當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度基本采取“源隨荷動(dòng)、只調(diào)整集中式發(fā)電”的傳統(tǒng)調(diào)度模式，負(fù)荷和儲(chǔ)能未納入調(diào)度范疇。隨著新能源和直流的快速發(fā)展，儲(chǔ)能等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，電網(wǎng)特性日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”的調(diào)度模式已難以為繼，面臨一系列問(wèn)題。

有學(xué)者分析了我國(guó)新能源并網(wǎng)及消納的基本情況，闡明了產(chǎn)生棄風(fēng)、棄光問(wèn)題的根源。以華東地區(qū)為例，分布式光伏“盲調(diào)”現(xiàn)象普遍，調(diào)管范圍內(nèi)分布式光伏信息采集率僅為54.7%，其中無(wú)線采集達(dá)45.9%，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、可靠性較差，且對(duì)分布式能源管控能力不足，主要表現(xiàn)在：

①電網(wǎng)頻率安全風(fēng)險(xiǎn)增大，超過(guò)1200萬(wàn)kW的分布式光伏接入低電壓等級(jí)電網(wǎng)，頻率耐受能力差，在直流故障、頻率異常情況下會(huì)大規(guī)模無(wú)序脫網(wǎng)，進(jìn)一步增大功率缺額，降低電網(wǎng)頻率，引發(fā)聯(lián)鎖故障風(fēng)險(xiǎn)增大；

②電力平衡與調(diào)峰壓力不斷增加，隨著特高壓工程投運(yùn)，浙江、江蘇、安徽等省受端電網(wǎng)特征明顯，分布式光伏爆發(fā)式增長(zhǎng)，與集中式光伏、風(fēng)電、水電等易形成疊加效應(yīng)，加劇了電網(wǎng)調(diào)峰困難；

③無(wú)功平衡電壓控制問(wèn)題更加突出，國(guó)慶、春節(jié)等假日，電網(wǎng)負(fù)荷下降明顯，無(wú)功大量過(guò)剩，在分布式光伏大發(fā)時(shí)，電網(wǎng)局部區(qū)域有功倒送嚴(yán)重，使系統(tǒng)電壓進(jìn)一步提升甚至越限，影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性；

④電能質(zhì)量水平下降明顯，分布式光伏并網(wǎng)過(guò)于集中時(shí)，易導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)或母線電壓長(zhǎng)期接近或超電壓上限運(yùn)行，造成設(shè)備絕緣下降或損壞，光伏變流器等電力電子元件大規(guī)模接入電網(wǎng)，易導(dǎo)致諧波、電壓閃變、三相不平衡等電能質(zhì)量超標(biāo)。

針對(duì)以上問(wèn)題，亟需推動(dòng)由傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”調(diào)度模式向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制”模式轉(zhuǎn)變，接入網(wǎng)源荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)信息，通過(guò)市場(chǎng)化手段挖掘資源潛力，保障系統(tǒng)安全，實(shí)現(xiàn)新能源柔性消納。

有學(xué)者通過(guò)國(guó)網(wǎng)公司提出的調(diào)控云總體規(guī)劃，通過(guò)建設(shè)模型數(shù)據(jù)平臺(tái)、運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)四個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)和有關(guān)文獻(xiàn)闡述了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)的構(gòu)想，可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各類設(shè)備信息的交互，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、供需關(guān)系平衡、交易快速響應(yīng)。

本文提出了利用物聯(lián)技術(shù)和調(diào)控云架構(gòu)技術(shù)，建立源網(wǎng)荷儲(chǔ)綜合資源管理系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)集中式新能源場(chǎng)站、分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等新型能源和用能設(shè)備信息接入，實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)各環(huán)節(jié)運(yùn)行態(tài)勢(shì)全景感知。探索全局優(yōu)化和協(xié)調(diào)控制等關(guān)鍵技術(shù)，提升分布式電源柔性消納、發(fā)電與負(fù)荷精準(zhǔn)控制、源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)和新能源場(chǎng)站精益控制能力，實(shí)現(xiàn)泛在調(diào)度控制，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)清潔能源消納，提升調(diào)度精益化水平。

1 源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制的特點(diǎn)

由于我國(guó)的新能源廠站數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)火電等常規(guī)能源，新能源的大規(guī)模接入必然帶來(lái)消納和調(diào)度運(yùn)行管理問(wèn)題。以華東地區(qū)為例，該地區(qū)據(jù)統(tǒng)計(jì)有約40萬(wàn)個(gè)以上的配電臺(tái)區(qū)、3000余個(gè)新能源廠站、近百萬(wàn)戶分布式光伏、3.3萬(wàn)個(gè)充電樁、1座綜合能源體以及一百多座用戶側(cè)儲(chǔ)能電站等海量繁雜的新能源各類信息及其靜態(tài)臺(tái)賬、動(dòng)態(tài)運(yùn)行、統(tǒng)計(jì)分析信息。同時(shí)由于新能源信息的不確定性和波動(dòng)性較大，對(duì)于新能源參與調(diào)度控制優(yōu)化運(yùn)行的難度也隨之加大。對(duì)于各類海量新能源信息的精細(xì)化管理是保證新能源消納、提高電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

為解決上述難題，創(chuàng)新開展了“源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制”技術(shù)試點(diǎn)。源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制的“多元”信息向“信息采集廣度和應(yīng)用深度”兩個(gè)方向擴(kuò)展，將電力系統(tǒng)中的“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)”構(gòu)建為獨(dú)立的源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源綜合管理平臺(tái)。

首先將“多元”信息的采集擴(kuò)展，“源”中除了傳統(tǒng)火電、抽蓄、核電等常規(guī)電源信息接入，還增加了集中式、分布式風(fēng)電、光伏、虛擬電廠等多種能源；“網(wǎng)”除了傳統(tǒng)的輸配電網(wǎng)、熱能網(wǎng)的物理方式還增加了無(wú)線專網(wǎng)、光纖專網(wǎng)等新型物聯(lián)網(wǎng)接入手段；“荷”中除了電網(wǎng)、居民用電負(fù)荷，還將電動(dòng)汽車、負(fù)荷聚合商、智能樓宇、非工空調(diào)、工業(yè)大用戶等多種負(fù)荷資源接入監(jiān)控聚合；“儲(chǔ)”是將電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能等多種類型倉(cāng)儲(chǔ)或儲(chǔ)備的能源接入及監(jiān)視聚合。除此以外還對(duì)外部環(huán)境如氣象、山火、臺(tái)風(fēng)、密集通道、地理信息等各類泛在信息接入?yún)R集，對(duì)電網(wǎng)整體全息感知起到輔助作用。

其次在信息采集的深度上突破傳統(tǒng)調(diào)度的集約，進(jìn)一步提升對(duì)電網(wǎng)整體全景的感知能力，通過(guò)匯集的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，采用互聯(lián)網(wǎng)思維方式，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，分析各類數(shù)據(jù)從而深化擴(kuò)展數(shù)據(jù)應(yīng)用的深度，在傳統(tǒng)調(diào)度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上結(jié)合接入的儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、綜合能源體等資源特性和分析結(jié)果參與電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰資源更好的促進(jìn)清潔能源的消納。進(jìn)一步將“智能”電網(wǎng)擴(kuò)展為源網(wǎng)荷儲(chǔ)的“智能互動(dòng)”的多元協(xié)調(diào)的調(diào)度控制系統(tǒng)。

在源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)資源管理平臺(tái)中控制也是極其重要的，通過(guò)對(duì)各類新能源信息的監(jiān)視與交互，優(yōu)化新能源場(chǎng)站實(shí)時(shí)功率和變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)風(fēng)電、光伏發(fā)電功率。同時(shí)，針對(duì)全網(wǎng)負(fù)備用不足導(dǎo)致新能源消納受限的問(wèn)題，通過(guò)調(diào)控云技術(shù)手段基于網(wǎng)、省、地、縣四級(jí)調(diào)度的發(fā)電計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)、新能源發(fā)電預(yù)測(cè)和機(jī)組調(diào)節(jié)空間等數(shù)據(jù)，從日前、日內(nèi)以及實(shí)時(shí)三個(gè)時(shí)間尺度對(duì)全網(wǎng)新能源消納空間進(jìn)行在線計(jì)算，對(duì)消納空間不足的情況發(fā)出預(yù)警，根據(jù)新能源消納缺口情況，在線發(fā)布電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求，引導(dǎo)泛在可調(diào)資源主動(dòng)參與能力申報(bào)和互動(dòng)響應(yīng)，促進(jìn)新能源柔性消納。

上述功能目前智能調(diào)度控制系統(tǒng)暫無(wú)法支持，同時(shí)調(diào)控云的相關(guān)平臺(tái)相對(duì)獨(dú)立，針對(duì)新能源的場(chǎng)景平臺(tái)相對(duì)薄弱，需要根據(jù)新能源的信息接入特點(diǎn)加以改造配合。通過(guò)制定源網(wǎng)荷儲(chǔ)泛在資源數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等最新技術(shù)，建設(shè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)泛在資源綜合管理云平臺(tái)，打通不同調(diào)控機(jī)構(gòu)間的信息壁壘，實(shí)現(xiàn)海量新能源和可調(diào)資源的匯聚和在線感知；在此基礎(chǔ)上，開展各應(yīng)用場(chǎng)景下調(diào)度新能源消納能力評(píng)估和泛在資源互動(dòng)響應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)的泛在調(diào)度控制。

2 源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源綜合管理技術(shù)架構(gòu)

源網(wǎng)荷儲(chǔ)泛在資源綜合管理系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。源網(wǎng)荷儲(chǔ)泛在資源綜合管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)分為接入層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。

1）接入層通過(guò)物聯(lián)技術(shù)，完成集中式新能源場(chǎng)站、分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、負(fù)荷聚合商、智能樓宇、非工空調(diào)、工業(yè)大用戶、虛擬電廠等新型能源、用能設(shè)備等信息接入，實(shí)現(xiàn)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)各環(huán)節(jié)運(yùn)行態(tài)勢(shì)全景感知，通過(guò)邊緣計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)優(yōu)化。

2）網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)局域網(wǎng)、安全接入網(wǎng)、資源高速同步網(wǎng)、無(wú)線專網(wǎng)、光纖專網(wǎng)等各類網(wǎng)絡(luò)資源，提升各級(jí)之間的效率，滿足源網(wǎng)荷儲(chǔ)泛在資源各類應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

3）平臺(tái)層通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)接入標(biāo)準(zhǔn)將各類海量數(shù)據(jù)根據(jù)其來(lái)源、類型、結(jié)構(gòu)化差異等特點(diǎn)打破由于差異導(dǎo)致的數(shù)據(jù)壁壘，建立統(tǒng)一平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)清理技術(shù)提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和實(shí)時(shí)共享性。利用平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化和開放性為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一服務(wù)。

圖1 源網(wǎng)荷儲(chǔ)泛在資源綜合管理系統(tǒng)架構(gòu)

4）應(yīng)用層通過(guò)各應(yīng)用的數(shù)據(jù)分層共享方式、高效的數(shù)據(jù)縱向流動(dòng)、信息全感知來(lái)實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的日內(nèi)協(xié)調(diào)優(yōu)化、計(jì)及調(diào)峰調(diào)頻約束的源網(wǎng)荷儲(chǔ)日內(nèi)計(jì)劃優(yōu)化決策等功能，泛在可控資源協(xié)調(diào)控制按照分層分區(qū)分時(shí)的控制原則，完成電網(wǎng)各類可控資源的校正協(xié)調(diào)控制、自動(dòng)發(fā)電控制AGC（Automatic Generation Control, AGC）、發(fā)用電執(zhí)行效果評(píng)估及考核管理功能，增強(qiáng)調(diào)度運(yùn)行工作的及時(shí)性、方便性和快捷性。

3 源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源綜合管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源綜合管理系統(tǒng)體系架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)包括海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理技術(shù)、多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合技術(shù)、多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)技術(shù)、資源全息感知與決策等。

3.1 海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理技術(shù)

源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源的數(shù)據(jù)來(lái)源各異，包含不同類型、時(shí)間和空間尺度的海量數(shù)據(jù)，同時(shí)兼具高速生成、時(shí)效性高和準(zhǔn)確性不一致等顯著特點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入分析及數(shù)據(jù)挖掘。首先制定源網(wǎng)荷儲(chǔ)泛在資源數(shù)據(jù)接入模型標(biāo)準(zhǔn)。

有學(xué)者對(duì)調(diào)控云架構(gòu)和面向調(diào)控云的電力調(diào)度通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述。本文在此基礎(chǔ)上借鑒上述文獻(xiàn)的研究方法及成果，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)控云技術(shù)和新一代系統(tǒng)的發(fā)展，以《電力調(diào)度通用數(shù)據(jù)對(duì)象結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)》為基礎(chǔ)，結(jié)合接入各類泛在資源在時(shí)間和空間多維度要求建設(shè)。

泛在資源建模如圖2所示，在建模方式上總體分為三大類：①單體模型，主要針對(duì)單個(gè)新能源廠站、綜合能源體、負(fù)荷聚合平臺(tái)以及車聯(lián)網(wǎng)等，得到單個(gè)對(duì)象的資源和調(diào)節(jié)能力，用于上層的資源聚合和綜合展示；②聚合模型，是在單體模型的基礎(chǔ)上按照線路、主變壓器、廠站、臺(tái)區(qū)、分區(qū)、行政區(qū)域以及全網(wǎng)為對(duì)象進(jìn)行聚合建模，用于設(shè)備越限消除、備用控制和電力平衡等多方面的分析計(jì)算和決策控制，華東地區(qū)建模示例如圖3所示；③其他外部環(huán)境如氣象、山火、臺(tái)風(fēng)、密集通道、地理信息等各類泛在數(shù)據(jù)，用于全息感知輔助分析。通過(guò)單體模型和聚合模型相結(jié)合構(gòu)成統(tǒng)一的整體，滿足綜合展示并分析決策各方面的需求。

圖2 泛在資源建模

圖3 華東地區(qū)建模示例

參考元數(shù)據(jù)通用數(shù)據(jù)對(duì)象建模方式，設(shè)置唯一ID編碼規(guī)則，按照實(shí)際需求和通用模型的共享規(guī)范實(shí)現(xiàn)各類模型標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。以電動(dòng)汽車聚合單元模型為例，具體見(jiàn)表1。

表1 電動(dòng)汽車聚合單元模型

通過(guò)海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理技術(shù)將如營(yíng)銷側(cè)接入的分布式光伏信息、無(wú)線公網(wǎng)/專網(wǎng)等方式接入的低壓側(cè)分布式電源信息、互聯(lián)網(wǎng)部數(shù)據(jù)中臺(tái)的各類跨部門跨專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一在線建模和實(shí)時(shí)抽取，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)型、共享型的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

3.2 多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合技術(shù)

泛在就是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)將不同類型、不同空間的設(shè)備連接在一起，隨之產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)、共享和管理。以機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能的發(fā)展和應(yīng)用為泛在物聯(lián)的數(shù)據(jù)處理提供了有力的技術(shù)支持。

有學(xué)者闡述了采用流處理和批處理方式的隨機(jī)矩陣相關(guān)算法，應(yīng)用于配用點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集、處理和應(yīng)用。有學(xué)者針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)分析和處理的需求提出了“數(shù)據(jù)—模型—應(yīng)用”的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化接入和數(shù)據(jù)全過(guò)程處理，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析和建模，由傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)型向智能化的轉(zhuǎn)變。

有學(xué)者提出采用動(dòng)態(tài)樹形架構(gòu)實(shí)現(xiàn)“資源調(diào)度分級(jí)管理、計(jì)算服務(wù)全局共享”的設(shè)計(jì)理念，討論平臺(tái)如何實(shí)現(xiàn)多級(jí)調(diào)度協(xié)調(diào)管理和計(jì)算資源優(yōu)化分配。為了有效地跟蹤源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)各環(huán)節(jié)運(yùn)行態(tài)勢(shì)全景感知，對(duì)各環(huán)節(jié)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、外部環(huán)境數(shù)據(jù)等多維度多源時(shí)空的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位、高效的融合。由此提出了適應(yīng)泛在系統(tǒng)的多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合技術(shù)。該技術(shù)將匯集的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)一融合處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)異常清洗及校正、時(shí)間空間的自適應(yīng)修補(bǔ)，讓智能全景態(tài)勢(shì)感知分析更加精準(zhǔn)。

泛在多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合流程如圖4所示，主要包括三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：①將不同空間下的信息進(jìn)行匹配、聯(lián)合和過(guò)濾，使不同維度的量測(cè)信息可以同步到統(tǒng)一基準(zhǔn)時(shí)間下，完成異構(gòu)空間信息數(shù)據(jù)的不同步問(wèn)題；②數(shù)據(jù)智能清洗技術(shù)，該技術(shù)利用大數(shù)據(jù)及人工智能手段完成信息數(shù)據(jù)的智能清洗過(guò)濾，根據(jù)一定規(guī)則校正異常數(shù)據(jù)，提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性；③多源空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分布式存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)抽取技術(shù)，根據(jù)不同場(chǎng)景要求和算法分析提供全面精確的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，提供不同場(chǎng)景下智能電網(wǎng)感知應(yīng)用分析的準(zhǔn)確性和高效性。

圖4 泛在多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合流程

3.3 多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)技術(shù)

源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源綜合管理平臺(tái)通過(guò)前面兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)匯集了各類不同維度的數(shù)據(jù)資源，對(duì)內(nèi)為電網(wǎng)運(yùn)行、市場(chǎng)交易、調(diào)度管理、計(jì)劃?rùn)z修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐，對(duì)外為其他類企業(yè)和電力用戶提供電力交易所需電網(wǎng)運(yùn)行信息，服務(wù)政府部門宏觀調(diào)控等工作。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)一般采用斷面數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式或文件方式提供準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)，不論是在電力系統(tǒng)內(nèi)部還是對(duì)外提供數(shù)據(jù)都存在較高的門檻，阻礙了泛在的發(fā)展并且成為泛在廣泛應(yīng)用的一個(gè)阻礙點(diǎn)。通過(guò)多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)技術(shù)，采用廣域服務(wù)代理的廣域服務(wù)總線實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、定位和訪問(wèn)，采用消息總線作為信息傳輸通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，使用規(guī)范的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義數(shù)據(jù)流模型，其接口參數(shù)主要包括接收數(shù)據(jù)域、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)識(shí)及待發(fā)送數(shù)據(jù)等信息。發(fā)送消息服務(wù)生成數(shù)據(jù)包后進(jìn)行傳輸；接收消息服務(wù)接收到數(shù)據(jù)包后，根據(jù)數(shù)據(jù)流定義進(jìn)行數(shù)據(jù)投遞。

泛在多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)流程如圖5所示。此服務(wù)屏蔽了多維度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問(wèn)。這一技術(shù)體現(xiàn)了服務(wù)化為系統(tǒng)開放性帶來(lái)更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)按需服務(wù)實(shí)時(shí)共享的目標(biāo)。

圖5 泛在多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)流程

3.4 資源全息感知與決策

電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電、儲(chǔ)能等各環(huán)節(jié)的狀態(tài)信息和監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行信息被實(shí)時(shí)感知，同時(shí)控制系統(tǒng)如AGC、自動(dòng)電壓控制（Automatic Voltage Control, AVC）、區(qū)域控制偏差（Area Control Error, ACE）等控制狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知，此外還包括氣象、山火、密集輸電走廊等與電網(wǎng)直接或間接相關(guān)的環(huán)境信息感知。

利用大數(shù)據(jù)及人工智能的方法，采用仿真分析和事件驅(qū)動(dòng)的模式，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況及故障反演其發(fā)展過(guò)程，形成故障前以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化為目標(biāo)的控制方式，故障中以電網(wǎng)安全性為目標(biāo)的控制方式，故障后以電網(wǎng)運(yùn)行恢復(fù)為目標(biāo)的控制方式，保證電網(wǎng)在真實(shí)運(yùn)行場(chǎng)景下安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

例如基于臺(tái)風(fēng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合地理GIS圖展示臺(tái)風(fēng)名稱、風(fēng)圈大小及強(qiáng)度、預(yù)測(cè)路徑以及可能影響的設(shè)備，并以動(dòng)畫形式展示臺(tái)風(fēng)的演變過(guò)程，通過(guò)臺(tái)風(fēng)路徑、臺(tái)風(fēng)等級(jí)、臺(tái)風(fēng)半徑等預(yù)報(bào)信息，同時(shí)結(jié)合桿塔地理位置及設(shè)計(jì)參數(shù)，自動(dòng)智能識(shí)別N-1、N-2、N-3故障集的發(fā)生時(shí)間和發(fā)生概率，將臺(tái)風(fēng)識(shí)別出來(lái)的預(yù)想故障集納入電網(wǎng)靜態(tài)安全分析中，評(píng)估未來(lái)時(shí)段臺(tái)風(fēng)對(duì)電網(wǎng)可能造成的影響，并給出影響程度的預(yù)警信息，根據(jù)判定結(jié)果，按照常規(guī)數(shù)據(jù)挖掘軌跡模式（關(guān)聯(lián)、聚類、分類、預(yù)測(cè)）方法形成基于網(wǎng)、省、地、縣四級(jí)調(diào)度的發(fā)電計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)、新能源發(fā)電預(yù)測(cè)和機(jī)組調(diào)節(jié)空間等數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大電網(wǎng)組態(tài)模擬的精準(zhǔn)化廣域協(xié)同控制，提升大電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)綜合運(yùn)行水平和抵御風(fēng)險(xiǎn)能力。

4 源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)示范應(yīng)用

依據(jù)本文研究?jī)?nèi)容，在華東電力調(diào)控分中心建設(shè)了全國(guó)首套完整的源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)并進(jìn)行了資源響應(yīng)示范應(yīng)用。通過(guò)構(gòu)建江蘇同里綜合能源體、電動(dòng)汽車公司、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能在線監(jiān)測(cè)及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)彈性負(fù)荷控制實(shí)現(xiàn)華東地區(qū)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。

1）建立全國(guó)首套“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”綜合資源管理平臺(tái)，通過(guò)統(tǒng)一規(guī)范的平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了海量新能源包括江蘇同里綜合能源體、電動(dòng)汽車公司、用戶側(cè)儲(chǔ)能、虛擬電廠、分布式集中式風(fēng)電光伏的接入、聚合及展示。綜合資源管理平臺(tái)利用本文闡述的海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理技術(shù)、多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合技術(shù)、統(tǒng)一服務(wù)技術(shù)和資源全息感知與決策技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“多元”數(shù)據(jù)融合統(tǒng)一處理、多層級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)訪問(wèn)等功能模塊。完成了華東地區(qū)45.8萬(wàn)個(gè)配電臺(tái)區(qū)分布式光伏、3300余個(gè)新能源廠站、136萬(wàn)戶分布式光伏、3.3萬(wàn)個(gè)充電樁、1座綜合能源體等新型能源信息的接入、監(jiān)視及可視化展示。

2）在此基礎(chǔ)上，開展新能源消納能力評(píng)估和源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源互動(dòng)響應(yīng)試點(diǎn)應(yīng)用。如2019年華東區(qū)域安徽電網(wǎng)新能源（風(fēng)電203萬(wàn)kW、光伏901萬(wàn)kW）出力占用電負(fù)荷最大比例達(dá)到46%，受調(diào)峰能力和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)影響，安徽電網(wǎng)及其內(nèi)部淮宿分區(qū)（風(fēng)電31萬(wàn)kW、光伏128萬(wàn)kW）在負(fù)荷較低的節(jié)假日期間新能源消納面臨較大壓力，所以考慮充分調(diào)動(dòng)四級(jí)（網(wǎng)-省-地-縣）調(diào)度調(diào)節(jié)資源，深挖地、縣調(diào)非統(tǒng)調(diào)電源、省調(diào)常規(guī)電源、皖電東送機(jī)組的調(diào)峰能力，進(jìn)一步提升安徽新能源消納空間。

試點(diǎn)通過(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)綜合資源管理平臺(tái)發(fā)布調(diào)峰需求，利用電動(dòng)汽車公司、同里區(qū)域綜合能源體等資源的可調(diào)能力，支援安徽區(qū)域的午間新能源消納，減少電網(wǎng)峰谷差，降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

華東調(diào)控分中心選擇在國(guó)慶期間華東地區(qū)新能源消納形勢(shì)最為嚴(yán)峻的安徽電網(wǎng)作為試驗(yàn)對(duì)象，根據(jù)新能源消納形勢(shì)，該試驗(yàn)在周、日前和日內(nèi)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)三個(gè)時(shí)間層面開展，整體試驗(yàn)邏輯如圖6所示。

整體試驗(yàn)過(guò)程分為三步：

1）在周計(jì)劃層面，國(guó)慶前編制周電能平衡計(jì)劃時(shí)，華東分部調(diào)控分中心在安徽省內(nèi)初步計(jì)劃平衡的基礎(chǔ)上，匯集安徽省調(diào)、宿州地調(diào)、碭山縣調(diào)多級(jí)調(diào)度調(diào)節(jié)資源，將安徽電網(wǎng)的新能源消納平衡缺口降低了60萬(wàn)kW。

2）在日前層面，9月30日針對(duì)安徽電網(wǎng)10月1~3日午間新能源大發(fā)時(shí)段分別存在75萬(wàn)kW、40萬(wàn)kW、40萬(wàn)kW負(fù)備用缺口，華東分部啟動(dòng)華東區(qū)域日前調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，利用市場(chǎng)手段基本解決了安徽負(fù)備用缺口。

3）對(duì)于預(yù)計(jì)剩余的10月1日午間的5萬(wàn)kW左右新能源消納缺口，安徽省調(diào)通過(guò)華東電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源綜合管理平臺(tái)發(fā)布了10月1日11:30~12:30時(shí)5萬(wàn)kW泛在資源響應(yīng)調(diào)節(jié)需求。通過(guò)該平臺(tái)上的優(yōu)化控制模塊進(jìn)行在線閉環(huán)自動(dòng)匹配，將接入控制的江蘇同里能源體日前響應(yīng)匹配成功發(fā)電下調(diào)能力0.4 MW，國(guó)網(wǎng)浙江電動(dòng)汽車日前響應(yīng)匹配成功的充電負(fù)荷上調(diào)能力為0.2MW。

在日內(nèi)10月1日當(dāng)天，由于安徽地區(qū)實(shí)際氣溫較預(yù)測(cè)偏高近3℃，當(dāng)日午間實(shí)際負(fù)荷較預(yù)測(cè)偏高，安徽新能源消納壓力有所緩解。華東分部調(diào)控分中心通過(guò)模擬安徽電網(wǎng)調(diào)峰負(fù)備用需求，在線匹配江蘇同里能源體和浙江余杭電動(dòng)汽車充電站實(shí)時(shí)上下可調(diào)節(jié)能力變化情況，進(jìn)行互動(dòng)響應(yīng)，經(jīng)匹配確認(rèn)實(shí)際利用江蘇同里智慧能源體儲(chǔ)能VRV（variable refrigerant volume）空調(diào)、可調(diào)路燈等資源的靈活調(diào)節(jié)能力協(xié)助安徽電網(wǎng)調(diào)峰。

圖6 源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源響應(yīng)試驗(yàn)邏輯圖

通過(guò)華東分部調(diào)控分中心、安徽省調(diào)、宿州地調(diào)、碭山縣調(diào)四級(jí)調(diào)度共同協(xié)同，實(shí)現(xiàn)安徽電網(wǎng)新能源的安全可靠消納。該試驗(yàn)既驗(yàn)證了華東分部四級(jí)調(diào)度協(xié)同新能源消納機(jī)制建設(shè)及管理流程有效的，也表明將電網(wǎng)系統(tǒng)各處未被有效利用的“多元”調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)互動(dòng)響應(yīng), 發(fā)揮協(xié)同價(jià)值在技術(shù)路線上是可行的。

5 結(jié)論

本文論述了傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”調(diào)度模式向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制”模式轉(zhuǎn)變發(fā)展方向，基于此設(shè)計(jì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。首先介紹了該系統(tǒng)的總體四層架構(gòu)，其次闡述了實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)的各應(yīng)用場(chǎng)景支撐的四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，最終落地在華東分部調(diào)控分中心進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng)。

目前華東電網(wǎng)在源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制方面只是進(jìn)行了初步嘗試與探索，未來(lái)隨著更多負(fù)荷聚合商、綜合能源體、用戶側(cè)儲(chǔ)能以及柔性非工空調(diào)等可調(diào)資源的接入，預(yù)計(jì)華東將擁有超過(guò)300萬(wàn)kW柔性調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制，華東的源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念超前、技術(shù)架構(gòu)先進(jìn)，具有代表性和典型性，充分展示了電網(wǎng)搭建資源配置平臺(tái)服務(wù)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵作用。

以上研究成果發(fā)表在2021年第15期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究及應(yīng)用”，作者為孫惠、翟海保 等。