基于云計(jì)算的虛擬電廠負(fù)荷預(yù)測(cè)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大及新能源的不斷應(yīng)用，并網(wǎng)電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性備受關(guān)注。
電網(wǎng)調(diào)度不再是單一或局部控制，而是采用智能網(wǎng)絡(luò)集成方式調(diào)度 。
智能電網(wǎng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：堅(jiān)強(qiáng)自愈，可以抵御外來(lái)干擾甚至攻擊；提供高質(zhì)量的電能，且供電穩(wěn)定；允許新 型能源、分布式電力接入；促進(jìn)用戶互動(dòng)等 。
近年來(lái)， 智能電網(wǎng)發(fā)展快速，但微網(wǎng)并網(wǎng)帶來(lái)的電能質(zhì)量和供電可靠性下降問(wèn)題依然沒(méi)有得到解決。
云計(jì)算的調(diào)度形式可以使計(jì)算資源利用最大化、網(wǎng)絡(luò)伸縮反應(yīng)快速化。
虛擬電廠在組織結(jié)構(gòu)上更適合分布式電力并網(wǎng)，能在調(diào)度工作中最大程度地提高效率，提高安全性 。

虛擬電廠的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)

虛擬電廠(Virtual Power Plant VPP )是不同分布 式發(fā)電(DG)單元的組合，包括可再生能源系統(tǒng) 、常 規(guī)／非傳統(tǒng)類(lèi)型的發(fā)電機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng) ，可以向電力市 場(chǎng)提供以小時(shí)為單位的需求預(yù)測(cè)個(gè)體發(fā)電廠配置。虛 擬電廠被定義為依賴于軟件系統(tǒng)遠(yuǎn)程、自動(dòng)分配和優(yōu) 化發(fā)電、需求響應(yīng)和儲(chǔ)能資源的能源互聯(lián)網(wǎng) 。虛擬電 廠在組織機(jī)構(gòu)上與微網(wǎng)相似，但虛擬電廠更注重電源 側(cè)分配和管理 。在大規(guī)模風(fēng)網(wǎng)并網(wǎng)中，虛擬電廠能有 效平抑風(fēng)場(chǎng)特有的功率間歇 ，在控制上也更加易操縱。

在 VPP 組織中 ，分布式發(fā)電的靈活需求行為取 決于其控制策略 。隨著年電力消費(fèi)需求量的增加， VPP 容量和控制策略均發(fā)生變化 ，導(dǎo)致不同的 VPP 組成和控制結(jié)果 。當(dāng)自供電 VPP 的最高需求覆蓋率 達(dá) 92%以上時(shí)，VPP 可以保護(hù)自身，即在市場(chǎng)能源價(jià) 格波動(dòng)時(shí)，需求覆蓋率較高的 VPP 可獲得更高收益。 VPP 的目標(biāo)是最大限度地提高銷(xiāo)售價(jià)格。熱費(fèi)、排放、 系統(tǒng)中可再生能源溢漏均為 VPP 消耗指標(biāo) ， 以這些為基準(zhǔn)，盡管需求變化不同及使用的發(fā)電技術(shù)也引入 VPP 技術(shù)成本 ，但整體 VPP 系統(tǒng)損耗不影響運(yùn)營(yíng)成 本和排放成本。

云計(jì)算的功能及模型

云計(jì)算是一種在線實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)。云計(jì)算被 描述為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算形式，需要供應(yīng)商提供大 范圍的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)，即軟件服務(wù) 。處理用戶所需的 硬件計(jì)算工具由眾用戶提供。這種基本的云計(jì)算服務(wù) 架構(gòu)無(wú)需供應(yīng)商投入龐大的硬件資金，只需專(zhuān)注于軟 件方案。云計(jì)算能夠充分利用電力企業(yè)復(fù)雜且昂貴的硬件架構(gòu)。

負(fù)荷需求預(yù)測(cè)

負(fù)荷預(yù)測(cè)是微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)最重要的組成 部分之一，是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算智能化管理的重要前提 。云 計(jì)算的核心目標(biāo)是為用戶提供優(yōu)質(zhì)電能，滿足不同用 戶的負(fù)荷需求。負(fù)荷預(yù)測(cè)方法可以歸結(jié)為傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方 法和人工智能預(yù)測(cè)方法兩類(lèi)。傳統(tǒng)方法主要依賴于對(duì) 象的變化規(guī)律，一般對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)后再 計(jì)算，因此計(jì)算量小、速度快。智能預(yù)測(cè)算法考慮各種 不確定因素對(duì)預(yù)測(cè)的影響程度 ， 比傳統(tǒng)預(yù)測(cè)的精度高。

繼電保護(hù)系統(tǒng)功能

繼電保護(hù)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能布置在云計(jì)算平臺(tái)上， 通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行通信和調(diào)用。繼電保護(hù)整定系統(tǒng) 的服務(wù)包括基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)。基礎(chǔ)服務(wù)層為硬件 結(jié)構(gòu)層，應(yīng)用服務(wù)層為主要單元 。應(yīng)用服務(wù)層為用戶 提供具體的操作性服務(wù)，包括拓?fù)浞治?、故障?jì)算、整 定參數(shù)計(jì)算、整定計(jì)算、定值校驗(yàn)、定值優(yōu)化、裝置特 性校驗(yàn)等。其中，拓?fù)浞治?、故障?jì)算為應(yīng)用服務(wù)層的 主要部分。拓?fù)浞治鱿到y(tǒng)對(duì)所輸入系統(tǒng)的電網(wǎng)圖進(jìn)行 拓?fù)浞治?#xff0c;包括繪制、修改、編輯、管理等圖形操作，并實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的大部分操作，包括輸入?yún)?shù)、給定計(jì) 算條件、查詢計(jì)算過(guò)程和結(jié)果等 。故障計(jì)算服務(wù)層采 用并行分塊算法處理各種類(lèi)型的簡(jiǎn)單故障、任意重復(fù) 故障及非全相振蕩故障，能夠應(yīng)對(duì)零阻抗支路、無(wú)窮 大阻抗支路及孤島等情況，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)等值、繪制 短路電流計(jì)算曲線等。

云計(jì)算調(diào)度模式

VPP 電源調(diào)度響應(yīng)通過(guò)基于安排單位時(shí)間的成 本優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn) 。成本優(yōu)化具有不同的組成，包括燃料 成本和啟動(dòng)成本。啟動(dòng)成本損耗是與個(gè)人特征有關(guān)的 成本 。作為經(jīng)濟(jì)成本的主要組成部分之一，運(yùn)行期間 的能量源燃料成本可以表示為：FCi.t=ai+b ip i.t+cip 2i.t
云計(jì)算平臺(tái)賦予集成計(jì)算引擎強(qiáng)大的計(jì)算處理 能力，特別是時(shí)間要求高、計(jì)算量大時(shí)，能為調(diào)度人員 提供足夠的時(shí)間響應(yīng)緊急問(wèn)題 ，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信 息，更有效地確定現(xiàn)有的、正在發(fā)展的和潛在的問(wèn)題， 并提交解決方案供系統(tǒng)管理人員參考。

結(jié)論

以虛擬電廠架構(gòu)作為分布式電力接入方式的硬 件架構(gòu)，以滿足建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)需求 。云計(jì)算能 夠優(yōu)化服務(wù)軟件分散決策，改進(jìn)分布式電力調(diào)度應(yīng)用 方式，為合理配置電網(wǎng)資源提供技術(shù)支持。