一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法及系统与流程

专利2026-09-24  1


本发明涉及智能配电网监测,具体为一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法及系统。


背景技术:

1、相对于集中式光伏电站,分布式光伏电站具备明显优势,分布式光伏电站能够就近发电、就近并网、就近使用,有效解决了电力在升压及长距离输送过程中的损耗问题,随着分布式光伏海量接入电网,由于其特有的随机性、波动性、不可控性以及不能突破资源上下限直接调节的特性,大量透明网络通道直接接入电网生产大区,加剧了配网调度自动化管理难度和网络风险,同时部分地区分布式光伏行政建设要求以及一些无序投建,导致一些地区分布式光伏装机容量已经超出台区当前负荷,大大增加了电网管控风险;

2、基于多技术融合应用的配电网分布式光伏接入智能融合终端关键技术研究及应用是面向分布式能源大量接入配电网的运行场景,针对有源配电网没有可靠的监测手段、配电网潮流及短路电流分布发生明显变化从而影响了配电线路的电压稳定性以及多向潮流运行方式给配电网带来的安全运行隐患等问题,亟需开展相关研究。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法及系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,包括以下步骤:

3、s1、智能融合终端融合了5g通信终端、纵向加密、远动机和agc、avc控制的功能,在网络通信技术中,对智能融合终端进行业务数据加密,使分布式光伏管控终端与电网调度主站网络安全连接;

4、s2、通过agc实时监测电网调度主站电力系统的负荷变化,使智能融合终端自动接收并执行电网调度主站发送的有功、无功功率控制指令,根据状态策略控制配电网站功率输出,确保配电网站最大有功功率值及有功功率变化值不超过电网调度主站的给定值,同时向电网调度主站传输配电网站的系统运行调节状态和相关参数信息;

5、s3、通过avc实时监测电网调度主站电力系统的电压水平,使智能融合终端自动接收并执行电网调度主站发送的电压、无功调节指令,收集并网点、逆变器、无功补偿装置的实时信息和运行状态,计算目标值并分配目标指令给逆变器和无功补偿装置,实现电网无功、电压控制的功能;

6、s4、电池管理系统通过调用api接口实时监测并入网络的逆变器运行状态、充放电时间、电池组出力以及电压和功率调节,使融合智能终端自动接收并执行电网调度主站发送的储能出力调节指令。

7、优选的,所述步骤s1中,智能融合终端采用了包括网络层tsl加密算法、sm2国密非对称加密算法以及国网智芯sc1161y加密芯片进行业务数据加密;

8、智能融合终端是具备多机合一的一体化采集通信设备,内置5g通信模组和纵向加密模块,同时具备5g通信、数据加密、远动传输、agc和avc功能,在一台设备中实现多种业务融合,提升维护工作质量和效率;

9、智能融合终端应用于10千伏及以上分布式光伏,并以直采方式接入电网调度主站,同时具备自动电压、功率控制的功能,实现故障、重过载紧急情况下分布式电源的一键切除的刚性控制,以及有功、无功、电压的柔性调节。

10、优选的,所述步骤s2中,所述状态策略包括以下步骤:

11、s210、当电网调度主站下发就地控制模式,即主站配置等于0时,设定所有逆变器为满发状态;

12、s220、给所有逆变器发电功率写入发电容量最大值,确保逆变器电力调节器跟踪满发;

13、s230、如果存在满发控制命令字,则设定控制命令字为不可控,逆变器电力调节器跟踪满发。

14、优选的,所述步骤s3具体包括以下步骤:

15、s310、avc实时监测并网点的电压,当智能融合终端接收到电网调度主站下发的目标指令后,计算并网点的电压的目标值与实时值的差值;

16、s320、如果差值位于调节死区区间,进入步骤s310继续实时监测实时值以及接收目标指令下的目标值,如果差值未位于调节死区区间,继续执行步骤s330,维持并网点电压和无功的稳定;

17、s330、将电压转换为无功,然后根据目标指令进行计算分配调节,综合考虑拓扑关系、不参与调节的设备和各种约束条件后,计算出各逆变器、无功补偿设备的无功目标值,下发控制指令,并实时收集并网点无功功率、电压数据,向逆变器、无功补偿设备下发无功目标值,形成闭环控制;

18、s340、根据调节周期实时监测并网点电压,计算并网点的电压的目标值与实时值的差值,如果差值位于调节死区区间,进入步骤s310再执行,如果差值未位于调节死区区间,直接执行步骤s350;

19、s350、将电压进行微调,计算微调目标值,进入步骤s330进行计算分配调节。

20、优选的,所述步骤s330中,所述闭环控制流程如下:

21、s331、若目标值为电压,根据系统阻抗,将电压目标值转换为无功功率目标值;

22、s332、根据通信状态得出参与以及不参与avc调节的设备,并得出avc需要调节的无功功率目标值;

23、s333、根据分配策略、无功调节约束条件计算出逆变器和无功补偿设备的目标无功功率值;

24、s334、形成控制指令,并下发给各设备;

25、s335、对各设备无功功率、并网点电压和无功功率数据实时采样,形成闭环控制。

26、优选的,所述步骤s333中,所述无功功率值的分配策略包括四个分配模式,分别为只调节逆变器模式、只调节无功补偿设备模式、优先调节逆变器模式以及优先调节无功补偿设备模式;

27、所述只调节逆变器模式指系统无功目标指令只分配给逆变器进行控制;

28、所述只调节无功补偿设备模式指现场无功目标指令只分配给无功补偿设备进行控制;

29、所述优先调节逆变器模式指使用该方式后,avc先调节可调节的逆变器,逆变器调节到目标值后,若总目标值已达到,则结束调节,若总目标值未达到,则对可调节的无功补偿设备进行调节;

30、所述优先调节无功补偿设备模式指使用该方式后,avc调节时先调节可调节的无功补偿设备,无功补偿设备调节到目标值后,若总目标值已达到,则结束调节,若总目标值未达到,则对可调节的逆变器进行调节,该模式下,无功达到目标后,会进入无功置换模式,将无功补偿设备发出的无功逐渐转移至逆变器,使无功补偿设备保持一定的无功裕量,以利于下一次的快速调节。

31、优选的,所述步骤s333中,所述无功调节约束条件如下:

32、a、当与调度通讯中断或超时未收到调度指令时,发出告警,可设定继续使用当前值、切换就地目标值或闭锁;

33、b、与并网点通讯中断,立刻闭锁 avc 调节功能;

34、c、逆变器发出异常、停运信号,立刻闭锁机组的调节功能;

35、d、无功补偿设备发出异常、停运信号,闭锁该无功补偿设备的调节功能。

36、一种基于多源数据融合的智能配电网监测系统,包括:

37、智能融合单元,所述智能融合单元使智能融合终端融合了5g通信终端、纵向加密、远动机和agc、avc控制的功能,并通过业务数据加密使分布式光伏管控终端与电网调度主站网络安全连接;

38、功率控制单元,所述功率控制单元通过agc实时监测电网调度主站电力系统的负荷变化,使智能融合终端自动接收并执行电网调度主站发送的有功、无功功率控制指令,控制配电网站功率输出,确保配电网站最大有功功率值及有功功率变化值不超过电网调度主站的给定值;

39、电压控制单元,所述电压控制单元通过avc实时监测电网调度主站电力系统的电压水平,使智能融合终端自动接收并执行电网调度主站发送的电压、无功调节指令,收集并网点、逆变器、无功补偿装置的实时信息和运行状态,计算目标值并分配目标指令给逆变器和无功补偿装置;

40、电池管理单元,所述电池管理单元通过调用电池管理系统的api接口实时监测并入网络的逆变器运行状态、充放电时间、电池组出力以及电压和功率调节,使融合智能终端自动接收并执行电网调度主站发送的储能出力调节指令。

41、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

42、1、本发明采用多融合自动化通信技术和人工智能技术实现对分布式光伏终端柔性控制,通过基于tsl、sm2非对称算法和国网智芯加密芯片融合开发,实现分布式光伏管控终端与配网主站网络安全连接,能够有效避免数据被劫持、篡改和重定向等恶意攻击;

43、2、本发明通过agc自动控制功率功能开发,实现融合智能终端自动接收并执行调度主站发送的有功、无功功率控制指令,通过avc自动控制电压功能开发,实现融合智能终端自动接收并执行调度主站发送的电压、无功调节指令;

44、3、本发明通过与bms电池管理系统做api接口开发,实现融合智能终端自动接收并执行调度主站发送的储能出力调节指令,通过采用融合了5g通信终端、纵向加密、远动机和agc、avc控制的功能的智能融合终端,实现多种业务融合,提升维护工作质量和效率。


技术特征:

1.一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,其特征在于:所述步骤s1中,智能融合终端采用了包括网络层tsl加密算法、sm2国密非对称加密算法以及国网智芯sc1161y加密芯片进行业务数据加密;

3.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,其特征在于:所述步骤s2中,所述状态策略包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,其特征在于:所述步骤s3具体包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,其特征在于:所述步骤s330中,所述闭环控制流程如下:

6.根据权利要求5所述的一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,其特征在于:所述步骤s333中,所述无功功率值的分配策略包括四个分配模式,分别为只调节逆变器模式、只调节无功补偿设备模式、优先调节逆变器模式以及优先调节无功补偿设备模式;

7.根据权利要求5所述的一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,其特征在于:所述步骤s333中,所述无功调节约束条件如下:

8.一种基于多源数据融合的智能配电网监测系统,其特征在于,所述智能配电网监测系统适用于权利要求1-7任意一项所述的一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法,包括:


技术总结
本发明公开了一种基于多源数据融合的智能配电网监测方法及系统,涉及智能配电网监测技术领域,包括以下步骤:S1、对智能融合终端进行业务数据加密;S2、通过AGC实时监测电网调度主站电力系统的负荷变化,使智能融合终端自动接收并执行电网调度主站发送的有功、无功功率控制指令;S3、通过AVC实时监测电网调度主站电力系统的电压水平,使智能融合终端自动接收并执行电网调度主站发送的电压、无功调节指令;S4、电池管理系统通过调用API接口实时监测并入网络的逆变器,融合智能终端自动接收并执行电网调度主站发送的储能出力调节指令。本发明通过采用多融合自动化通信技术和人工智能技术实现对分布式光伏终端柔性控制。

技术研发人员:牛芳,夭小丽,吴培荣,夏林伟,康小亮,包鹏飞,韦仪,邱文军,张晓娟
受保护的技术使用者:国网甘肃省电力公司定西供电公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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