本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運行控制，尤其涉及一種支撐配微協(xié)同的微電網能源網關聚合和分解方法、裝置、設備及介質。

背景技術：

1、隨著用戶側微電網的規(guī)模化發(fā)展，大量分布式光伏、儲能、電動汽車（充電樁）、樓宇空調等多類型可調資源設備，以微電網的形式廣泛接入配電網。然而，分布式光伏、儲能、電動汽車等可調資源設備具有點多面廣、單體容量小、調節(jié)特性差異大等特點，現有集中式控制體系難以適應海量異質化、時變化調節(jié)資源的特點，實時控制難度顯著增大。微電網能源網關是微電網的可調能力代理，其將微電網內光、儲、充、用等設備聚合成標準化的可調資源設備，統(tǒng)一接入配電網主站實時調控系統(tǒng)，形成配電網的一種重要調控資源。配電網通過微電網能源網關的有序調控，可以提高配電網對分布式可再生能源的消納能力和利用效率，助力應對大量分布式資源接入后給配電網帶來的安全、穩(wěn)定問題。

2、當前分布式光伏、儲能、電動汽車（充電樁）、樓宇空調等可調資源設備具有單體容量小、調節(jié)特性差異大、位置分布廣泛、數量大幅增長等特點，現有集中式控制體系存在難以適應海量異質化、時變化調節(jié)資源的特點，實時控制難度顯著增大的問題。

3、公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現思路

1、本發(fā)明提供了一種支撐配微協(xié)同的微電網能源網關聚合和分解方法、裝置、設備及介質，從而有效解決背景技術中的問題。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種支撐配微協(xié)同的微電網能源網關聚合和分解方法，包括如下步驟：

3、s10：建立微電網通過能源網關參與配微協(xié)同的整體框架，所述能源網關作為微電網內可調資源設備的媒介，微電網內的可調資源設備與配電自動化主站通過所述能源網關建立南北向通信通道，完成雙向信息交互；

4、s20：通過所述能源網關實時監(jiān)測微電網內各類可調資源設備的運行狀態(tài)信息，所述可調資源設備至少包括光伏、儲能、充電樁和樓宇空調，基于所述運行狀態(tài)信息計算各類資源設備的上調裕度和下調功率裕度；

5、s30：基于所述各類可調資源設備的上調功率裕度和下調功率裕度，通過所述能源網關聚合計算微電網的總上調功率裕度和總下調功率裕度，形成微電網的實時調節(jié)能力評估值；

6、s40：通過所述能源網關將所述微電網的實時調節(jié)能力評估值，包括所述總上調功率限值和總下調功率限值，上傳至所述配電自動化主站，以供配電網調節(jié)需求分析和決策使用；

7、s50：所述能源網關接收所述配電自動化主站下發(fā)的調節(jié)指令，根據所述調節(jié)指令，結合所述微電網內各類可調資源設備的實時調節(jié)裕度和調節(jié)特性，按照設定的優(yōu)先級順序逐級分解所述調節(jié)指令，生成所述微電網內各可調資源設備的控制指令，并將所述控制指令下發(fā)至各可調資源設備；

8、s60：根據所述可調資源設備的實時反饋信息和執(zhí)行情況，動態(tài)更新所述調節(jié)指令分解結果，直至所述調節(jié)指令對應的分解任務全部完成，確保所述調節(jié)指令的最優(yōu)執(zhí)行效果。

9、進一步地，在步驟s20中，所述光伏總上調裕度和下調裕度的計算模型，包括：

10、；

11、；

12、式中，和分別表示微電網內所有光伏在時刻t的總上調功率裕度和總下調功率裕度，下標p表示光伏索引，集合表示微電網內可遙調的光伏集合，和分別表示光伏p在時刻t的理論最大出力和控制出力，其中光伏的理論最大出力值根據實時氣象監(jiān)測值和逆變器的控制模式確定。

13、進一步地，在步驟s20中，所述儲能總上調裕度和下調裕度的計算模型，包括：

14、；

15、；

16、式中，和分別表示微電網內所有儲能系統(tǒng)在時刻t的總上調功率裕度和總下調功率裕度，下標e表示儲能系統(tǒng)索引，集合表示微電網內可遙調的儲能系統(tǒng)集合，和分別表示儲能系統(tǒng)e的最大功率和最小功率，表示儲能系統(tǒng)e在時刻t的實時控制功率。

17、進一步地，在步驟s20中，所述充電樁總上調裕度和下調裕度的計算模型，包括：

18、；

19、；

20、式中，和分別表示微電網內所有充電樁在時刻t的總上調功率裕度和總下調功率裕度，下標c表示充電樁索引，集合表示微電網內可遙調的充電樁集合，和分別表示充電樁c在時刻t的最大充電功率和控制充電功率，其中最大充電功率等于充電樁c的額定充電功率和時刻t連接在充電樁c的電動汽車的額定充電功率中的最小值。

21、進一步地，在步驟s20中，所述樓宇空調總上調裕度和下調裕度的計算模型，包括：

22、；

23、；

24、；

25、；

26、式中，和分別表示微電網內所有空調在時刻t的總上調和下調有功功率裕度，下標a表示空調索引，集合表示微電網內可遙調的空調集合，表示空調a在時刻t的用電功率，和分別表示空調a在時刻t允許的最大用電功率和最小用電功率，表示空調a所在建筑物室內滿足人體舒適度要求的最低溫度~最高溫度區(qū)間，表示時刻t-1空調a所在建筑物室內溫度，表示時刻t空調a所在建筑物室外的環(huán)境溫度，表示空調a所在建筑物的傳熱系數，和分別表示空調a的制冷和制熱系數。

27、進一步地，在步驟s30中，微電網內所有可調節(jié)資源設備的所述總上調功率裕度和總下調功率裕度的計算模型，包括：

28、；

29、；

30、式中，和表示微電網在時刻t的總上調和下調有功功率裕度，和分別表示微電網內所有光伏在時刻t的總上調功率裕度和總下調功率裕度，和分別表示微電網內所有儲能系統(tǒng)在時刻t的總上調功率裕度和總下調功率裕度，和分別表示微電網內所有充電樁在時刻t的總上調功率裕度和總下調功率裕度，和分別表示微電網內所有空調在時刻t的總上調和下調有功功率裕度。

31、進一步地，在步驟s40中，所述總上調功率限值和總下調功率限值的計算模型，包括：

32、；

33、；

34、式中：和分別表示微電網在時刻t可上調和下調的有功功率限值，表示微電網在時刻t的并網點交換功率，和表示微電網在時刻t的總上調和下調有功功率裕度。

35、進一步地，在步驟s50中，所述能源網關接收所述配電自動化主站下發(fā)的調節(jié)指令，根據所述調節(jié)指令，結合所述微電網內各類可調資源設備的實時調節(jié)裕度和調節(jié)特性，按照設定的優(yōu)先級順序逐級分解所述調節(jié)指令，生成所述微電網內各可調資源設備的控制指令，并將所述控制指令下發(fā)至各可調資源設備，步驟包括：

36、s51：所述能源網關接收配電自動化主站下發(fā)的目標功率調節(jié)指令；

37、s52：判斷所述目標功率調節(jié)指令是否位于微電網的總上調功率限值和總下調功率限值之間，若是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s53，若否，則生成微電網無法響應的反饋信息，并上傳至所述配電自動化主站；

38、s53：基于所述目標功率調節(jié)指令與微電網實時并網點功率差值，計算功率調節(jié)需求對應的上調量或下調量，并初始化分解剩余量或；

39、s54：按照微電網內各類所述可調資源設備的優(yōu)先級順序，從高到低逐類判斷是否能夠完成所述分解剩余量或：

40、若當前類別可調資源設備的總調節(jié)裕度能夠完全分解，則按最大調節(jié)能力分配，所述分解剩余量置零；

41、若不能完全分解，則優(yōu)先調節(jié)當前類別資源至最大能力，并更新所述分解剩余量，轉至下一優(yōu)先級資源；

42、s55：根據分解結果生成各可調資源設備的控制指令，將所述控制指令逐一下發(fā)至所述可調資源設備執(zhí)行。

43、進一步地，在步驟s60中，根據所述可調資源設備的實時反饋信息和執(zhí)行情況，動態(tài)更新所述調節(jié)指令分解結果，直至所述調節(jié)指令對應的分解任務全部完成，確保所述調節(jié)指令的最優(yōu)執(zhí)行效果，步驟包括：

44、s61：實時采集微電網內各所述可調資源設備在執(zhí)行控制指令過程中的運行狀態(tài)信息，包括實際功率調整情況和設備反饋信息；

45、s62：根據所述運行狀態(tài)信息，判斷當前各可調資源設備是否已完成分配的調節(jié)任務：

46、若所述可調資源設備未完全執(zhí)行分配的調節(jié)任務，則記錄未完成的調節(jié)量，并將所述未完成的調節(jié)量更新至分解剩余量；

47、s63：基于更新后的所述分解剩余量，按照剩余可調資源的優(yōu)先級順序，重新執(zhí)行調節(jié)指令分解，生成補充控制指令；

48、s64：將補充控制指令下發(fā)至相關所述可調資源設備，并實時監(jiān)控執(zhí)行結果，重復執(zhí)行步驟s61至步驟s63，直至所述分解剩余量為零，即所有分解任務完成。

49、本發(fā)明還包括一種支撐配微協(xié)同的微電網能源網關聚合和分解裝置，使用如上述的方法，包括：

50、通信單元，用于建立微電網通過能源網關參與配微協(xié)同的整體框架，所述能源網關作為微電網內可調資源設備的媒介，微電網內的可調資源設備與配電自動化主站通過所述能源網關建立南北向通信通道，完成雙向信息交互；

51、監(jiān)測單元，用于通過所述能源網關實時監(jiān)測微電網內各類可調資源設備的運行狀態(tài)信息，所述可調資源設備至少包括光伏、儲能、充電樁和樓宇空調，基于所述運行狀態(tài)信息計算各類資源設備的上調裕度和下調功率裕度；

52、計算單元，用于基于所述各類可調資源設備的上調功率裕度和下調功率裕度，通過所述能源網關聚合計算微電網的總上調功率裕度和總下調功率裕度，形成微電網的實時調節(jié)能力評估值；

53、上傳單元，用于通過所述能源網關將所述微電網的實時調節(jié)能力評估值，包括所述總上調功率限值和總下調功率限值，上傳至所述配電自動化主站，以供配電網調節(jié)需求分析和決策使用；

54、分解單元，用于所述能源網關接收所述配電自動化主站下發(fā)的調節(jié)指令，根據所述調節(jié)指令，結合所述微電網內各類可調資源設備的實時調節(jié)裕度和調節(jié)特性，按照設定的優(yōu)先級順序逐級分解所述調節(jié)指令，生成所述微電網內各可調資源設備的控制指令，并將所述控制指令下發(fā)至各可調資源設備；

55、執(zhí)行單元，用于根據所述可調資源設備的實時反饋信息和執(zhí)行情況，動態(tài)更新所述調節(jié)指令分解結果，直至所述調節(jié)指令對應的分解任務全部完成，確保所述調節(jié)指令的最優(yōu)執(zhí)行效果。

56、本發(fā)明還包括一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時，實現如上述的方法。

57、本發(fā)明還包括一種存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現如上述的方法。

58、本發(fā)明的有益效果為：

59、通過設計能源網關參與配微協(xié)同的整體框架，提出了配電自動化主站、微電網能源網關、可調節(jié)資源三層之間南北向信息傳輸過程，打通了配電自動化主站、微電網能源網關、可調節(jié)資源三層之間的通信鏈路，為實現配微協(xié)同互動的北向“聚合”和南向“分解”兩大核心功能提供雙向信息流動通道；微電網能源網關通過計算微電網內分布式光伏、儲能、充電樁、樓宇空調等多類型可調資源的上調和下調功率裕度，提出了微電網多類型可調資源實時調節(jié)能力評估及聚合方法；微電網能源網關接收配電自動化主站下發(fā)的調節(jié)指令，綜合考慮微電網內各類可調資源的實時調節(jié)裕度和調節(jié)特性，按照自定義優(yōu)先級順序，逐級逐設備分解主站調節(jié)指令，優(yōu)化分配至可調資源和設備，并下發(fā)執(zhí)行。通過上述方法，微電網以能源網關為媒介，實現了配電網和微電網內可調節(jié)資源之間的高效協(xié)同互動。