虛擬電廠分布式協(xié)同控制技術(shù)

閔超

（華北水利水電大學(xué) 河南省鄭州市 450000）

在信息技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展的推動(dòng)下，其已經(jīng)廣泛的融入到各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用當(dāng)中，并將自身的優(yōu)勢(shì)及作用展現(xiàn)。其中傳統(tǒng)電力系統(tǒng)從單元化向雙向系統(tǒng)發(fā)展，這樣有助于實(shí)現(xiàn)用戶管理能源生產(chǎn)，減少所產(chǎn)生的限制。但是在實(shí)際運(yùn)用環(huán)節(jié)，由于分布式電源會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)帶來一定的影響及限制，為實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的協(xié)調(diào)運(yùn)用，則應(yīng)該注重通過虛擬電廠新能源系統(tǒng)分布式協(xié)同控制技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化創(chuàng)新運(yùn)用，保證系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。

1 虛擬電廠分布式協(xié)同控制技術(shù)應(yīng)用的意義

在我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展中，雖然各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展較為迅速，但由于環(huán)境污染較為嚴(yán)重，而且資源的使用量不斷減少，進(jìn)而導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行面臨全新的環(huán)境問題。而且國家有關(guān)部門在治理的過程中，電力系統(tǒng)發(fā)電資源朝向清潔方向發(fā)展，通過并網(wǎng)運(yùn)行有效將綠色節(jié)能減排的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)，進(jìn)而保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。因此，為提高電網(wǎng)運(yùn)行的效率，則應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到新能源運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)，并圍繞虛擬電廠的應(yīng)用展開分析。其中虛擬電廠主要包括靈活符合及分布式電源獨(dú)立控制系統(tǒng)，在運(yùn)行環(huán)節(jié)需要將分布式電源及符合進(jìn)行優(yōu)化，將多種類型保護(hù)裝置進(jìn)行整合，這樣有助于發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)用的效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的優(yōu)化控制，提高供電可靠性，提升虛擬電廠的可控性能。除此之外，針對(duì)分布式協(xié)同控制系統(tǒng)的運(yùn)用，有關(guān)部門應(yīng)該圍繞運(yùn)行存在的問題展開分析，這樣有助于更加全面的進(jìn)行優(yōu)化，真正意義的實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新，保證用戶與電網(wǎng)公司協(xié)調(diào)運(yùn)行[1]。

2 虛擬電廠多智能體系統(tǒng)控制架構(gòu)

2.1 能源交換機(jī)智能體功能設(shè)計(jì)

針對(duì)多智能體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于涉及到的內(nèi)容相對(duì)較為，為減少所產(chǎn)生的限制及影響，則應(yīng)該加強(qiáng)重視，并合理的進(jìn)行優(yōu)化與完善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況有著充足的掌握，分析其對(duì)電廠的影響，掌握主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)電氣化接口及標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。而且分布式設(shè)備中標(biāo)準(zhǔn)化電氣接口的運(yùn)用，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的系統(tǒng)掃描，并合理的對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，發(fā)揮不可替代的優(yōu)勢(shì)及作用。

對(duì)于能源交換機(jī)的運(yùn)用，其可以改變輸出功能，并對(duì)電網(wǎng)電壓及頻率進(jìn)行有效修改，充分展現(xiàn)自身的優(yōu)勢(shì)及效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合理的優(yōu)化與完善。其中針對(duì)涉設(shè)備運(yùn)行的主要功能來講，如表1所示。

2.2 能量路由器智能體功能設(shè)計(jì)

能量路由器在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，所涉及到的內(nèi)容相對(duì)較多，而且通過系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行有助于將整體功能展現(xiàn)，如表2所示。

3 分布式系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

圖1：分布式通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

配網(wǎng)級(jí)智能體中通過能量管理系統(tǒng)的運(yùn)用，有助于在控制運(yùn)行成本及保證環(huán)境的基礎(chǔ)上，制定針對(duì)有效的發(fā)電計(jì)劃。再加上不同分布式設(shè)備在運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較多的數(shù)據(jù)信息，通過合理的運(yùn)用路由器有助于保證智能體信息接收的效果，減少所產(chǎn)生限制的同時(shí)，保證設(shè)備協(xié)調(diào)的效果。如果外網(wǎng)系統(tǒng)存在并網(wǎng)系統(tǒng)，則在運(yùn)行過程中應(yīng)該對(duì)聯(lián)絡(luò)線功能進(jìn)行分析，將誤差控制在一定范圍內(nèi)，盡可能在5%左右，這樣有助于保證系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)工作的優(yōu)化控制，為后續(xù)工作的運(yùn)行帶來更多幫助。若虛擬電廠與外網(wǎng)絡(luò)連路線運(yùn)行存在波動(dòng)于限制，則需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并調(diào)節(jié)設(shè)別的使用方案，保證其高效運(yùn)行的同時(shí)，杜絕所受外界因素的限制。除此之外，針對(duì)負(fù)荷波動(dòng)相對(duì)較小的情況，為實(shí)現(xiàn)對(duì)多種類型工作的優(yōu)化創(chuàng)新，則應(yīng)該確定任務(wù)設(shè)備，并對(duì)電功率進(jìn)行調(diào)整，抑制問題的產(chǎn)生[2]。

3.1 稀疏通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

智能體在運(yùn)行過程中，針對(duì)不同類型及所產(chǎn)生的影響會(huì)接受不同的信息，而且電壓與頻率所產(chǎn)生的通信有著一定的差距，為實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)信息的有效控制，則應(yīng)該通過多種類型算法的優(yōu)化，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)信息，這樣可以在創(chuàng)新的過程中將自身的優(yōu)勢(shì)全面展現(xiàn)，進(jìn)而成為另一種頻率與電壓，圖1為分布式通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的整體設(shè)計(jì)。但仍然需要注意的是，針對(duì)稀疏通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼芗軜?gòu)來講，在實(shí)踐運(yùn)行環(huán)節(jié)應(yīng)該注重優(yōu)化與完善，這樣有助于整合各項(xiàng)工作，掌握整體架構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的阻礙，進(jìn)而制定針對(duì)性優(yōu)化控制方案，將自身的優(yōu)勢(shì)及效果充分展現(xiàn)。

3.2 一致性控制流程

針對(duì)不同分布式設(shè)備的運(yùn)用，由于所涉及到的內(nèi)容有著一定的差距，為減少所產(chǎn)生的影響，則應(yīng)該合理的優(yōu)化各項(xiàng)工作，并針對(duì)性的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功率及電壓的調(diào)節(jié)，而且針對(duì)計(jì)算來講，應(yīng)注重多次嘗試，并更換參考數(shù)值，保證參考功率及電壓有著代表性。與此同時(shí)，一致性算法的運(yùn)用與本地下垂控制涉及到的內(nèi)容相對(duì)較多，為實(shí)現(xiàn)有效控制與優(yōu)化，則應(yīng)該制定針對(duì)性處理方案，掌握智能體電壓狀態(tài)，為后續(xù)的優(yōu)化與運(yùn)行提供幫助。

表1：設(shè)備運(yùn)行主要功能

表2：路由器功能

4 仿真與分析

4.1 響應(yīng)虛擬電廠需求，優(yōu)化聯(lián)絡(luò)線功率設(shè)計(jì)

不同分布式設(shè)備在運(yùn)用的過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況運(yùn)用不同的路由器進(jìn)行計(jì)劃指令發(fā)送，而且在實(shí)際進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，為保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，則應(yīng)該針對(duì)儲(chǔ)能、光伏的情況進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，尤其是針對(duì)虛擬發(fā)電廠負(fù)荷不穩(wěn)定的情況，應(yīng)該針對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行優(yōu)化控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效調(diào)節(jié)與優(yōu)化，保證系統(tǒng)有足夠的運(yùn)行能量，從而減少所產(chǎn)生的影響及限制，保證自身功率的同時(shí)，促使聯(lián)絡(luò)線功率約束得到有效解決[3]。

4.2 孤島設(shè)計(jì)與優(yōu)化

能量路由器智能體在運(yùn)行環(huán)節(jié)會(huì)受到束縛與影響，極其容易出現(xiàn)計(jì)劃孤島的情況，而且電廠可以通過外網(wǎng)獲取能量，杜絕離網(wǎng)不同智能體之間的限制，保證功率設(shè)計(jì)的高效性，發(fā)揮一定的優(yōu)化效果，保證比功率比例設(shè)計(jì)高效性。除此之外，針對(duì)不同分布式設(shè)備電壓與系統(tǒng)電壓對(duì)比，應(yīng)該分析而定電壓值情況，這樣有助于合理的進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，發(fā)揮不可替代的優(yōu)勢(shì)及作用[4]。

4.3 非計(jì)劃信息孤島

能領(lǐng)路由器智能體在運(yùn)行階段會(huì)有非計(jì)劃信息孤島情況出現(xiàn)，而且在運(yùn)行環(huán)節(jié)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)分布式設(shè)備能量產(chǎn)生的認(rèn)識(shí)，并通過計(jì)算剩余能量，分析不同分布式設(shè)備智能體之間的通信功能，進(jìn)而合理的進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率的控制，保證分布式設(shè)備電壓與系統(tǒng)平衡。

5 VPP對(duì)源荷儲(chǔ)的控制調(diào)度

接入虛擬電廠的分布式資源智能系統(tǒng)控制技術(shù)在運(yùn)行階段，需要合理的對(duì)分布式能源子站進(jìn)行檢測(cè)，并控制整個(gè)模塊運(yùn)行，這樣有助于合理的進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，同時(shí)掌握通信網(wǎng)絡(luò)、信息采集及模塊處理等各項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化，將自身的功能及優(yōu)勢(shì)全面展現(xiàn)。其中，在運(yùn)行環(huán)節(jié)，主要功能有采集并分析上級(jí)分布式能源站的信息，并實(shí)現(xiàn)雙向通信系統(tǒng)的建立，自動(dòng)智能需求響應(yīng)，滿足指令的各項(xiàng)需求，同時(shí)可以動(dòng)態(tài)計(jì)算并分析能源站的運(yùn)行情況，控制整體調(diào)度成本，將技術(shù)運(yùn)用價(jià)值展現(xiàn)。但仍然需要注意的是，在實(shí)踐設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為減少所產(chǎn)生的影響，應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計(jì)，并掌握各項(xiàng)設(shè)計(jì)所面臨的問題，進(jìn)而更加全面的進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

6 分布式協(xié)同技術(shù)的未來發(fā)展前景

虛擬電廠建設(shè)在持續(xù)發(fā)展的過程中，已經(jīng)陸續(xù)接入多個(gè)分布式供能源站，而且在運(yùn)行階段各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用正在不斷創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)用，則應(yīng)該圍繞多種類型工作進(jìn)行分析，并加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)，合理的進(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，制定符合各項(xiàng)工作的開展方案，通過虛擬電廠中分布式協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用，掌握當(dāng)前影響現(xiàn)狀，并針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行及技術(shù)創(chuàng)新所帶來的機(jī)遇，分析其未來發(fā)展前景，從而加強(qiáng)創(chuàng)新。而且在電力市場(chǎng)逐漸開放的背景下，虛擬電廠可以作為中間商為分布式，構(gòu)建全新的消費(fèi)模式，通過增值服務(wù)及多種技術(shù)應(yīng)用將自身的優(yōu)勢(shì)全面展現(xiàn)，為電力功能尖峰時(shí)刻提供給幫助，杜絕低谷現(xiàn)象的產(chǎn)生，促進(jìn)電力經(jīng)濟(jì)性及安全性，發(fā)揮不可替代的作用及優(yōu)勢(shì)。

7 結(jié)束語

總而言之，在虛擬電廠建設(shè)的過程中，需要采用智能體系系統(tǒng)，并將分布式協(xié)同優(yōu)化控制方案貫穿到各個(gè)流程中，保證能源系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此，在實(shí)踐進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該圍繞能量交換智能體展開分析，應(yīng)設(shè)計(jì)多端口路由器，有效對(duì)能源進(jìn)行優(yōu)化，并郵件分布式通信網(wǎng)絡(luò)，通過智能體一致性算法，更加全面并有效的調(diào)整分布式設(shè)備頻率與電壓，將協(xié)同控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及價(jià)值展現(xiàn)。