多能互補關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用

目

錄關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用探討1

多能互補321多能互補近年來太陽能、風(fēng)能等新能源迅速發(fā)展，但新能源所固有的間歇性、隨機性和波動性等特性，

不僅影響電能質(zhì)量，也不利于電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定，因此新能源接入對電網(wǎng)的安全運行提出了更高要求，需要電網(wǎng)內(nèi)配置響應(yīng)快、可調(diào)節(jié)的電源作為補償調(diào)節(jié)電源。通過調(diào)節(jié)電源與新能源的互補聯(lián)合運行，提升電網(wǎng)安全運行能力；此外，我國部分地區(qū)棄風(fēng)、棄光、棄水問題依然突出，也需要配置具備一

定電能存儲能力的調(diào)節(jié)電源。應(yīng)用背景多能互補互補方式多能互補1、區(qū)域多能互補利用區(qū)域內(nèi)的傳統(tǒng)電源如水電、火電，或者具備能量存儲功能的抽水蓄能、儲能電池等作為調(diào)節(jié)電源，并與區(qū)域內(nèi)的可再生能源如太陽能、風(fēng)能等進行聯(lián)合優(yōu)化運行，實現(xiàn)新能源出力平滑、削峰填谷等作用，維持區(qū)域電網(wǎng)頻率和電壓的穩(wěn)定。2、廣域多能互補利用不同區(qū)域（跨區(qū)或跨?。┠茉吹幕パa特性，如不同區(qū)域的風(fēng)場與風(fēng)場、風(fēng)場與光伏站之間的互補性；或者不同區(qū)域的傳統(tǒng)能源與新能源的互補特性，如西北的風(fēng)能太陽能與西南的水電可形成一定的電量互補。3、微網(wǎng)多能互補在微網(wǎng)中配置一定的光伏或儲能電池等，實現(xiàn)新能源的消納和峰谷套利，降低微網(wǎng)的用電成本，同時實現(xiàn)微網(wǎng)在離網(wǎng)運行時的電壓和頻率穩(wěn)定。典型調(diào)節(jié)電源分析多能互補1、水電具備日調(diào)節(jié)及以上能力的水電站可以充分利用水庫的容量效益進行蓄水調(diào)節(jié)，與風(fēng)電或光伏發(fā)電形成聯(lián)合運行；水電機組調(diào)節(jié)速度較快，可實現(xiàn)較長時間尺度（分鐘級）的風(fēng)光出力補償，平滑風(fēng)光出力的波動。2、抽水蓄能抽水蓄能機組具備優(yōu)良的快速調(diào)節(jié)能力，不僅可以實現(xiàn)對風(fēng)光出力波動的快速平抑，還可有效減少棄風(fēng)、棄光電量，提高電網(wǎng)對新能源的接納能力；此外，可變速機組較常規(guī)定速抽水蓄能機組具有一定的秒級（幾十毫秒）負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，在平抑風(fēng)光出力瞬時突變方面更具優(yōu)勢。3、儲能電池儲能電池在調(diào)節(jié)電源中響應(yīng)速度最快（毫秒級），功率可以雙向迅速切換，是平抑風(fēng)光出力波動的最佳調(diào)節(jié)電源；但是儲能電池壽命和容量相對有限，存在環(huán)境和安全問題。2關(guān)鍵技術(shù)虛擬化關(guān)鍵技術(shù)虛擬化前虛擬化后軟件必須與硬件相結(jié)合每臺機器上只有單一的操作系統(tǒng)鏡像每個操作系統(tǒng)只有一個應(yīng)用程序負(fù)載每臺機器上有多個負(fù)載軟件相對于硬件獨立通過虛擬化技術(shù)可將底層的軟硬件包括服務(wù)器、儲存、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等建立起一個共享的運行環(huán)境虛擬化關(guān)鍵技術(shù)在服務(wù)器層面實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合虛擬服務(wù)器集群單臺物理服務(wù)器應(yīng)用軟件Windows/linux…應(yīng)用軟件Windows/linux…硬件方面虛擬化技術(shù)提升了X86服務(wù)器的可靠性、可用性，從基礎(chǔ)架構(gòu)層面獲得了原先單機系統(tǒng)無法想象的功能，降低了故障率、減少了系統(tǒng)宕機的時間，大大提高了業(yè)務(wù)的連續(xù)性。虛擬化技術(shù)讓每臺設(shè)備都能托管多種操作系統(tǒng)，減少了服務(wù)器的配置數(shù)量，降低了用戶的建設(shè)成本。軟件方面虛擬化技術(shù)將應(yīng)用計算從用戶設(shè)備中分離出來，并在數(shù)據(jù)中心對應(yīng)用及相關(guān)數(shù)據(jù)進行整合，通過集中化技術(shù)改善了管理和系統(tǒng)安全性。關(guān)鍵技術(shù)

分布式實時數(shù)據(jù)庫新能源海量實時數(shù)據(jù)應(yīng)用中存在以下難題：服務(wù)器處理能力降低存儲需求不斷提高網(wǎng)絡(luò)延時增長實時控制性能降低實時數(shù)據(jù)處理應(yīng)用C/S,B/S混合分

布式架構(gòu)，通過實時內(nèi)存庫的分布式部

署，有效解決了上述應(yīng)用中存在的難題。時序數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)存儲引入數(shù)據(jù)吞吐性量更大、壓縮比更高的時序性數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)

據(jù)鏡像將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀II區(qū)關(guān)系性數(shù)據(jù)

庫，將數(shù)據(jù)高級分析等功能部署與III區(qū)，采用WEB瀏覽方式，提高服務(wù)效率。針對操作員工作站、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器等人機交互和數(shù)據(jù)處理的服務(wù)器，采用輕量化計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置，僅保留核心的數(shù)據(jù)記錄、展示、報警、操作等功能，將數(shù)據(jù)分析，報表查詢

等功能剝離到專用的報表服務(wù)器或者

數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中，提高人機接口的

反應(yīng)速度。比較項目關(guān)系數(shù)據(jù)庫時序數(shù)據(jù)庫說明表結(jié)構(gòu)完整簡化時序數(shù)據(jù)庫不能處理復(fù)雜的表關(guān)系，但在特定行業(yè)的應(yīng)用中，比如工控監(jiān)控軟件中，不需要復(fù)雜的表關(guān)系每秒讀寫速度3000500000內(nèi)存實時數(shù)據(jù)庫比關(guān)系數(shù)據(jù)庫快10倍左右歷史數(shù)據(jù)壓縮無有時序數(shù)據(jù)庫比關(guān)系數(shù)據(jù)庫的壓縮率能達到20~40倍4G空間能存貯30萬個測點的每秒變化一次的歷史數(shù)據(jù)（不帶索引）5小時存儲量8.5天存儲量在4G內(nèi)存的情況下，在單服務(wù)器處理30萬點的情況下，關(guān)系數(shù)據(jù)庫只能存貯5小時以內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，在帶索引時，只能保存3小時以內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。128G空間能存貯30萬個測點的每秒變化一次的歷史數(shù)據(jù)（不帶索引）7天存儲量269天存儲量關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)安全關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全主機安全ABCD各大區(qū)進行網(wǎng)絡(luò)隔離，在網(wǎng)絡(luò)邊界使用訪問

控制及入侵檢測功能，并對惡意代碼進行檢

測和清除，阻斷非授權(quán)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的行為，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行加固，并對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)

流量、用戶行為等進行安全審計。應(yīng)用安全加強系統(tǒng)軟件的身份鑒別功能，對用戶權(quán)限進行限制，實現(xiàn)通訊的完整性，保密性并提供抗抵賴功能，并對軟件及用戶的各行為進行日志記錄及安全審計功能。數(shù)據(jù)安全保證數(shù)據(jù)存儲的完整性并在受到破壞時進行修復(fù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密傳輸及存儲。提供數(shù)據(jù)的本地及異地備份及恢復(fù)功能。主從熱備冗余，配置雙環(huán)網(wǎng)，任何一臺主機故障均可無縫切換至另一臺主機，確?？刂萍斑\行的安全性和連續(xù)性。安全分區(qū)關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心正向同步

正向同步反向同步反向同步數(shù)據(jù)中心之間雙向自動同步故障時本地數(shù)據(jù)緩存?zhèn)鬏敿惺?分布式部署方式通信鏈路/進程狀態(tài)監(jiān)視商業(yè)數(shù)據(jù)庫接口一致性封裝多主題通過采用電力系統(tǒng)專用的安全隔離和加密設(shè)備，從數(shù)據(jù)采集到應(yīng)用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)加密和安全隔離，從而保證數(shù)據(jù)的安全可靠。數(shù)據(jù)發(fā)布區(qū)

數(shù)據(jù)存儲處理區(qū)

數(shù)據(jù)采集區(qū)3應(yīng)用探討系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)廠站層控制層調(diào)度層硬件配置多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)軟件功能功率MIN水位MIN≤PCS功率≤功率MAX≤Z水位≤水位MAXPV功率+PCS功率≤主變額定容量多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)功率平衡水量平衡約束條件SOCMAX

≤

SOC

≤

SOCMIN實時控制多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)運行分析多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)應(yīng)用案例多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)張北風(fēng)電裝機容量：1315MW張北光伏裝機容量：1550MW康保風(fēng)電裝機容量：850MW康保光伏裝機容量：430MW豐寧抽蓄裝機容量：1800MW（6X300MW）在豐寧抽蓄電站設(shè)廣域發(fā)電控制主站，控制主站實時

獲取北京、康保、張北和豐寧換流站的實時潮流數(shù)據(jù)，并

接收來自D5000調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)電計劃、聯(lián)絡(luò)線計劃等信息，根據(jù)風(fēng)場（光伏）的功率預(yù)測信息和豐寧抽蓄的機組出力、機組運行工況、運行限制條件等信息，同時進行優(yōu)化分析

處理，計算出豐寧抽蓄的有功調(diào)整指令，實現(xiàn)對豐寧機組

的有功功率調(diào)節(jié)，維持北京受端對外聯(lián)絡(luò)線交換功率的恒

定。張北柔性直流輸電工程廣域聯(lián)合發(fā)電控制應(yīng)用案例多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)龍羊峽850MW水光互補光伏裝機容量：850MW水電裝機容量：1280MW全部投產(chǎn)時間：2015年在保證全廠出力滿足調(diào)度要求的前提下，通過調(diào)節(jié)龍羊峽電站可控水電機組，以水電機組的反向快速調(diào)節(jié)來彌補光伏出力的變化，，實現(xiàn)“削峰填谷”和“出力平

滑”，提高光伏電站并網(wǎng)電力質(zhì)量。應(yīng)用案例多能協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)上海用戶側(cè)微網(wǎng)儲能項目儲能系統(tǒng)容量：485kWh全部投產(chǎn)時間：2017年系統(tǒng)采用負(fù)荷跟蹤方式運行，兩充兩放，零上網(wǎng)，實現(xiàn)峰谷套利，并降低園區(qū)電能使用成本。注意事項調(diào)節(jié)功率匹配問題儲能PCS變流器調(diào)節(jié)速率可達到毫秒級，光伏逆變器調(diào)節(jié)速率為秒級，水電機組調(diào)節(jié)速率為分鐘級，不同類型發(fā)電單元間功率的補償存