一种分布式光伏的分层协同控制方法及系统与流程

1.本发明涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种分布式光伏的分层协同控制方法及系统。


背景技术：

2.我国水利资源、风能资源、太阳能资源丰富，分布式小电源众多，在节能减排、移峰发电等方面存在很大优势。分布式光伏发电具有较强的间歇性、波动性和不确定性，其分散、高渗透接入配电网会增加电网复杂性和管控难度，导致严重的电压波动、电压越限等问题，影响电网经济安全运行。
3.对单个或单点分布式光伏发电站点进行调控，虽然能够在单点接入处减轻对电网的影响，但是单个分布式光伏的调节能力受功率因数、容量等条件限制，仅根据并网点运行状态对其配电进行调节难以实现较大范围的调节效果，对电网的稳定运行改善效果有限。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的问题是现有分布式光伏的供配电控制方法根据并网点运行状态对单个分布式光伏配电进行调节难以实现较大范围的调节效果，对电网的稳定运行改善效果有限。
5.为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种分布式光伏的分层协同控制方法，包括：根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量；当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，生成调控指令；根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度；将多个所述邻接调控区域的所述借调难易度从大到小排序，得到借调序列；根据所述历史运行数据和所述发电总量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量；根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略；按照所述分配调控策略控制多个所述邻接调控区域内的所述分布式光伏向所述当前调控区域供电。
6.可选地，所述根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量之后，所述分布式光伏的分层协同控制方法还包括：当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量大于所述当前调控
区域内的所述负荷总量时，分析所述前调控区域内所述分布式光伏的所述实时发电量是否大于所述分布式光伏覆盖范围内的负荷量；当所述分布式光伏的所述实时发电量小于或等于所述分布式光伏覆盖范围内的所述负荷量时，调整所述分布式光伏的供电范围。
7.可选地，每个所述分布式光伏的所述历史运行数据包括调用到位次数、调用到位时间和通讯畅通时长；所述根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度包括：根据所述调用到位次数、所述调用到位时间和所述通讯畅通时长，分析调用到位率、平均到位时间以及通讯畅通时长占比；将所述调用到位率、所述平均到位时间、所述通讯畅通时长占比以及所述实时发电量进行无量纲化，并结合每个参数对应的预设权值，得到每个所述分布式光伏的单个借调难易度；根据所述邻接调控区域内每个所述分布式光伏的所述单个借调难易度，分析所述邻接调控区域内所有所述分布式光伏的单个借调难易度的平均值，将所述平均值作为所述邻接调控区域的所述借调难易度。
8.可选地，所述历史运行数据包括每个调控区域的历史负荷总量；所述根据所述历史运行数据和所述实时发电量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量包括：根据所述历史运行数据，提取历年相同时间点上所述当前调控区域的历史负荷总量和所述邻接调控区域的历史负荷总量；根据所述历史负荷总量和所述发电总量，分析下一时间点上所述当前调控区域的所述借电量和每个所述邻接调控区域的所述盈余电量。
9.可选地，所述根据所述历史负荷总量和所述发电总量，分析下一时间点上所述当前调控区域的所述借电量和每个所述邻接调控区域的所述盈余电量包括：将所述当前调控区域的所述历史负荷总量减去所述当前调控区域的所述发电总量，再乘以浮动系数得到所述借电量；将所述邻接调控区域的所述发电总量减去所述邻接调控区域的所述历史负荷总量，得到所述邻接调控区域的所述盈余电量。
10.可选地，所述根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略包括：根据每个所述邻接调控区域的盈余电量和实时发电量，分析每个所述邻接调控区域的盈余电量占比；判断每个所述邻接调控区域的所述盈余电量占比是否大于每个所述邻接调控区域的预设的应急电量比例；当所述盈余电量占比大于所述应急电量比例，根据所述盈余电量占比和所述应急电量比例，分析每个所述邻接调控区域的可调电量；根据所述借电量和每个所述邻接调控区域的可调电量，按照所述借调序列的排序，依次从所述邻接调控区域中调用电量，将从所述邻接调控区域中调用的电量记为预调
用电量；当从所述邻接调控区域中调用电量时，所述借电量减去所述预调用电量，得到剩余借电量；当所述剩余借电量小于或等于零时，停止从所述借调序列中的所述邻接调控区域中调用电量；根据从所述邻接调控区域中调用的所述预调用电量生成外层分配调控策略，其中，所述分配调控策略包括所述外层分配策略和内层分配策略。
11.可选地，所述判断每个所述邻接调控区域的所述盈余电量占比是否大于每个所述邻接调控区域的预设的应急电量比例之后，所述分布式光伏的分层协同控制方法还包括：当所述盈余电量占比小于或等于所述应急电量比例，跳过当前的所述邻接调控区域。
12.可选地，所述当所述盈余电量占比大于所述应急电量比例，根据所述盈余电量占比和所述应急电量比例，分析每个所述邻接调控区域的可调电量之后，所述分布式光伏的分层协同控制方法还包括：根据所述邻接调控区域内的每个所述分布式光伏的所述实时发电量和所述分布式光伏的所述负荷量，分析所述分布式光伏的盈余电量；根据所述盈余电量和所述实时发电量，分析所述分布式光伏的盈余电量占比；根据所述盈余电量占比和所述单个借调难易度，分析所述分布式光伏的调用性；根据所述调用性的大小，筛选出预设数量的所述分布式光伏，作为待调用对象。
13.可选地，所述根据所述借电量和每个所述邻接调控区域的可调电量，按照所述借调序列的排序，依次从所述邻接调控区域中预调用电量包括：分析所述邻接调控区域内所有所述待调用对象的所述盈余电量之和，判断所述邻接调控区域内所有所述待调用对象的所述盈余电量之和是否大于所述可调电量；若是，此时所述可调电量为所述预调用电量，分析每个所述待调用对象的所述盈余电量在所述盈余电量之和中的占比，记为分配比例，按照所述分配比例将所述可调电量分配给每个所述待调用对象，生成所述内层分配策略；若否，此时所述盈余电量之和为所述预调用电量，直接预调用每个所述待调用对象的所述盈余电量，生成所述内层分配策略。
14.另外一方面，本发明还提供了一种分布式光伏的分层协同控制系统，包括：区域监测模块，用于根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量；还用于当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，生成调控指令；借调分析模块，用于根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度；还用于将多个所述邻接调控区域的所述借调难易度从大到小排序，得到借调序列；电量分析模块，用于根据所述历史运行数据和所述发电总量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量；调控策略生成模块，用于根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调
序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略；调控策略执行模块，用于按照所述分配调控策略控制多个所述邻接调控区域内的所述分布式光伏向所述当前调控区域供电。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的一种分布式光伏的分层协同控制方法及系统，将多个区域的分布式光伏综合管理，当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，说明当前调控区域整体出现缺电状态，可以从其他调控区域调用盈余电量，形成分布式光伏群控群调的管理模式，协调可调控资源进行长时间尺度的大范围调度，提高电网的稳定运行。在触发调控程序时，为了避免远距离调用电能的损耗，优先选择邻接调控区域进行借调，分析多个邻接调控区域的借调难易度，可以选择响应积极性高、反应快以及容易被调用的邻接调控区域，然后综合每个邻接调控区域的盈余电量，将借电量分配给选中的邻接调控区域，生成分配调控策略，按照分配调控策略执行电量调用的控制，实现分布式光伏系统的实时监控、高效协调与有序管理，促进分布式光伏健康有序发展，保障电网安全稳定运行。
附图说明
16.图1示出了本发明实施例中一种分布式光伏的分层协同控制方法的流程示意图；图2示出了本发明实施例中一种分布式光伏的分层协同控制方法中生成分配调控策略的流程示意图；图3示出了本发明实施例中一种分布式光伏的分层协同控制系统的结构示意图。
具体实施方式
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
18.要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
19.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
20.图1示出了本发明实施例中一种分布式光伏的分层协同控制方法的流程示意图，所述分布式光伏的分层协同控制方法，包括：s1：根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量；具体地，将管控区域内的所有分布式光伏按照地理位置分布情况划分为多个调控区域，每个调控区域中均含有多个分布式光伏，即使分布式光伏的数量逐步增加，也可以根
据分布式光伏所处的调控区域，将分布式光伏有序的加入监控系统中，分区分层级的管理方式，便于对大量的分布式光伏进行有序管理。对每个调控区域内的每个分布式光伏的运行情况进行实时监控，还对调控区域内的负荷情况进行实时监控，判断每个调控区域的电量供应是否满足电量需求。
21.s2：当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，说明此时处于监控中的当前调控区域的发电量难以满足用户对电量的需求，需要从其他调控区域进行电能的调用，此时需要生成调控指令，触发后续的调用程序；另外，需要说明的是，当前调控区域的负荷总量是除去由电网供应电能的负荷之后剩下的负荷总量。
22.s3：根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度；具体地，邻接调控区域就是与当前调控区域相邻的调控区域，即处于当前调控区域周围一定范围内的调控区域均可视为邻接调控区域。调控指令触发调控程序，在调用电能之前需要明确调用区域和调用对象。由于不同调控区域中的分布式光伏的发电量和调控区域内的负荷量不同，因此不同调控区域的运行情况不一样，并且一旦出现需要调控的情况，均是较为紧急的情况，此时需要从高响应的调控区域中调用电量。除此之外为了避免远距离调用损失电能，在调用时优先选择距离当前调控区域较近的一些邻接调控区域，然后再根据每个邻接调控区域中的分布式光伏的历史运行数据和实时发电量综合评价邻接调控区域的借调难易度，为后续选择提供依据。
23.s4：将多个所述邻接调控区域的所述借调难易度从大到小排序，得到借调序列；具体地，将分析得到的借调难易度进行排序，同时与借调难易度对应的邻接调控区域也对应排序，能够得到借调序列，在选择时可以优先从该借调序列的首位开始选择邻接调控区域，然后依次向后选择邻接调控区域作为借调对象。
24.s5：根据所述历史运行数据和所述发电总量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量；具体地，如上所述，每个调控区域的运行情况和负载情况不同，因此每个调控区域的可调用的电量会有所区别，具体每个邻接调控区域能够调用多少电量需要根据邻接调控区域还剩余多少电量，即需要根据盈余电量的多少来进行分析，当盈余电量多的时候，可调用的电量就比较多，反之，可调用的电量就比较少，甚至不能从某一邻接调控区域调用电量。
25.s6：根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略；具体地，由于每个邻接调控区域的运行状况不同，借调序列的排序只是从历史运行数据中分析每个邻接调控区域的响应积极性，是对邻接调控区域的初步筛选，然而每个邻接调控区域还需要结合当前的情况具体分析其盈余电量，只有盈余电量较为富裕的邻接调控区域才能作为被调用的对象，将借电量分配给被选中的邻接调控区域，然后每个邻接调控区域从其内的分布式光伏中调用电量以满足调控需求。
26.s7：按照所述分配调控策略控制多个所述邻接调控区域内的所述分布式光伏向所述当前调控区域供电。
27.在本实施例中，将多个区域的分布式光伏综合管理，当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，说明当前调控区域整体出现缺电状态时，可以从其他调控区域调用盈余电量，形成分布式光伏群控群调的管理模式，协调可调控资源进行长时间尺度的大范围调度，提高电网的稳定运行。在触发调控程序时，为了避免远距离调用电能的损耗，优先选择邻接调控区域进行借调，分析多个邻接调控区域的借调难易度，可以选择响应积极性高、反应快以及容易被调用的邻接调控区域，然后综合每个邻接调控区域的盈余电量，将借电量分配给选中的邻接调控区域，生成分配调控策略，按照分配调控策略执行电量调用的控制，实现分布式光伏系统的实时监控、高效协调与有序管理，促进分布式光伏健康有序发展，保障电网安全稳定运行。
28.在本发明的一种实施例中，所述根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量之后，所述分布式光伏的分层协同控制方法还包括：当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量大于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，分析所述前调控区域内所述分布式光伏的所述实时发电量是否大于所述分布式光伏覆盖范围内的负荷量；具体地，某个调控区域整体不缺电的情况下，还需要进一步监控该调控区域内的每一个分布式光伏的运行情况，因为有可能该调控区域内供需不平衡，有些分布式光伏发电多，但是其覆盖的区域负载少，有些分布式光伏发电少，但是其覆盖的区域负载多，导致有些分布式光伏发电盈余，而有些分布式光伏仍然会出现缺电的情况。
29.当所述分布式光伏的所述实时发电量小于或等于所述分布式光伏覆盖范围内的所述负荷量时，调整所述分布式光伏的供电范围或向发电量盈余的所述分布式光伏进行调用。
30.具体地，在整个调控区域不缺电，但是单个分布式光伏缺电的情况下，不管是供电范围的调整还是电量的调用都仅发生在该调控区域内部，调控动作不向外部扩散，缩小和控制调动范围，有利于简化管理。对于缺电的分布式光伏，一方面可以缩小其供电范围，扩大那些发电盈余的分布式光伏的供电范围；另一方面可以保持供电范围不变，从发电盈余的分布式光伏处直接调用电能以供缺电的分布式光伏供电范围内的负载使用，减轻缺电的分布式光伏供的供电压力，缓解个别分布式光伏短暂缺电的状况。
31.在本发明的一种实施例中，每个所述分布式光伏的所述历史运行数据包括调用到位次数、调用到位时间和通讯畅通时长；其中，调用到位次数为历史调用该分布式光伏时，该分布式光伏能够被正常调用的次数；调用到位时间为从向该分布式光伏发送调用信号开始直到该分布式光伏开始为缺电区域供电为止所花费的时间；通讯畅通时长就是该分布式光伏的有线或无线通信没有出现中断故障、信号能够正常接收和发送的时间。
32.所述根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度包括：根据所述调用到位次数、所述调用到位时间和所述通讯畅通时长，分析调用到位率、平均到位时间以及通讯畅通时长占比；具体地，一个分布式光伏的调用到位率为调用到位次数除以该分布式光伏的调用
总次数，只要向该分布式光伏发送调用信号，就记为一次调用，因此调用总次数中包括调用到位次数和调用失败次数；平均到位时间就是所有调用到位时间相加除以调用到位次数；通讯畅通时长占比就是通讯畅通时长除以分布式光伏的工作时长。
33.将所述调用到位率、所述平均到位时间、所述通讯畅通时长占比以及所述实时发电量进行无量纲化，并结合每个参数对应的预设权值，得到每个所述分布式光伏的单个借调难易度；具体地，无量纲化的方法可以采用归一化或者标准化方法，对不同数量级的数据进行无量纲化，能够将多个数据的影响程度先维持在一个水平线上，然后再通过设置权值，凸显某一数据的重要性，以此达到合理且全面的评价一个分布式光伏的借调难易程度，在本实施例中，可以将平均到位时间和实时发电量的权值设置的较大，其余两个评价指标的权值相应的设置较小，这样能够最先调用那些响应快、发电多的分布式光伏。
34.根据所述邻接调控区域内每个所述分布式光伏的所述单个借调难易度，分析所述邻接调控区域内所有所述分布式光伏的单个借调难易度的平均值，将所述平均值作为所述邻接调控区域的所述借调难易度。
35.具体地，在计算邻接调控区域的借调难易度时，可以将邻接调控区域内所有所述分布式光伏的所述单个借调难易度求和，再除以分布式光伏的个数，得到平均值；还可以按照单个借调难易度的大小，从大到小对邻接调控区域内所有所述分布式光伏的单个借调难易度进行排序，然后从排序序列的首位开始选择多个单个借调难易度，计算选择的多个单个借调难易度的平均值。因为在调用邻接调控区域的电量的时候，最终执行单位还是每一个分布式光伏，因此会选择邻接调控区域中反应快发电多的分布式光伏，后一种计算方法更能够准确的筛选出含有较多反应快发电多的分布式光伏的邻接调控区域，前一种计算方法能够代表邻接调控区域的整体水平。
36.在本发明的一种实施例中，所述历史运行数据包括每个调控区域的历史负荷总量；所述根据所述历史运行数据和所述实时发电量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量包括：根据所述历史运行数据，提取历年相同时间点上所述当前调控区域的历史负荷总量和所述邻接调控区域的历史负荷总量；具体地，例如在2023年5月1日的时候，调控区域a缺电，需要调用与其相邻的邻接调控区域b和邻接调控区域c的电量；此时就需要调用去年相同时间点（即2022年5月1日），调控区域a内的历史负荷总量，以及邻接调控区域b内的历史负荷总量和邻接调控区域c内的历史负荷总量；或者提取前两年或者前三年相同时间点上的负荷总量，然后再求平均值，将求得的平均值作为历史负荷总量。
37.根据所述历史负荷总量和所述发电总量，分析下一时间点上所述当前调控区域的所述借电量和每个所述邻接调控区域的所述盈余电量。
38.具体地，短时间内一个分布式光伏的发电量会保持在相对稳定的状态，因此可以使用当前的发电量作为下一时间点的发电量，但是负载量的变化较为明显，受各方用户的影响，不可控性较大，因此下一时间点上的负荷量不能用当前的负荷量，可以采用历年的负荷量作为预测值。
39.具体地，所述根据所述历史负荷总量和所述发电总量，分析下一时间点上所述当前调控区域的所述借电量和每个所述邻接调控区域的所述盈余电量包括：将所述当前调控区域的所述历史负荷总量减去所述当前调控区域的所述发电总量，再乘以浮动系数得到所述借电量；具体地，由于判断出当前调控区域缺电，因此需要知道当前调控区域还需要多少电能，因此使用历史负荷总量减去该当前调控区域的发电总量，但是由于历史负荷总量与今年的负荷总量会有所区别，计算出的借电量可能不够准确，为了兼容计算误差，也是为了预防负荷总量持续增长的可能，可以在两者相减之后的基础上再乘以一个浮动系数（该浮动系数大于1），让计算结果增大。
40.将所述邻接调控区域的所述发电总量减去所述邻接调控区域的所述历史负荷总量，得到所述邻接调控区域的所述盈余电量。
41.具体地，计算出当前调控区域的借电量和邻接调控区域的盈余电量，据此可以进一步分析出调用策略。
42.图2示出了本发明实施例中一种分布式光伏的分层协同控制方法中生成分配调控策略的流程示意图，所述根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略包括：s61：根据每个所述邻接调控区域的盈余电量和实时发电量，分析每个所述邻接调控区域的盈余电量占比；盈余电量占比为盈余电量除以实时发电量。
43.s62：判断每个所述邻接调控区域的所述盈余电量占比是否大于每个所述邻接调控区域的预设的应急电量比例；具体地，每个调控区域在调控电量的过程中首先要保证自身的供电能力，为了保证每个调控区域自身抗风险的能力，在调用电量时不会将某一个调控区域的所有盈余电量全部调走，而是要保留一部分电量，以满足该调控区域未来可能增长的负荷量，所述应急电量比例为每个调控区域要留作己用的电量比例。
44.s63：当所述盈余电量占比大于所述应急电量比例，根据所述盈余电量占比和所述应急电量比例，分析每个所述邻接调控区域的可调电量；当所述盈余电量占比小于或等于所述应急电量比例，跳过当前的所述邻接调控区域。
45.具体地，只有当盈余电量占比大于应急电量比例时才对邻接调控区域中的电量进行调用。这里可调电量为盈余电量占比减去应急电量比例之后再乘以实时发电量得到的电量值。
46.s64：根据所述借电量和每个所述邻接调控区域的可调电量，按照所述借调序列的排序，依次从所述邻接调控区域中调用电量，将从所述邻接调控区域中调用的电量记为预调用电量；s65：当从所述邻接调控区域中调用电量时，所述借电量减去所述预调用电量，得到剩余借电量；s66：当所述剩余借电量小于或等于零时，停止从所述借调序列中的所述邻接调控区域中调用电量；s67：根据从所述邻接调控区域中调用的所预调用述电量生成外层分配调控策略，其中，所述分配调控策略包括所述外层分配策略和内层分配策略。
47.具体地，在进行调用策略规划时，一个邻接调控区域的规划预调用的电量不能超过其可调电量。可以从借调序列的起始端开始一个一个的将借电量分配给每个可以进行电量调用的邻接调控区域，直到将所有的借电量全部分配下去为止，此时只是将借电量分配给每一个邻接调控区域，形成外层分配策略，每个邻接调控区域再将分得的一部分借电量向下分配给发电量富裕的分布式光伏，形成内层分配策略。
48.由于一个邻接调控区域的可调电量来自该区域所有分布式光伏的供电富余，有些分布式光伏供电富余大，能提供较多的借调电量，有些分布式光伏虽然供电富余，但是只能提供较少的借调电量。在调用电量时，如果按照借调序列和每个邻接调控区域的可调电量来进行借电量的分配，可能会出现前面几个邻接调控区域承担了大部分的借电量，这些大部分的借电量会分配到前几个邻接调控区域的多个分布式光伏上，这些分布式光伏中有些分布式光伏可能只能提供少量的借调电量，就会出现虽然能够满足借调需求，但是需要调动较多的分布式光伏。为了在每个邻接调控区域内更好地调用每个分布式光伏的电量，我们需要对邻接调控区域内的分布式光伏进行分析，以便于在调用分布式光伏时，一方面避免集中在一个或几个邻接调控区域中调用较多的分布式光伏，防止被调用的邻接调控区域自身的抗风险能力大幅下降，另一方面也是为了尽可能调用富余电量较多的分布式光伏，从而减少调用的分布式光伏的数量，减少整个系统的变动。因此进行了如下的分析。
49.在本发明的一种实施例中，所述当所述盈余电量占比大于所述应急电量比例，根据所述盈余电量占比和所述应急电量比例，分析每个所述邻接调控区域的可调电量之后，所述分布式光伏的分层协同控制方法还包括：根据所述邻接调控区域内的每个所述分布式光伏的所述实时发电量和所述分布式光伏的所述负荷量，分析所述分布式光伏的盈余电量；根据所述盈余电量和所述实时发电量，分析所述分布式光伏的盈余电量占比；具体地，在分析每个分布式光伏时，不能只看盈余电量的大小，还要看盈余电量占比的大小，因为有些分布式光伏发电量大，但是负荷量也大，此时虽然盈余电量多，但是实际盈余电量占比不一定很高，此时为了保证该分布式光伏的抗风险能力，也不一定调用该分布式光伏产生的电能。
50.根据所述盈余电量占比和所述单个借调难易度，分析所述分布式光伏的调用性；具体地，由于在前述方案中已经对调控区域的借调难易度进行了一次筛选，被选中的邻接调控区域说明其借调难易度水平较高，此时再对这些区域内的分布式光伏进行分析时，可以将盈余电量占比的权重设为较大值，而将单个借调难易度的权值设为较小值，从而主要筛选出盈余电量占比较大的分布式光伏。对于每个分布式光伏调用性的计算，可以是盈余电量占比和单个借调难易度分别与其对应的权重相乘之后再求和。除此之外，在计算调用性之前，也可以先对所述盈余电量占比和所述单个借调难易度进行无量纲化的处理，以减小不同维度数据之间的大小差异。
51.根据所述调用性的大小，筛选出预设数量的所述分布式光伏，作为待调用对象；具体地，为了减少每个邻接调控区域过量调用，可以规定在每个邻接调控区域中调用的分布式光伏的数量。或者根据分布式光伏的调用性大小进行筛选，判断所述分布式光伏的调用性是否大于预设阈值，当分布式光伏的调用性大于预设阈值时，将该分布式光伏列为待调用对象；当分布式光伏的调用性小于或等于预设阈值时，不调用该分布式光伏。
52.在本发明的一种实施例中，所述根据所述借电量和每个所述邻接调控区域的可调电量，按照所述借调序列的排序，依次从所述邻接调控区域中预调用电量包括：分析所述邻接调控区域内所有所述待调用对象的所述盈余电量之和，判断所述邻接调控区域内所有所述待调用对象的所述盈余电量之和是否大于所述可调电量；若是，此时所述可调电量为所述预调用电量，分析每个所述待调用对象的所述盈余电量在所述盈余电量之和中的占比，记为分配比例，按照所述分配比例将所述可调电量分配给每个所述待调用对象，生成所述内层分配策略；具体地，例如可调电量为100，而待调用对象1到待调用对象4的盈余电量分别为20、40、30和20，盈余电量之和为110，大于可调电量，需要保证调用的电量不能超过可调电量，所以此时以可调电量为该邻接调控区域需要外借的电量，以此分配电量，为了合理分摊借调电量，可以按照分配比例进行分配，所以待调用对象1到待调用对象4分摊的预调用的电量分别为18.2、36.4、27.2和18.2，不至于将所有外借电量集中在某一个分布式光伏上。
53.若否，此时所述盈余电量之和为所述预调用电量，直接预调用每个所述待调用对象的所述盈余电量，生成所述内层分配策略。
54.在本实施例中，依据上述方法可以进一步地优化每个邻接调控区域内部的借电量分配情况，一方面能够将借电量分配给电量富余较多的分布式光伏，另一方面减少调控的分布式光伏的数量，避免大量调动分布式光伏，提高系统的稳定性，减少系统的调控运算。
55.图3示出了本发明实施例中一种分布式光伏的分层协同控制系统的结构示意图，所述分布式光伏的分层协同控制系统包括：区域监测模块100，用于根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量；还用于当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，生成调控指令；借调分析模块200，用于根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度；还用于将多个所述邻接调控区域的所述借调难易度从大到小排序，得到借调序列；电量分析模块300，用于根据所述历史运行数据和所述发电总量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量；调控策略生成模块400，用于根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略；调控策略执行模块500，用于按照所述分配调控策略控制多个所述邻接调控区域内的所述分布式光伏向所述当前调控区域供电。
56.在本实施例中，该系统将多个区域的分布式光伏进行综合管理，区域监测模块100监测到所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量，说明当前调控区域整体出现缺电状态，可以从其他调控区域调用盈余电量，形成分布式光伏群控群调的管理模式，协调可调控资源进行长时间尺度的大范围调度，提高电网的稳定运行。在触发调控程序时，借调分析模块200优先选择邻接调控区域进行借调，分析多个邻接调控区域的借调难易度，选择响应积极性高、反应快且容易被调用的邻接调控区域，然后电量分析模块300综合分析每个邻接调控区域的盈余电量，调控
策略生成模块400将借电量分配给选中的邻接调控区域，生成分配调控策略，调控策略执行模块500按照分配调控策略执行电量调用的控制，实现分布式光伏系统的实时监控、高效协调与有序管理，促进分布式光伏健康有序发展，保障电网安全稳定运行。
57.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，包括：根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量；当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，生成调控指令；根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度；将多个所述邻接调控区域的所述借调难易度从大到小排序，得到借调序列；根据所述历史运行数据和所述发电总量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量；根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略；按照所述分配调控策略控制多个所述邻接调控区域内的所述分布式光伏向所述当前调控区域供电。2.根据权利要求1所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，所述根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量之后，还包括：当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量大于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，分析所述前调控区域内所述分布式光伏的所述实时发电量是否大于所述分布式光伏覆盖范围内的负荷量；当所述分布式光伏的所述实时发电量小于或等于所述分布式光伏覆盖范围内的所述负荷量时，调整所述分布式光伏的供电范围。3.根据权利要求1所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，每个所述分布式光伏的所述历史运行数据包括调用到位次数、调用到位时间和通讯畅通时长；所述根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度包括：根据所述调用到位次数、所述调用到位时间和所述通讯畅通时长，分析调用到位率、平均到位时间以及通讯畅通时长占比；将所述调用到位率、所述平均到位时间、所述通讯畅通时长占比以及所述实时发电量进行无量纲化，并结合每个参数对应的预设权值，得到每个所述分布式光伏的单个借调难易度；根据所述邻接调控区域内每个所述分布式光伏的所述单个借调难易度，分析所述邻接调控区域内所有所述分布式光伏的单个借调难易度的平均值，将所述平均值作为所述邻接调控区域的所述借调难易度。4.根据权利要求1所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，所述历史运行数据包括每个调控区域的历史负荷总量；所述根据所述历史运行数据和所述实时发电量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量包括：根据所述历史运行数据，提取历年相同时间点上所述当前调控区域的历史负荷总量和
所述邻接调控区域的历史负荷总量；根据所述历史负荷总量和所述发电总量，分析下一时间点上所述当前调控区域的所述借电量和每个所述邻接调控区域的所述盈余电量。5.根据权利要求4所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，所述根据所述历史负荷总量和所述发电总量，分析下一时间点上所述当前调控区域的所述借电量和每个所述邻接调控区域的所述盈余电量包括：将所述当前调控区域的所述历史负荷总量减去所述当前调控区域的所述发电总量，再乘以浮动系数得到所述借电量；将所述邻接调控区域的所述发电总量减去所述邻接调控区域的所述历史负荷总量，得到所述邻接调控区域的所述盈余电量。6.根据权利要求3所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，所述根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略包括：根据每个所述邻接调控区域的盈余电量和实时发电量，分析每个所述邻接调控区域的盈余电量占比；判断每个所述邻接调控区域的所述盈余电量占比是否大于每个所述邻接调控区域的预设的应急电量比例；当所述盈余电量占比大于所述应急电量比例，根据所述盈余电量占比和所述应急电量比例，分析每个所述邻接调控区域的可调电量；根据所述借电量和每个所述邻接调控区域的可调电量，按照所述借调序列的排序，依次从所述邻接调控区域中调用电量，将从所述邻接调控区域中调用的电量记为预调用电量；当从所述邻接调控区域中调用电量时，所述借电量减去所述预调用电量，得到剩余借电量；当所述剩余借电量小于或等于零时，停止从所述借调序列中的所述邻接调控区域中调用电量；根据从所述邻接调控区域中调用的所述预调用电量生成外层分配调控策略，其中，所述分配调控策略包括所述外层分配策略和内层分配策略。7.根据权利要求6所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，所述判断每个所述邻接调控区域的所述盈余电量占比是否大于每个所述邻接调控区域的预设的应急电量比例之后，还包括：当所述盈余电量占比小于或等于所述应急电量比例，跳过当前的所述邻接调控区域。8.根据权利要求6所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，所述当所述盈余电量占比大于所述应急电量比例，根据所述盈余电量占比和所述应急电量比例，分析每个所述邻接调控区域的可调电量之后，还包括：根据所述邻接调控区域内的每个所述分布式光伏的所述实时发电量和所述分布式光伏的所述负荷量，分析所述分布式光伏的盈余电量；根据所述盈余电量和所述实时发电量，分析所述分布式光伏的盈余电量占比；根据所述盈余电量占比和所述单个借调难易度，分析所述分布式光伏的调用性；
根据所述调用性的大小，筛选出预设数量的所述分布式光伏，作为待调用对象。9.根据权利要求8所述的分布式光伏的分层协同控制方法，其特征在于，所述根据所述借电量和每个所述邻接调控区域的可调电量，按照所述借调序列的排序，依次从所述邻接调控区域中预调用电量包括：分析所述邻接调控区域内所有所述待调用对象的所述盈余电量之和，判断所述邻接调控区域内所有所述待调用对象的所述盈余电量之和是否大于所述可调电量；若是，此时所述可调电量为所述预调用电量，分析每个所述待调用对象的所述盈余电量在所述盈余电量之和中的占比，记为分配比例，按照所述分配比例将所述可调电量分配给每个所述待调用对象，生成所述内层分配策略；若否，此时所述盈余电量之和为所述预调用电量，直接预调用每个所述待调用对象的所述盈余电量，生成所述内层分配策略。10.一种分布式光伏的分层协同控制系统，其特征在于，包括：区域监测模块，用于根据当前调控区域内的每个分布式光伏的实时发电量，分析所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的发电总量是否大于所述当前调控区域内的负荷总量；还用于当所述当前调控区域内所有所述分布式光伏的所述发电总量小于或等于所述当前调控区域内的所述负荷总量时，生成调控指令；借调分析模块，用于根据所述调控指令、所述分布式光伏的历史运行数据和所述实时发电量，分析与所述当前调控区域相邻的多个邻接调控区域的借调难易度；还用于将多个所述邻接调控区域的所述借调难易度从大到小排序，得到借调序列；电量分析模块，用于根据所述历史运行数据和所述发电总量，分析所述当前调控区域的借电量以及每个所述邻接调控区域的盈余电量；调控策略生成模块，用于根据每个所述邻接调控区域的盈余电量，按照所述借调序列的排序，将所述借电量依次分配给多个所述邻接调控区域，得到分配调控策略；调控策略执行模块，用于按照所述分配调控策略控制多个所述邻接调控区域内的所述分布式光伏向所述当前调控区域供电。

技术总结
本发明提供了一种分布式光伏的分层协同控制方法及系统，涉及电力系统技术领域，所述方法包括：分析当前调控区域内所有分布式光伏的发电总量是否大于当前调控区域内的负荷总量；若否，则生成调控指令；在触发调控程序时，优先选择邻接调控区域进行借调，分析多个邻接调控区域的借调难易度，选择响应积极性高、反应快以及容易被调用的邻接调控区域，综合每个邻接调控区域的盈余电量，将借电量分配给选中的邻接调控区域，生成分配调控策略，按照分配调控策略执行电量调用的控制，实现分布式光伏系统的实时监控、高效协调与有序管理，形成分布式光伏群控群调的管理模式，协调可调控资源进行长时间尺度的大范围调度，提高电网的稳定运行。运行。运行。


技术研发人员：张霁明 张一川 章杜锡 吴明 张江丰 胥晶 史赵侃 孙已祺 夏晟 林雯瑜
受保护的技术使用者：宁波市永能电力产业投资有限公司 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/9/20