面向现货交易的电力实时采集系统研究

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电力公司围绕新型电力系统数字化转型建设工作提出了促进新能源并网消纳、增强配网、调度和运维自动化建设和电力市场改革等措施,随之产生的精准负控、实时现货交易和广域实时监控等业务需要高精度和高时效的数据。电能计量系统(Tele Meter Reading,TMR)作为用户和电网之间信息双向交互、数据共享的基础。现有的TMR系统具备省级几百万只电表的大规模集中采集能力,实现了日冻结和月冻结数据,然而其数据精准性、时效性达不到精准负控、有序用电的要求。同时,大规模的系统重建和设备更换成本过高,因此本文在原有系统结构上采用最小代价逐步推进满足现货交易市场需求的TMR系统改进。(1)在现有计量表计和通信网络架构下,实现最基本的时效数据实时采集,从源端业务数据重构、业务流分类调度服务和数据的时间一致性方面进行改进。在主站侧建立代理服务器,实现在采集终端和主站之间直采的“服务隧道”。在应用层根据电表数据业务的特性,针对重要事件、需量等业务数据扩展了时效性和可靠性分类处理方法。在承载层采用流分类调度技术保障数据的时效性。利用通信时钟来校正电能表计量数据时标,提高数据时间准确性。新的智能终端和IEC 62056面向对象的数据采集协议的逐步推广,以及5G新一代通信技术的发展,需要设计新的虚拟化、服务化的TMR系统。(2)结合服务化的思想,对不同服务功能基于统一能源计量规范(Companion Specification for Energy Metering,COSEM)建模为逻辑设备,采用设备语言报文规范(Device Language Message Specification,DLMS)的服务原语实现不同业务之间的信息交互。针对新型电力系统的虚拟化结构和云化设备,采用服务功能编排技术来灵活编排和部署虚拟网络功能,提出资源感知的服务链部署算法。(3)通过现场实验验证了采集系统具备秒级数据采集的能力。针对数据时间准确性,结合分时电价对比了时间校正后以及不同的时间偏差级别的现货交易市场结算误差,时间校正处理后的平均绝对误差最小。高频度高质量的用电需量数据结合分时电价机制,可指导用户动态调整用电行为,实现错峰用电达到供需平衡。最后通过仿真实验验证了服务链部署算法的性能。
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