一、系统简介
虚拟电厂(virtual power plant, VPP)是一种通过先进信息通信技术和软件系统,实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化,以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。
利用云计算+智能物联+大数据技术,集光伏发电、储能、汽车充电桩、电池管理系统等四大功能于一体。并通过能量管理系统协同电网形成智能微网,具备虚拟电厂的分布式新能源电源、分布式储能、可控负荷资源等分布式资源要素及协同管理能力,类似一个小型的虚拟电厂。
系统通过管理系统将中小用户、分布式储能资源或零散分布、不可控的负荷资源转化为随需应变的“虚拟电厂”资源,利用虚拟电厂管理系统的聚合功能,把无序用电通过大数据统计分析,以供需匹配率为引导,形成有序用电、形成规模化“削峰填谷”响应,实现储能资源的最大化利用。
二、系统层级架构
虚拟电厂管理系统采用分层设计思路进行系统架构设计,分为客户端和服务器两层架构。采用面向服务器架构的设计模式。系统内部功能模块分别进行独立封装,提供各自的运行服务,在降低系统设计难度的同时,有利于新模块的嵌入。整体系统的稳定性、可维护性与可扩展性都有了明显的提升。系统的架构主要分为数据采集层、网络传输层、平台层、应用层。
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数据采集层:采集来自PCS、BMS、光伏系统、充电桩、柔性负荷的数据,同时可以采集其他基于标准协议的,需要接入虚拟电厂进行调度的设备的各项数据。
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网络传输层:系统平台采集的所有离散数据,通过有线、无线的公用网络或专用网络,传输到云平台进行集中管理。
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服务应用层:按照云计算体系架构,服务应用层划分为IaaS、PaaS、SaaS三层。IaaS层为能源管理系统提供基础的网络硬件设施服务;PaaS层提供能源管理系统运行所需的软件环境及开发环境;SaaS层是为最终用户提供储能站能源管理应用服务。
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终端展示层:最终用户可以通过PC终端、移动终端、监控中心大屏幕等多种方式,访问、监控和操作能源管理系统的业务功能。
三、部分功能简介
1.电厂总览
实时虚拟电厂接入区域内各发电单元、储能系统、可控负荷等的运行状态和出力情况,采集并分析处理这些对象的运行数据,数据涵盖了储能系统电量、用电负荷预测及管理、发电管理、新能源发电功率预测以及电力市场中的经营能力等,以数据整合可视化展示的方式为虚拟电厂的稳定运行和电力资源的优化利用提供重要支持。
2.图形管理
以图形化对虚拟电厂运行过程中关键的用能状态参数的变化趋势、接入设备的运行状态以及系统运行报警事件进行实时监视,确保整个电厂的电力供给、传输、存储、使用过程的安全、可靠和稳定。
●工况拓扑图实时监控光伏系统、储能系统、充电桩等柔性负荷的全电参量展示。
● 电气主接线图展示,实现对电参量以及开关断路器状态的实时监视,支持远程分合闸。
3.储能系统监控
以图形化方式对虚拟电厂接入的储能系统进行可视化实时监控、确保了虚拟电厂的高效、安全、可靠运行。
实时监测储能设备的运行状态,包括充电、放电、待机等模式。
监控电能质量参数,如电压、电流、频率、功率因数等,确保电能质量符合标准。
通过传感器和诊断技术,实时监测储能设备的健康状况,包括温度、湿度、振动等参数,预防潜在故障。
4.光伏系统监控
以图形化方式对虚拟电厂接入的光伏系统进行可视化实时监控、确保了虚拟电厂的高效、安全、可靠运行。
实时监测光伏组件、逆变器、汇流箱等关键设备的运行状态,包括是否在线、是否故障等;
监测光伏系统所在环境的温度、湿度、辐照度等参数,以评估其对光伏系统性能的影响。
5.云断路监控
以图形化方式对虚拟电厂接入的断路器进行可视化实时监控、实时接收、处理和分析来自断路器的各类数据,包括电压、电流、功率因数等关键参数。一旦发现异常数据或潜在故障,系统能够迅速作出反应,并通过可视化的方式向操作人员展示相关信息,以便及时采取措施进行处理。确保了虚拟电厂的高效、安全、可靠运行。
6.充电桩监控
以图形化方式对虚拟电厂接入的充电桩系统进行可视化实时监控、确保了虚拟电厂的高效、安全、可靠运行。
●实时监测充电桩的充电状态,包括空闲、充电中、故障等状态,以便及时响应和管理。
● 对充电桩的电压、电流、功率等电气参数进行实时监测,确保充电过程的安全性和稳定性。
● 监测充电桩所在环境的温度、湿度等条件,预防因环境因素导致的设备故障。