一种能量节点及其控制方法、虚拟电厂及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种能量节点及其控制方法、虚拟电厂及其控制方法，其中能量节点包括电源模块、储能模块、负荷模块、双向能量模块和边缘控制模块，其中电源模块依次通过第一开关和第二开关与储能模块连接，电源模块依次通过第一开关、第三开关和第四开关与双向能量模块连接，电源模块依次通过第一开关、第三开关和第五开关与负荷模块连接，负荷模块还通过第六开关与储能模块连接，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关均与边缘控制模块连接。其实现了节点层内部工作模式的可重构，通过削峰填谷解决了新能源的消纳问题，进一步的能量节点之间可以相互补充，协同供能，提高能源利用效率。提高能源利用效率。提高能源利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种能量节点及其控制方法、虚拟电厂及其控制方法


[0001]本专利技术涉及智能电网
，具体涉及一种能量节点及其控制方法、虚拟电厂及其控制方法。

技术介绍

[0002]虚拟电厂(Virtual Power Plant，简称VPP)，是一种通过数字技术和软件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源资源的聚合和协调优化，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；即指将区域内大量的分布式电源聚合起来，并配以通信系统，以一个虚拟整体参与电网的运行。
[0003]申请公布号为CN 114597969 A的专利技术专利申请提供了一种计及智能软开关和虚拟电厂技术的配电网双层优化方法，包括上层技术型虚拟电厂调度模型和下层无功优化运行模型，所述上层技术型虚拟电厂调度模型通过计及储能、可中断负荷和分布式电源辅助参与配电网灵活性优化，形成上层的主动配电网虚拟电厂上层优化调度策略，采用上层目标函数综合考虑灵活性量化指标净负荷适应率和经济效益；所述下层无功优化运行模型将智能软开关SOP、有载调压变压器OLTC、CB和静态无功补偿装置多种无功补偿设备配合，制定计及SOP的有源配电网电压无功协调下层无功控制策略。但是上述方法没有就虚拟电厂的拓扑结构进行分析设计，因此所提出方法空洞且不实用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种能量节点及其控制方法、虚拟电厂及其控制方法，以解决目前在虚拟电厂的控制方法中方法空洞且不实用的问题。
[0005]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种能量节点，包括：电源模块、储能模块、负荷模块、双向能量模块和边缘控制模块，其中所述电源模块依次通过第一开关和第二开关与所述储能模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、第三开关和第四开关与所述双向能量模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、所述第三开关和第五开关与所述负荷模块连接，所述负荷模块还通过第六开关与所述储能模块连接，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关均与所述边缘控制模块连接。
[0006]根据第二方面，本专利技术实施例还提供了一种虚拟电厂，包括控制中心和至少两个上述的能量节点，所述控制中心与每个能量节点的边缘控制模块和双向能量控制模块连接。
[0007]根据第三方面，本专利技术实施例还提供了一种能量节点的控制方法，所述能量节点包括电源模块、储能模块、负荷模块、双向能量模块和边缘控制模块，其中所述电源模块依次通过第一开关和第二开关与所述储能模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、第三开关和第四开关与所述双向能量模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、所述第三开关和第五开关与所述负荷模块连接，所述负荷模块还通过第六开关与所述储能模
块连接，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关均与所述边缘控制模块连接，所述能量节点的控制方法包括：获取所述负荷模块的当前用电功率；判断所述当前用电功率是否为0；当所述当前用电功率为0时，获取所述储能模块的当前荷电状态；根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态；当所述当前用电功率不为0时，获取所述电源模块的当前发电功率，根据所述当前用电功率和所述当前发电功率确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态。
[0008]具体的，所述根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态包括：判断所述当前荷电状态是否位于预设的安全范围内；当所述当前荷电状态位于所述安全范围内时，判定所述能量节点处于第一状态，并控制所述第一开关和所述第二开关导通，所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关断开；当所述当前荷电状态超出所述安全范围时，判定所述能量节点处于第二状态，并控制所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关导通，所述第二开关、所述第五开关和所述第六开关断开。
[0009]具体的，所述根据所述当前用电功率和所述当前发电功率确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态包括：判断所述当前用电功率是否小于所述电源模块的当前发电功率；当所述当前用电功率小于所述电源模块的当前发电功率时，判定能量节点处于第三状态，并控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关导通，控制所述第四开关和所述第六开关断开；当所述当前用电功率大于等于所述电源模块的当前发电功率时，获取所述储能系统的当前荷电状态，根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态。
[0010]具体的，所述根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态包括：判断所述当前荷电状态是否大于预设的最低值；当所述当前荷电状态大于所述最低值时，判定所述能量节点处于第四状态，并控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关导通，控制所述第四开关和所述第六开关断开；当所述当前荷电状态小于等于所述最低值时，判定所述能量节点处于第五状态，并控制所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关和所述第五开关导通，控制所述第三开关和所述第六开关断开。
[0011]根据第三方面，本专利技术实施例还提供了虚拟电厂的控制方法，所述虚拟电厂包括控制中心和上述的能量节点，所述控制中心与所述节点层中每个节点的边缘控制模块和双向能量控制模块连接，所述虚拟电厂的控制方法包括：获取所述能量节点发送的状态信息；根据所述能量节点发送的状态信息判断所述虚拟电厂中是否存在处于第五状态的能量节点；当所述虚拟电厂中存在处于所述第五状态的能量节点时，判断所述虚拟电厂中是否存在处于第二状态的能量节点；当所述虚拟电厂中存在处于第二状态的能量节点时，利用处于所述第二状态的能量节点为处于所述第五状态的能量节点供电。
[0012]具体的，所述利用处于所述第二状态的能量节点为处于所述第五状态的能量节点供电，还包括：针对任一处于所述第二状态的能量节点，计算该能量节点为处于所述第五状
态的能量节点进行供电的第一供电成本；计算电网为处于所述第五状态的能量节点进行供电的第二供电成本；当所述第一供电成本小于所述第二供电成本时，确定该能量节点为可用能量节点；利用所述可用能量节点为处于所述第五状态的能量节点进行供电。
[0013]具体的，在利用所述可用能量节点为处于所述第五状态的能量节点进行供电之前，还包括：计算处于所述第五状态的能量节点的所需功率；计算所有可用能量节点的多余功率；当所述多余功率大于所述所需功率时，利用所述可用能量节点为处于所述第五状态的能量节点进行供电。
[0014]具体的，虚拟电厂的控制方法还包括：当所述虚拟电厂中不存在处于第二状态的能量节点时，利用电网为处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量节点，其特征在于，包括：电源模块、储能模块、负荷模块、双向能量模块和边缘控制模块，其中所述电源模块依次通过第一开关和第二开关与所述储能模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、第三开关和第四开关与所述双向能量模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、所述第三开关和第五开关与所述负荷模块连接，所述负荷模块还通过第六开关与所述储能模块连接，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关均与所述边缘控制模块连接。2.一种虚拟电厂，其特征在于，包括控制中心和至少两个权利要求1所述的能量节点，所述控制中心与每个能量节点的边缘控制模块和双向能量控制模块连接。3.一种能量节点的控制方法，其特征在于，所述能量节点包括电源模块、储能模块、负荷模块、双向能量模块和边缘控制模块，其中所述电源模块依次通过第一开关和第二开关与所述储能模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、第三开关和第四开关与所述双向能量模块连接，所述电源模块依次通过所述第一开关、所述第三开关和第五开关与所述负荷模块连接，所述负荷模块还通过第六开关与所述储能模块连接，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关均与所述边缘控制模块连接，所述能量节点的控制方法包括：获取所述负荷模块的当前用电功率；判断所述当前用电功率是否为0；当所述当前用电功率为0时，获取所述储能模块的当前荷电状态；根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态；当所述当前用电功率不为0时，获取所述电源模块的当前发电功率，根据所述当前用电功率和所述当前发电功率确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态包括：判断所述当前荷电状态是否位于预设的安全范围内；当所述当前荷电状态位于所述安全范围内时，判定所述能量节点处于第一状态，并控制所述第一开关和所述第二开关导通，所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关断开；当所述当前荷电状态超出所述安全范围时，判定所述能量节点处于第二状态，并控制所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关导通，所述第二开关、所述第五开关和所述第六开关断开。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前用电功率和所述当前发电功率确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态包括：判断所述当前用电功率是否小于所述电源模块的当前发电功率；当所述当前用电功率小于所述电源模块的当前发电功率时，判定能量节点处于第三状态，并控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关导通，控制所述第
四开关和所述第六开关断开；当所述当前用电功率大于等于所述电源模块的当前发电功率时，获取所述储能模块的当前荷电状态，根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前荷电状态确定所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的状态包括：判断所述当前荷电状态是否大于预设的最低值；当所述当前荷电状态大于所述最低值时，判定所述能量节点处于第四状态，并控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关导通，控制所述第四开关和所述第六开关断开；当所述当前荷电状态小于等于所述最低值时，判定所述能量节点处于第五状态，并控制所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关和所述第五开关导通，控制所述第三开关和所述第六开关断开。7.一种虚拟电厂的控制方法，其特征在于，所述虚拟电厂包括控制中心和权利要求1～2任一项所述的能量节点，所述控制中心与所述节点层中每个节点的边缘控制模块和双向能量控制模块连接，所述虚拟电厂的控制方法包括：获取所述能量节点发送的状态信息；根据所述能量节点发送的状态信息判断所述虚拟电厂中是否存在处于第五状态的能量节点；当所述虚拟电厂中存在处于所述第五状态的能量节点时，判断所述虚拟电厂中是否存在处于第二状态的能量节点；当所述虚拟电厂中存在处于第二状态的能量节点时，针对任一处于所述第五状态的能量节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬真，
申请(专利权)人：三一重能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：