一种虚拟电厂的控制系统

技术领域

本发明涉及虚拟电厂技术领域，尤其涉及一种虚拟电厂的控制系统。

背景技术

经检索现有技术公开了

为此，我们提出一种虚拟电厂的控制系统。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种虚拟电厂的控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种虚拟电厂的控制系统，包括控制显示模块、实时仿真模块报警模块和多级控制系统；所述控制显示模块分别与所述实时仿真模块和所述报警模块电连接，所述实时仿真模块和所述报警模块电连接；

所述实时仿真模块，用于对电厂运行设备进行仿真模拟与操作，并获取所述电厂运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述控制显示模块，用于确定是否有电厂运行人员，并根据所述电厂运行设备的仿真数据确定是否生成对应的报警信息；

所述报警模块，用于根据确定是否有电厂运行人员的结果以及确定是否生成对应的报警信息的结果，对所述电厂运行人员进行报警。

进一步，所述多级控制系统包括：一级控制系统、二级控制系统、三级控制系统和四级控制系统；所述一级控制系统，包括可再生能源发电系统，所述可再生能源发电系统内设置有能量储能元件和功率型储能元件，用于实现微源内部的优化协调控制；

所述二级控制系统包括有多个微源单元以及下垂控制的微源DR单元，用于实现功率自动分配；

所述三级控制系统包括电压和频率控制单元、联络线功率控制单元和双模式切换控制单元，用于将系统的频率和电压维持在正常范围内；

所述四级控制系统包括日前发电计划单元、日内优化调度单元和实时计划调整单元，用于确定各微源在虚拟电厂的二、三级控制过程中承担的功率波动比例。

进一步，所述一级控制系统用于调度微源内部使所述可再生能源发电系统、所述能量储能元件和所述功率型储能元件之间协调控制，使整个微源系统按照虚拟电厂所述二级控制系统的要求输出功率，调整毫秒级的负荷波动。

进一步，所述微源单元包括逆变器接口型微源以及旋转电机接口型微源；其中旋转电机接口型微源采用感性下垂控制的微源DR单元；

其中，所述二级控制系统用于利用所述下垂控制的微源DR单元进行微源自身的下垂控制，使各微源按照能量管理系统(EMS)下达的功率基点值和下垂特性曲线的斜率分配系统中的瞬时负荷功率波动，由微源自身执行，调整秒级的负荷波动。

进一步，所述三级控制系统包括电压和频率控制单元、联络线功率控制单元和双模式切换控制单元；

其中：

所述电压和频率控制单元用于当系统中负荷波动大导致微源的功率运行点偏离基点值大时，调整下垂特性曲线的空载频率和空载电压，将系统的频率和电压维持在允许范围内，由虚拟电厂的能量管理系统(EMS)执行，针对分钟级的负荷波动进行控制；

所述联络线功率控制单元用于对虚拟电厂和外部电网之间的联络线的功率进行控制；

双模式切换控制单元用于进行微电网孤岛和并网双模式切换控制。

进一步，所述控制显示模块包括控制台和后台处理器；所述控制台的底侧安装有人体接近传感器，所述控制台的顶侧安装有人脸识别模块，所述人体接近传感器和所述人脸识别模块分别与所述控制台电连接，所述人体接近传感器、所述人脸识别模块、所述控制台以及所述实时仿真模块分别与所述后台处理器电连接；

所述报警模块安装在所述控制台的后侧，分别与所述控制台和所述后台处理器电连接

进一步，所述人体接近传感器和所述人脸识别模块分别与所述第一计时模块电连接，所述第一计时模块与所述第二计时模块电连接，所述第二计时模块与所述报警模块电连接

进一步，所述实时仿真模块包括：锅炉侧仿真模块、汽轮机侧仿真模块、发电机侧仿真模块、记录模块与数据存储模块；

所述锅炉侧仿真模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于对电厂锅炉侧运行设备进行仿真模拟与操作，并将所述电厂锅炉侧运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述汽轮机侧仿真模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于对电厂汽轮机侧运行设备进行仿真模拟与操作，并将所述电厂汽轮机侧运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述发电机侧仿真模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于对电厂发电机侧运行设备进行仿真模拟与操作，并将所述电厂发电机侧运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述记录模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于记录电厂运行人员的操作数据，并将所述操作数据反馈至所述控制显示模块；

所述数据存储模块用于对所述电厂锅炉侧运行设备的仿真数据、所述电厂汽轮机侧运行设备的仿真数据、所述电厂发电机侧运行设备的仿真数据以及所述操作数据进行存储。

进一步，所述锅炉侧仿真模块包括锅炉附属设备参数模拟检测模块、锅炉附属设备参数调节模块、锅炉附属设备参数预警模块、锅炉附属设备参数范围提示模块和锅炉附属设备参数模拟变化模块；

锅炉附属设备参数模拟检测模块用于检测模拟电厂锅炉侧运行设备参数；

锅炉附属设备参数调节模块用于对模拟电厂锅炉侧运行设备参数进行调节；

锅炉附属设备参数预警模块用于对模拟电厂锅炉侧运行设备参数进行超标预警；

锅炉附属设备参数范围提示模块用于生成模拟电厂锅炉侧运行设备参数对应的标准范围提示信息；

锅炉附属设备参数模拟变化模块用于生成模拟电厂锅炉侧运行设备参数对应的实时变化参数信息

进一步，所述锅炉侧仿真模块还用于检测模拟电厂锅炉侧汽包内气压参数、给料机参数以及给水箱参数中的至少一个；

所述汽轮机侧仿真模块包括汽轮机附属设备参数模拟检测模块、汽轮机附属设备参数调节模块、汽轮机附属设备参数预警模块、汽轮机附属设备参数范围提示模块和汽轮机附属设备参数模拟变化模块；

汽轮机附属设备参数模拟检测模块用于模检测拟电厂汽轮机侧运行设备参数；

汽轮机附属设备参数调节模块用于对模拟电厂汽轮机侧运行设备参数进行调节；

汽轮机附属设备参数预警模块用于对模拟电厂汽轮机侧运行设备参数进行超标预警；

汽轮机附属设备参数范围提示模块用于生成模拟电厂汽轮机侧运行设备参数对应的标准范围提示信息；

汽轮机附属设备参数模拟变化模块用于生成模拟电厂汽轮机侧运行设备参数对应的实时变化参数信息。

有益效果

本发明提供了一种虚拟电厂的控制系统。具备以下有益效果：

1、该一种虚拟电厂的控制系统，通过虚拟电厂的控制系统用于电厂运行中的自动预警，虚拟电厂的控制系统包括控制显示模块、实时仿真模块和报警模块；所述控制显示模块分别与所述实时仿真模块和所述报警模块电连接，所述实时仿真模块和所述报警模块电连接，解决了目前传统虚拟电厂系统中不能真实模拟24小时运行环境。

2、该一种虚拟电厂的控制系统，通过设置人脸识别模块和人体接近模块，一旦人员长时间远离控制台，设备运行容易出现问题，且在操作调节过程中有时会因误操作出现事故的问题，取到了能够模拟电厂24小时运行环境，防止其他人员误操作虚拟电厂，且对电厂运行设备进行自动报警。

3、该一种虚拟电厂的控制系统，可以结合虚拟电厂自身的运行特点，实行基于不同时间尺度的虚拟电厂分层控制策略，通过分层控制系统分别在不同的时间尺度和控制层面上解决虚拟电厂存在难以实现各微源无功功率按下垂系数的分配、电能质量较差、系统不具备全局调节能力等问题，使虚拟电厂在保持一定的就地控制能力的同时还具备全局协调控制能力。

4、该一种虚拟电厂的控制系统，通过多级控制系统对各个模块实时反馈和监控，同时调整各个模块的参数，优化分配，实现节能提产的目的。

具体实施方式

一种虚拟电厂的控制系统，包括控制显示模块、实时仿真模块和报警模块；所述控制显示模块分别与所述实时仿真模块和所述报警模块电连接，所述实时仿真模块和所述报警模块电连接；

所述实时仿真模块，用于对电厂运行设备进行仿真模拟与操作，并获取所述电厂运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述控制显示模块，用于确定是否有电厂运行人员，并根据所述电厂运行设备的仿真数据确定是否生成对应的报警信息；

所述报警模块，用于根据确定是否有电厂运行人员的结果以及确定是否生成对应的报警信息的结果，对所述电厂运行人员进行报警；

多级控制系统。

所述多级控制系统包括：一级控制系统、二级控制系统、三级控制系统和四级控制系统；所述一级控制系统，包括可再生能源发电系统，所述可再生能源发电系统内设置有能量储能元件和功率型储能元件，用于实现微源内部的优化协调控制；

所述二级控制系统包括有多个微源单元以及下垂控制的微源DR单元，用于实现功率自动分配；

所述三级控制系统包括电压和频率控制单元、联络线功率控制单元和双模式切换控制单元，用于将系统的频率和电压维持在正常范围内；

所述四级控制系统包括日前发电计划单元、日内优化调度单元和实时计划调整单元，用于确定各微源在虚拟电厂的二、三级控制过程中承担的功率波动比例。

所述一级控制系统用于调度微源内部使所述可再生能源发电系统、所述能量储能元件和所述功率型储能元件之间协调控制，使整个微源系统按照虚拟电厂所述二级控制系统的要求输出功率，调整毫秒级的负荷波动。

所述微源单元包括逆变器接口型微源以及旋转电机接口型微源；其中旋转电机接口型微源采用感性下垂控制的微源DR单元；

其中，所述二级控制系统用于利用所述下垂控制的微源DR单元进行微源自身的下垂控制，使各微源按照能量管理系统(EMS)下达的功率基点值和下垂特性曲线的斜率分配系统中的瞬时负荷功率波动，由微源自身执行，调整秒级的负荷波动。

所述三级控制系统包括电压和频率控制单元、联络线功率控制单元和双模式切换控制单元；

其中：

所述电压和频率控制单元用于当系统中负荷波动大导致微源的功率运行点偏离基点值大时，调整下垂特性曲线的空载频率和空载电压，将系统的频率和电压维持在允许范围内，由虚拟电厂的能量管理系统(EMS)执行，针对分钟级的负荷波动进行控制；

所述联络线功率控制单元用于对虚拟电厂和外部电网之间的联络线的功率进行控制；

双模式切换控制单元用于进行微电网孤岛和并网双模式切换控制。

所述控制显示模块包括控制台和后台处理器；所述控制台的底侧安装有人体接近传感器，所述控制台的顶侧安装有人脸识别模块，所述人体接近传感器和所述人脸识别模块分别与所述控制台电连接，所述人体接近传感器、所述人脸识别模块、所述控制台以及所述实时仿真模块分别与所述后台处理器电连接；

所述报警模块安装在所述控制台的后侧，分别与所述控制台和所述后台处理器电连接

所述人体接近传感器和所述人脸识别模块分别与所述第一计时模块电连接，所述第一计时模块与所述第二计时模块电连接，所述第二计时模块与所述报警模块电连接

所述实时仿真模块包括：锅炉侧仿真模块、汽轮机侧仿真模块、发电机侧仿真模块、记录模块与数据存储模块；

所述锅炉侧仿真模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于对电厂锅炉侧运行设备进行仿真模拟与操作，并将所述电厂锅炉侧运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述汽轮机侧仿真模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于对电厂汽轮机侧运行设备进行仿真模拟与操作，并将所述电厂汽轮机侧运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述发电机侧仿真模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于对电厂发电机侧运行设备进行仿真模拟与操作，并将所述电厂发电机侧运行设备的仿真数据反馈至所述控制显示模块；

所述记录模块与所述控制显示模块通过连接线相连，用于记录电厂运行人员的操作数据，并将所述操作数据反馈至所述控制显示模块；

所述数据存储模块用于对所述电厂锅炉侧运行设备的仿真数据、所述电厂汽轮机侧运行设备的仿真数据、所述电厂发电机侧运行设备的仿真数据以及所述操作数据进行存储。

所述锅炉侧仿真模块包括锅炉附属设备参数模拟检测模块、锅炉附属设备参数调节模块、锅炉附属设备参数预警模块、锅炉附属设备参数范围提示模块和锅炉附属设备参数模拟变化模块；

锅炉附属设备参数模拟检测模块用于检测模拟电厂锅炉侧运行设备参数；

锅炉附属设备参数调节模块用于对模拟电厂锅炉侧运行设备参数进行调节；

锅炉附属设备参数预警模块用于对模拟电厂锅炉侧运行设备参数进行超标预警；

锅炉附属设备参数范围提示模块用于生成模拟电厂锅炉侧运行设备参数对应的标准范围提示信息；

锅炉附属设备参数模拟变化模块用于生成模拟电厂锅炉侧运行设备参数对应的实时变化参数信息

所述锅炉侧仿真模块还用于检测模拟电厂锅炉侧汽包内气压参数、给料机参数以及给水箱参数中的至少一个；

所述汽轮机侧仿真模块包括汽轮机附属设备参数模拟检测模块、汽轮机附属设备参数调节模块、汽轮机附属设备参数预警模块、汽轮机附属设备参数范围提示模块和汽轮机附属设备参数模拟变化模块；

汽轮机附属设备参数模拟检测模块用于模检测拟电厂汽轮机侧运行设备参数；

汽轮机附属设备参数调节模块用于对模拟电厂汽轮机侧运行设备参数进行调节；

汽轮机附属设备参数预警模块用于对模拟电厂汽轮机侧运行设备参数进行超标预警；

汽轮机附属设备参数范围提示模块用于生成模拟电厂汽轮机侧运行设备参数对应的标准范围提示信息；

汽轮机附属设备参数模拟变化模块用于生成模拟电厂汽轮机侧运行设备参数对应的实时变化参数信息。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。