摘要：虛擬電廠儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能調(diào)度尤為關(guān)鍵，因此提出了一種基于深度Q網(wǎng)絡(luò)（deepQnetwork，DQN）的虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)挖掘方法，結(jié)合光伏發(fā)電功率、負(fù)荷功率和電力市場(chǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)電價(jià)，進(jìn)行虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)挖掘仿真研究。仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在光伏發(fā)電功率大于負(fù)荷功率時(shí)，虛擬電廠儲(chǔ)能系統(tǒng)可以根據(jù)電價(jià)情況進(jìn)行充放電操作，能調(diào)度收益，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)虛擬電廠儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能化管理。該方法有效提升了虛擬電廠儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能化水平和能源調(diào)度效率，為未來(lái)虛擬電廠智能化運(yùn)行提供了新的方法。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)挖掘；虛擬電廠；儲(chǔ)能

1.儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)

1.1虛擬電廠儲(chǔ)能

虛擬電廠是一個(gè)創(chuàng)新性的能源管理系統(tǒng)，其通過(guò)整合多樣的分布式能源資源和電力設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能化協(xié)調(diào)。在虛擬電廠中，通過(guò)統(tǒng)一調(diào)度太陽(yáng)能光伏電池、風(fēng)力渦輪機(jī)、小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組等分散的能源資源，實(shí)現(xiàn)了多能源的整合。智能化控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電力需求、能源生產(chǎn)狀況以及市場(chǎng)價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源資源的智能調(diào)度、提高系統(tǒng)的工作效率和降低成本。虛擬電廠的靈活能源調(diào)度能夠使其適應(yīng)不同地區(qū)和能源的可用性，而且通過(guò)參與電力市場(chǎng)，其還能提供調(diào)頻、備用能量等服務(wù)。更為重要的是，虛擬電廠通過(guò)整合儲(chǔ)能技術(shù)，解決了可再生能源波動(dòng)性的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在高產(chǎn)能時(shí)儲(chǔ)存過(guò)剩能量，在需求高峰期釋放儲(chǔ)存的能量，從而提高可再生能源的可靠性。

儲(chǔ)能技術(shù)用于將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，并在需要時(shí)將其重新轉(zhuǎn)換為電能，旨在增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與適應(yīng)性。常見(jiàn)的儲(chǔ)能方法包括利用電池進(jìn)行能量存儲(chǔ)、壓縮空氣儲(chǔ)能、水泵儲(chǔ)能、電容器和熱能儲(chǔ)能。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)被廣泛用于移動(dòng)設(shè)備和電動(dòng)汽車，而壓縮空氣、水泵和熱能儲(chǔ)能技術(shù)則在大規(guī)模電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，這些技術(shù)的使用有助于平衡供需，提高電力系統(tǒng)的可靠性。

1.2數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等方法，從大規(guī)模數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)模式、關(guān)聯(lián)和趨勢(shì)的計(jì)算過(guò)程。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)包括多種方法，如聚類分析、分類技術(shù)、關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)、異常識(shí)別等，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，可以幫助組織和企業(yè)從大量數(shù)據(jù)中挖掘出有用的信息，進(jìn)行預(yù)測(cè)性分析、決策支持以及優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)和更好的業(yè)務(wù)決策。

數(shù)據(jù)挖掘流程通常涵蓋數(shù)據(jù)預(yù)處理、選擇特征、模型構(gòu)建和評(píng)估等環(huán)節(jié)，通過(guò)這些環(huán)節(jié)可以從初始數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息，并將其轉(zhuǎn)化為可理解的知識(shí)，為決策提供支持。隨著數(shù)據(jù)量的不斷增長(zhǎng)和算法的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景也變得越來(lái)越廣闊。

虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)挖掘是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)虛擬電廠中儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與深入挖掘，以發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行模式、優(yōu)化策略和潛在問(wèn)題。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、模式識(shí)別和建模分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電行為、效率、壽命等方面的深入理解，并提供決策支持和優(yōu)化建議，進(jìn)而增進(jìn)虛擬電廠的操作效率、經(jīng)濟(jì)效益及可靠性。

2.安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

2.1概述

Acrel-2000MG儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理，支持多種控制策略選擇，包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)下級(jí)各儲(chǔ)能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，還可以實(shí)現(xiàn)與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)和云平臺(tái)的數(shù)據(jù)通訊與交互，既能接受上級(jí)調(diào)度指令，又可以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.2應(yīng)用場(chǎng)景

適用于工商業(yè)儲(chǔ)能電站、新能源配儲(chǔ)電站。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.4系統(tǒng)功能

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)管

對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，包含市電、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及用電負(fù)荷，同時(shí)也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

（2）智能監(jiān)控

對(duì)系統(tǒng)環(huán)境、光伏組件、光伏逆變器、風(fēng)電控制逆變一體機(jī)、儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能變流器、用電設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

（3）功率預(yù)測(cè)

對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。

（4）電能質(zhì)量

實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示，并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（5）可視化運(yùn)行

實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)無(wú)人值守，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理;對(duì)重要負(fù)荷與設(shè)備進(jìn)行不間斷監(jiān)控。

（6）優(yōu)化控制

通過(guò)分析歷史用電數(shù)據(jù)、天氣條件對(duì)負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，并結(jié)合分布式電源出力與儲(chǔ)能狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度，以降低尖峰或者高峰時(shí)刻的用電量，降低企業(yè)綜合用電成本。

（7）收益分析

用戶可以查看光伏、儲(chǔ)能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù)，同時(shí)可以切換年報(bào)查看每個(gè)月的電量和收益。

（8）能源分析

通過(guò)分析光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)化效率，用于評(píng)估設(shè)備性能與狀態(tài)。

（9）策略配置

微電網(wǎng)配置主要對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運(yùn)行策略及統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行設(shè)置。其中策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、逆功率控制等。

3.硬件及其配套產(chǎn)品

4.結(jié)論

在當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的背景下，儲(chǔ)能技術(shù)作為一種重要的能源存儲(chǔ)手段，受到了廣泛關(guān)注。本文采用DQN算法，結(jié)合光伏發(fā)電功率、負(fù)荷功率和電力市場(chǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)電價(jià)等因素，進(jìn)行了虛擬電廠儲(chǔ)能策略挖掘仿真研究。結(jié)果顯示，在光伏發(fā)電功率大于負(fù)荷功率時(shí)，儲(chǔ)能根據(jù)電價(jià)情況進(jìn)行充放電操作，以調(diào)度收益，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)虛擬電廠儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能化管理。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探討不同約束條件下的儲(chǔ)能調(diào)度策略，并考慮更多的環(huán)境因素和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

審核編輯 黃宇