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软件定义电网可以方便为虚拟电厂提供技术支撑,主要体现在以下几个方面:
1)软件定义电网可以支持虚拟发厂的各种控制结构
虚拟电厂的运行控制结构可以分为集中控制、层次控制和完全分布控制三类,而灵活多样的控制结构极大地增强了虚拟电厂的功能。软件定义电网作为一种技术平台,可以很好地支持虚拟电厂的各种控制结构。
2)软件定义电网可以支持分布式能源的动态消纳
使用软件定义电网可以很好地支持分布式能源的动态消纳。一个典型地能够动态进行分布式再生能源消纳的软件定义电网如图3所示。在软件定义电网平台上考虑分布式能源接入,通过智能电子设备、可控的逆变器以及软件定义电网上的分布式能源接入应用,动态地调整逆变器的输出功率和配电网的拓扑结构,实现用户负荷与能源之间的平衡关系,提高电网可靠性和电能质量。
使用软件定义电网进行分布式能源的动态消纳,具有如下的优势:
1)在设备运行层,把发电设备、用电设备、储能系统统一起来,通过统一规范的接口控制这些设备。
2)在运行控制层,充分利用天气数据和用户历史负荷数据,可以比较准确地预测用户日负荷数据;同时,结合煤电、水电的发电曲线,以及风电、太阳能的预测曲线,可以形成实际的发电储能调度策略。控制器把调度的结果通知到发电、储能设备,发电设备和储能设备按照指令进行相应的发电、储能操作。
3)在应用定义层,可以设置动态消纳的模型、参数,并评估动态消纳的效果。
图3利用软件定义电网进行分布式能源的消纳
4结语
在本文中,我们讨论了软件定义电网的概念、目标、架构以及应用。通过把电网分解为三个层次和两个接口,即物理设备层、运行控制层、应用定义层,以及南桥接口和北桥接口,我们把复杂的电力网络分解为结构简单、功能明确、接口清晰的框架模型。应用软件定义电网模型可以很好地解决配电网、虚拟电厂等电网中难以解决的问题。
主要作者及团队介绍
曹袖,硕士,复旦大学计算机科学技术学院,高级工程师,研究方向:分布式处理、智能电网、计算机网络等。
作者长期从事分布式处理、智能电网、计算机网络等方向的科研、应用工程和教学工作。20多年从事电力自动化、电网监控和智能电网等系统研发和相关产品研制,负责或参与完成的研究项目及应用工程共80余项;获发明专利10余项;获部级科技进步二等奖2项、三等奖2项,教学成果奖4项。发表核心及以上刊物论文20余篇。编写专著4本。
作者所属复旦大学网络与信息安全研究所,其前身计算机网络实验室创建于1977年,是中国高校中建立最早、规模最大的计算机网络与安全实验室之一。于1991年发展为复旦大学网络与信息工程中心。2008年复旦大学计算机科学技术学院成立后,设立网络与信息安全研究所。研究所在学术上提倡“早准深广巧”和软硬件结合,创造了十几项中国第一。包括第一台分组交换机、第一个基于网络的电力调度SCADA、第一个电力分组交换专网、第一个国际认可的一致性测试实验室等,同时为促进当年我国开放互联网、电力信息化以及国家职能机关实行互联网安全管理等做出了重大的贡献。
作者领衔的研究所是一个长期研发电网控制和电力信息化的团队,团队成员包括多名有海外、行业背景和博士学位的高级研究人员。多年来,在国家863计划、科技支撑计划、国家自然科学基金、省部委基金以及国家电网、华东电网、上海市电力公司等科技项目支持下,在科学研究和应用开发等方面取得了丰硕科研成果。团队获得各类科技奖20余项,发表论文100多篇,主编或编写著作10余本,申请发明专利20余项。主办和协办10多次国际学术会议,常年与国外高校和研究机构联合培养博士生和共同研究前沿课题。近年来,电网研究团队注重与国内外顶级研究机构、高校及企业合作,已共同承担了多项智能电网、电力大数据、能源互联网等前沿方向研究课题,并已实现多项科研成果产业化。
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