能源电力配网电***传输的配网信息和参数，***对该信息和数据进行自动提取，并对配网设备的本体数据和设备参数进行结构化优化；
S3：再对步骤S2中提取的信息和数据进行校验，通过配置与数据模型进行关联的校验规则，通过解析新能源电力配网电***传输的配网信息和参数之后，对该信息和参数进行校验，最后将校验不复合的信息和参数进行输送，输送到审核模块；
S4：再对步骤S3中采用与数据模型进行关联的校验规则进行校验后的信息和参数再分析，并对基础数据进行对象化，最后再通过对信息和参数的抽取，或文件交互的方式从新能源电力配网电***等获取相关的电力能力信息。
优选的，所述能量管理***模块与新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块连接，所述新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块和对发电侧转移容量进行测算模块连接，所述对发电侧转移容量进行测算和转移容量达标状态模块连接，所述转移容量达标状态模块模块和转移容量分配至测算***模块连接，所述转移容量分配至测算***模块和对于机组分配入出力变化模块连接。
优选的，所述转移容量达标状态模块输入的发电侧转移容量数据进行测算，达标则输送至转移容量分配至测算***模块，而不达标则输入对负荷侧快速中断模块，使其控制对发电侧转移容量进行测算模块中断处理。
优选的，所述对于机组分配入出力变化模块将回应讯息输送至能量管理***模块中，且与对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块进行共享。
新能源并网发电的节能电力***的动态节能调度方法，包括测算过程和评估过程，所述测算过程和评估过程包括以下步骤：
S101：将新能源并网发电站的电器参数进行采集，并将采集的电器参数的特征量进行识别和提取；
S102：将步骤S101中识别和提取后的电器参数进行特征量的时间组合；
S103：对新能源并网发电站环境参数进行采集，再将步骤S101中识别和提取后的电器参数和S102中进行特征量的时间组合的电器参数，以及采集的环境参数进行新能源并网发电站监测指标统计计算；
S104：将步骤S103中的数据进行统计计算后，使得电能质量指标达到阈值，越限后即进行报警；功率指标达到阈值，越限后即进行报警；并且对新能源并网发电站进行综合评估，最后得出新能源并网发电站的检测评估报告，通过检测评估报告进行电力***的动态节能调度。
优选的，所述步骤S104中，新能源并网发电站的检测评估报告的生成包括电能质量指标越限报警、功率指标越限的报警以及新能源并网发电站进行综合评估。
优选的，包括新能源发电站运行状态评价体系，所述新能源发电站运行状态评价体系包括电能指标和电能质量指标，所述电能质量指标包括谐波指标、电压质量指标、直流分量和频率偏差，所述电能指标包括发电效率、功率因数和有功功率变化率。
优选的，所述谐波指标包括偶次电流谐波畸变率、奇次电流谐波畸变率和电压谐波畸变率，所述电压质量指标包括电压偏差、电压波动、电压闪边和三相电压不平衡。
优选的，所述新能源并网发电站综合评估的流程包括以下步骤：
S201：确定新能源并网发电站的评估指标，并对其进行分级处理；
S202：对新能源并网发电站各指标对应的各等级概率分布进行计算；
S203：对新能源并网发电站的各指标所对应的各等级概率分布的期望与方差进行计算，并对指标进行量化；
S204：将期望与方差的标准值量化，得到评估指标的量化指标；
S205：最后对量化值进行分级，从而评估并网新能源发电站运行状态的等级。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法，通过本发明提出的控制方法进行实际测试，以准确地对***负荷高峰时段进行判断，并有效协助调度员进行发电侧和负荷需求侧功率调整，提高了运行过程的可靠性，提出的这种在负荷高峰时机组调节能力不足时的有功控制方法，在发电侧和负荷侧同时使用，不仅能考虑发电侧的转移负荷的能力，同时也有选择的快速中断负荷侧的功率消耗，以实现快速过渡电网负荷高峰过程，从而达到了提高新能源并网发电的电力***一次能源利用率的效果，极大地缓解了新能源电力并网和消纳情况，降低了网损。
2、该新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法，通过将新能源并网发电站的电器参数进行采集，并将采集的电器参数的特征量进行识别和提取，再进行特征量的时间组合，最后与采集的环境参数一起纳入新能源并网发电站监测指标统计计算，即使得电能质量、功率指标越限后均可进行报警，从而对新能源并网发电站进行综合评估，最后得出新能源并网发电站的检测评估报告，达到了便于对新能源并网发电***进行动态节能调度的效果，避免了新能源的波动性过度影响电网运行方式，降低了电网的网损，提高了动态节能调度的数据支撑和管理水平，使得电网能效更低。
3、该新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法，通过建立能量的数据模型、再进行模型数据的运行、信息和参数的校验以及分析，从而提高了对新能源电力配网的驾驭能力，建设出新能源电力配网的智能调度***，解决了新能源电力配网能量管理方面的盲点问题，提高了新能源电力配网的自动化水平。
附图说明
图1为本发明***逻辑框图；
图2为本发明***的测算过程和评估过程示意图；
图3为本发明***的新能源发电站运行状态评价体系图；
图4为本发明***的新能源并网发电站综合评估流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例：参照图1-4，新能源并网发电的节能电力***，包括以下模块：能量管理***、对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集、新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断、对发电侧转移容量进行测算、转移容量达标状态、对负荷侧快速中断、转移容量分配至测算***和对于机组分配入出力变化，对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块从属于能量管理***模块；
能量管理***包括以下管理步骤：
S1：基于能量的数据建立模型，对新能源电力配网的基础数据进行梳理，将开关房、变压器、公变房、转变房、高压室等数据对象均纳入基础数据范畴进行建模，形成拥有唯一性、扩展性、差异性和通用性的新能源电力配网基础数据模型；
S2：将上述步骤S1中形成的数据进行运行，采用分布式消息队列、ETL和API等技术手段，定时获取新能源电力配网电***传输的配网信息和参数，***对该信息和数据进行自动提取，并对配网设备的本体数据和设备参数进行结构化优化；
S3：再对步骤S2中提取的信息和数据进行校验，通过配置与数据模型进行关联的校验规则，通过解析新能源电力配网电***传输的配网信息和参数之后，对该信息和参数进行校验，最后将校验不复合的信息和参数进行输送，输送到审核模块；
S4：再对步骤S3中采用与数据模型进行关联的校验规则进行校验后的信息和参数再分析，并对基础数据进行对象化，最后再通过对信息和参数的抽取，或文件交互的方式从新能源电力配网电***等获取相关的电力能力信息。
本发明中，能量管理***模块与新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块连接，新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块和对发电侧转移容量进行测算模块连接，对发电侧转移容量进行测算和转移容量达标状态模块连接，转移容量达标状态模块模块和转移容量分配至测算***模块连接，转移容量分配至测算***模块和对于机组分配入出力变化模块连接。
本发明中，转移容量达标状态模块输入的发电侧转移容量数据进行测算，达标则输送至转移容量分配至测算***模块，而不达标则输入对负荷侧快速中断模块，使其控制对发电侧转移容量进行测算模块中断处理。
本发明中，对于机组分配入出力变化模块将回应讯息输送至能量管理***模块中，且与对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块进行共享。
新能源并网发电的节能电力***的动态节能调度方法，包括测算过程和评估过程，测算过程和评估过程包括以下步骤：
S101：将新能源并网发电站的电器参数进行采集，并将采集的电器参数的特征量进行识别和提取；
S102：将步骤S101中识别和提取后的电器参数进行特征量的时间组合；
S103：对新能源并网发电站环境参数进行采集，再将步骤S101中识别和提取后的电器参数和S102中进行特征量的时间组合的电器参数，以及采集的环境参数进行新能源并网发电站监测指标统计计算；
S104：将步骤S103中的数据进行统计计算后，使得电能质量指标达到阈值，越限后即进行报警；功率指标达到阈值，越限后即进行报警；并且对新能源并网发电站进行综合评估，最后得出新能源并网发电站的检测评估报告。
本发明中，步骤S104中，新能源并网发电站的检测评估报告的生成包括电能质量指标越限报警、功率指标越限的报警以及新能源并网发电站进行综合评估。
本发明中，包括新能源发电站运行状态评价体系，新能源发电站运行状态评价体系包括电能指标和电能质量指标，电能质量指标包括谐波指标、电压质量指标、直流分量和频率偏差，电能指标包括发电效率、功率因数和有功功率变化率。
本发明中，谐波指标包括偶次电流谐波畸变率、奇次电流谐波畸变率和电压谐波畸变率，电压质量指标包括电压偏差、电压波动、电压闪边和三相电压不平衡。
本发明中，新能源并网发电站综合评估的流程包括以下步骤：
S201：确定新能源并网发电站的评估指标，并对其进行分级处理；
S202：对新能源并网发电站各指标对应的各等级概率分布进行计算；
S203：对新能源并网发电站的各指标所对应的各等级概率分布的期望与方差进行计算，并对指标进行量化；
S204：将期望与方差的标准值量化，得到评估指标的量化指标；
S205：最后对量化值进行分级，从而评估并网新能源发电站运行状态的等级。
综上所述，该新能源并网发电的节能电力***及动态节能调度方法，通过本发明提出的控制方法进行实际测试，以准确地对***负荷高峰时段进行判断，并有效协助调度员进行发电侧和负荷需求侧功率调整，提高了运行过程的可靠性，提出的这种在负荷高峰时机组调节能力不足时的有功控制方法，在发电侧和负荷侧同时使用，不仅能考虑发电侧的转移负荷的能力，同时也有选择的快速中断负荷侧的功率消耗，以实现快速过渡电网负荷高峰过程，从而达到了提高新能源并网发电的电力***一次能源利用率的效果，极大地缓解了新能源电力并网和消纳情况，降低了网损，通过将新能源并网发电站的电器参数进行采集，并将采集的电器参数的特征量进行识别和提取，再进行特征量的时间组合，最后与采集的环境参数一起纳入新能源并网发电站监测指标统计计算，即使得电能质量、功率指标越限后均可进行报警，从而对新能源并网发电站进行综合评估，最后得出新能源并网发电站的检测评估报告，达到了便于对新能源并网发电***进行动态节能调度的效果，避免了新能源的波动性过度影响电网运行方式，降低了电网的网损，提高了动态节能调度的数据支撑和管理水平，使得电网能效更低，通过建立能量的数据模型、再进行模型数据的运行、信息和参数的校验以及分析，从而提高了对新能源电力配网的驾驭能力，建设出新能源电力配网的智能调度***，解决了新能源电力配网能量管理方面的盲点问题，提高了新能源电力配网的自动化水平，解决了目前的新能源并网发电的电力***一次能源利用率降低，新能源电力并网和消纳情况明显，一次能源的利用率较低，且电网的网损较高，新能源的大规模并网都是采取大规模集中并网的方式，风光电基地建设在远离负荷中心，所以需要电能远距离传输，而新能源的波动性则导致电网运行方式会频繁变化，都会增加电网的网损，使得电网能效较低等问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.新能源并网发电的节能电力***，其特征在于：包括能量管理***，对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块，新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块，对发电侧转移容量进行测算、转移容量达标状态模块、对负荷侧快速中断、转移容量分配至测算***模块和对于机组分配入出力变化模块，所述对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块从属于能量管理***模块；
所述能量管理***包括以下管理步骤：
S1：基于能量的数据建立模型，对新能源电力配网的基础数据进行梳理，将开关房、变压器、公变房、转变房、高压室数据对象均纳入基础数据范畴进行建模，形成拥有唯一性、扩展性、差异性和通用性的新能源电力配网基础数据模型；
S2：将上述步骤S1中形成的数据进行运行，采用分布式消息队列、ETL和API技术手段，定时获取新能源电力配网电***传输的配网信息和参数，***对该信息和数据进行自动提取，并对配网设备的本体数据和设备参数进行结构化优化；
S3：再对步骤S2中提取的信息和数据进行校验，通过配置与数据模型进行关联的校验规则，通过解析新能源电力配网电***传输的配网信息和参数之后，对该信息和参数进行校验，最后将校验不复合的信息和参数进行输送，输送到审核模块；
S4：再对步骤S3中采用与数据模型进行关联的校验规则进行校验后的信息和参数再分析，并对基础数据进行对象化，最后再通过对信息和参数的抽取，或文件交互的方式从新能源电力配网电***获取相关的电力能力信息。
2.根据权利要求1所述的新能源并网发电的节能电力***，其特征在于：所述能量管理***模块与新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块连接，所述新能源电网复合高峰的时间和峰值特征判断模块和对发电侧转移容量进行测算模块连接，所述对发电侧转移容量进行测算和转移容量达标状态模块连接，所述转移容量达标状态模块模块和转移容量分配至测算***模块连接，所述转移容量分配至测算***模块和对于机组分配入出力变化模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的新能源并网发电的节能电力***，其特征在于：所述转移容量达标状态模块输入的发电侧转移容量数据进行测算，达标则输送至转移容量分配至测算***模块，而不达标则输入对负荷侧快速中断模块，使其控制对发电侧转移容量进行测算模块中断处理。
4.根据权利要求1所述的新能源并网发电的节能电力***，其特征在于：所述对于机组分配入出力变化模块将回应讯息输送至能量管理***模块中，且与对新能源电网运行的机组负荷和机组投入的AGC运行状态进行收集模块进行共享。
5.一种根据权利要求1-4中任一权利要求所述的新能源并网发电的节能电力***的动态节能调度方法，其特征在于：包括测算过程和评估过程，所述测算过程和评估过程包括以下步骤：
S101：将新能源并网发电站的电器参数进行采集，并将采集的电器参数的特征量进行识别和提取；
S102：将步骤S101中识别和提取后的电器参数进行特征量的时间组合；
S103：对新能源并网发电站环境参数进行采集，再将步骤S101中识别和提取后的电器参数和S102中进行特征量的时间组合的电器参数，以及采集的环境参数进行新能源并网发电站监测指标统计计算；
S104：将步骤S103中的数据进行统计计算后，使得电能质量指标达到阈值，越限后即进行报警；功率指标达到阈值，越限后即进行报警；并且对新能源并网发电站进行综合评估，最后得出新能源并网发电站的检测评估报告，通过检测评估报告进行电力***的动态节能调度。
6.根据权利要求5所述的新能源并网发电的节能电力***的动态节能调度方法，其特征在于：所述步骤S104中，新能源并网发电站的检测评估报告的生成包括电能质量指标越限报警、功率指标越限的报警以及新能源并网发电站进行综合评估。
7.根据权利要求5所述的新能源并网发电的节能电力***的动态节能调度方法，其特征在于：包括新能源发电站运行状态评价体系，所述新能源发电站运行状态评价体系包括电能指标和电能质量指标，所述电能质量指标包括谐波指标、电压质量指标、直流分量和频率偏差，所述电能指标包括发电效率、功率因数和有功功率变化率。
8.根据权利要求7所述的新能源并网发电的节能电力***的动态节能调度方法，其特征在于：所述谐波指标包括偶次电流谐波畸变率、奇次电流谐波畸变率和电压谐波畸变率，所述电压质量指标包括电压偏差、电压波动、电压闪边和三相电压不平衡。
9.根据权利要求5所述的新能源并网发电的节能电力***的动态节能调度方法，其特征在于：所述新能源并网发电站综合评估的流程包括以下步骤：
S201：确定新能源并网发电站的评估指标，并对其进行分级处理；
S202：对新能源并网发电站各指标对应的各等级概率分布进行计算；
S203：对新能源并网发电站的各指标所对应的各等级概率分布的期望与方差进行计算，并对指标进行量化；
S204：将期望与方差的标准值量化，得到评估指标的量化指标；
S205：最后对量化值进行分级，从而评估并网新能源发电站运行状态的等级。
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