本發明涉及社區級分布式能源協同調度控制技術，特別是涉及一種社區尺度光儲充一體化系統的設計與協同調度控制方法。
背景技術：
1、近年來分布式光伏在用戶側持續增長，管理部門也通過政策文件對項目的備案、并網、運行管理以及上網模式作出明確安排，實踐中常見的運行方式包括自發自用余電上網等，這為用戶側光伏就地消納與靈活參與電網運行提供了制度依據。同期，電動汽車充電基礎設施快速鋪開，相關中文研究指出，電動汽車充電負荷因電池儲能與充電行為的影響，呈現出區別于常規負荷的時段聚集與隨機波動特征，并在配電網應用與運行分析中需要被單獨建模與評估。
2、在此背景下，行業與學術界逐步從單一電源或單一負荷的局部優化，轉向面向區域或臺區的源網荷一體化協同優化思路，通過統一的數據獲取、預測分析與調控策略，提升可再生能源消納水平與系統調節能力；相關綜述研究也將源網荷協同優化與智能化推斷作為新型電力系統的重要發展方向，用以支撐可再生能源出力預測、負荷側變化刻畫以及調度決策的聯動。同時，分布式光伏政策解讀文件也強調在具備條件的地區，引導項目在更高比例自用與關鍵時段余電上網之間實現更合理的運行選擇，從而更好兼顧用戶側經濟性與系統側運行需求。
3、不過，既有方案在面向社區等用戶側場景應用時仍存在共性不足：分布式光伏出力受氣象與時段影響明顯，不確定性使得固定控制策略難以在不同工況下兼顧消納效率與供電穩定；電動汽車充電負荷的聚集性與隨機性又可能抬升局部峰值負荷并加重配電側運行壓力，相關中文研究也從配電設備承載與壽命影響等角度給出了負荷沖擊的分析。因此，在用戶側同時配置光伏、儲能與充電設施的情況下，仍需要更有針對性的協同調度控制方法，使預測信息與調度指令形成一致的閉環，進而在不同運行場景下實現更高的就地消納比例、更低的峰值依賴以及更好的供電保障能力。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種社區尺度光儲充一體化系統的設計與協同調度控制方法，通過預測驅動的協同調度控制方法，實現了社區尺度光伏發電、儲能單元、充電負荷與公共電網之間的有序協同與靈活切換，在多種運行場景下提升了能源利用效率與供能穩定性。
2、為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
3、一種社區尺度光儲充一體化系統的設計與協同調度控制方法，應用于社區尺度光儲充一體化系統，所述社區尺度光儲充一體化系統包括分布式光伏單元、儲能單元、充電單元、智能控制單元與電網交互單元，所述電網交互單元用于所述社區尺度光儲充一體化系統與公共電網的能量交互，且所述社區尺度光儲充一體化系統包括可獨立運行且不與外部聯網的光儲充一體化小站，所述協同調度控制方法包括：
4、所述智能控制單元通過云數據平臺獲取光伏出力數據、充電負荷數據與分時電價政策數據，形成預測輸入數據集；
5、對所述預測輸入數據集執行光伏出力預測與充電負荷預測，得到預測結果集；
6、根據所述預測結果集和所述分時電價政策數據確定儲能充放電策略與能源流向策略；
7、根據所述儲能充放電策略與所述能源流向策略生成調度指令集，并將所述調度指令集下發至儲能變流器、充電控制模塊與電網交互單元；
8、依據所述調度指令集執行場景化協同供能控制；所述場景化協同供能控制包括：
9、在白天將光伏發電優先供社區負載與充電樁用電，將所述光伏發電在滿足所述社區負載與所述充電樁用電后的剩余電能作為余電并用于對所述儲能單元充電，且在所述儲能單元滿電時通過所述電網交互單元將所述余電并網售電；
10、在充電負荷高峰將光伏發電與所述儲能單元協同供電，并在所述光伏發電與所述儲能單元的可供電量不足以滿足所述社區負載與所述充電負荷時，通過所述電網交互單元從公共電網補能；
11、在電網峰谷時段執行谷時取電儲能與峰時放電調峰，在光伏出力驟降時由所述儲能單元快速出力補能以平抑供能波動；在所述電網交互單元檢測到公共電網故障時切換離網模式，并由光伏發電與所述儲能單元對關鍵負載供電。
12、優選地，在所述光儲充一體化小站處保持不與外部聯網的運行狀態；在所述不與外部聯網的運行狀態下，由所述智能控制單元在所述光儲充一體化小站處執行所述光伏出力預測、所述充電負荷預測、所述儲能充放電策略確定、所述能源流向策略確定以及所述調度指令集生成；在所述不與外部聯網的運行狀態下，由所述智能控制單元將所述調度指令集下發至所述儲能變流器與所述充電控制模塊，以在所述光儲充一體化小站處執行所述場景化協同供能控制。
13、優選地，對所述預測輸入數據集執行光伏出力預測與充電負荷預測，得到預測結果集，包括：
14、基于所述預測輸入數據集執行光伏出力預測，得到光伏出力預測結果；
15、基于所述預測輸入數據集執行充電負荷預測，得到充電負荷預測結果；
16、將所述光伏出力預測結果與所述充電負荷預測結果匯集形成所述預測結果集。
17、優選地，根據所述預測結果集和所述分時電價政策數據確定儲能充放電策略與能源流向策略，包括：
18、基于所述預測結果集確定與所述社區負載及所述充電負荷對應的供能需求；
19、結合所述分時電價政策數據確定電網峰谷時段，并根據所述電網峰谷時段形成谷時取電儲能與峰時放電調峰的所述儲能充放電策略；
20、基于所述供能需求形成在白天將光伏發電優先供社區負載與充電樁用電、將余電用于對所述儲能單元充電并在所述儲能單元滿電時將所述余電并網售電的所述能源流向策略；
21、基于所述供能需求形成在充電負荷高峰將光伏發電與所述儲能單元協同供電并在可供電量不足時從公共電網補能的所述能源流向策略。
22、優選地，根據所述儲能充放電策略與所述能源流向策略生成調度指令集，并將所述調度指令集下發至儲能變流器、充電控制模塊與電網交互單元，包括：
23、基于所述智能控制單元分別與所述儲能變流器、所述充電控制模塊與所述電網交互單元建立通信連接；
24、根據所述儲能充放電策略生成面向所述儲能變流器的充電控制指令與放電控制指令；
25、根據所述能源流向策略生成面向所述充電控制模塊的供能控制指令；
26、根據所述能源流向策略生成面向所述電網交互單元的并網售電控制指令、補能控制指令與離網模式切換控制指令；
27、將所述充電控制指令、所述放電控制指令、所述供能控制指令、所述并網售電控制指令、所述補能控制指令與所述離網模式切換控制指令匯集形成所述調度指令集，并通過所述通信連接下發所述調度指令集。
28、優選地，在白天將光伏發電優先供社區負載與充電樁用電，將所述光伏發電在滿足所述社區負載與所述充電樁用電后的剩余電能作為余電并用于對所述儲能單元充電，且在所述儲能單元滿電時通過所述電網交互單元將所述余電并網售電，包括：
29、基于所述調度指令集控制所述分布式光伏單元輸出所述光伏發電并向所述社區負載與所述充電樁用電供能；
30、確定所述光伏發電在滿足所述社區負載與所述充電樁用電后的剩余電能，并將所述剩余電能確定為所述余電；
31、在所述儲能單元未滿電時，基于所述調度指令集控制所述儲能變流器對所述儲能單元充電以消納所述余電；
32、在所述儲能單元滿電時，基于所述調度指令集控制所述電網交互單元將所述余電并網售電。
33、優選地，在充電負荷高峰將光伏發電與所述儲能單元協同供電，并在所述光伏發電與所述儲能單元的可供電量不足以滿足所述社區負載與所述充電負荷時，通過所述電網交互單元從公共電網補能，包括：
34、基于所述調度指令集控制所述分布式光伏單元輸出所述光伏發電，并控制所述儲能單元放電，以向所述社區負載與所述充電負荷供能；
35、確定所述光伏發電與所述儲能單元的可供電量，并將所述可供電量與所述社區負載與所述充電負荷對應的供能需求進行比對；
36、在所述可供電量不足以滿足所述供能需求時，基于所述調度指令集控制所述電網交互單元從公共電網補能。
37、優選地，在電網峰谷時段執行谷時取電儲能與峰時放電調峰，在光伏出力驟降時由所述儲能單元快速出力補能以平抑供能波動，在所述電網交互單元檢測到公共電網故障時切換離網模式，并由光伏發電與所述儲能單元對關鍵負載供電，包括：
38、基于所述分時電價政策數據確定所述電網峰谷時段；
39、在谷時，基于所述調度指令集控制所述電網交互單元從公共電網取電并控制所述儲能單元充電，以形成谷時取電儲能；
40、在峰時，基于所述調度指令集控制所述儲能單元放電，以形成峰時放電調峰；
41、在所述光伏出力驟降時，基于所述調度指令集控制所述儲能單元快速出力補能以平抑供能波動；
42、在所述電網交互單元檢測到公共電網故障時，基于所述調度指令集控制所述電網交互單元切換離網模式；
43、在所述離網模式下，基于所述調度指令集控制光伏發電與所述儲能單元對所述關鍵負載供電。
44、優選地，基于所述分時電價政策數據確定所述電網峰谷時段，包括：
45、從所述分時電價政策數據中提取與峰時對應的峰時區間以及與谷時對應的谷時區間；
46、將所述峰時區間與所述谷時區間匯集形成峰谷時段集合；
47、將所述峰谷時段集合下發至所述智能控制單元并作為所述調度指令集生成的輸入，使所述智能控制單元在所述峰谷時段集合對應的谷時執行谷時取電儲能并在所述峰谷時段集合對應的峰時執行峰時放電調峰。
48、本發明公開了以下技術效果：
49、（1）本發明通過在社區尺度引入分布式光伏單元、儲能單元、充電單元、智能控制單元與電網交互單元的協同調度控制方法，構建以預測、策略、指令、場景執行為核心的閉環控制流程，使光伏出力、充電負荷與分時電價信息在統一框架下參與調度決策，從而避免了現有技術中光伏、儲能和充電設施各自獨立運行、缺乏統一協調的問題，提高了社區側能源運行的整體性與可控性。
50、（2）本發明通過基于云數據平臺獲取光伏出力數據、充電負荷數據與分時電價政策數據，并在此基礎上執行光伏出力預測與充電負荷預測，使后續儲能充放電策略與能源流向策略建立在預測結果之上，克服了傳統固定策略難以應對光伏波動和充電負荷不確定性的缺陷，有助于提升社區側能源調度的前瞻性和適應性。
51、（3）本發明在調度執行層面通過生成調度指令集并下發至儲能變流器、充電控制模塊與電網交互單元，實現策略與執行之間的直接映射，使白天優先自用、余電充儲能及并網售電、充電負荷高峰協同供電與公共電網補能等多種運行場景能夠在同一調度框架下有序切換，從而提高光伏就地消納比例并降低高峰時段對公共電網的依賴程度。
52、（4）本發明通過在電網峰谷時段執行谷時取電儲能與峰時放電調峰，并在光伏出力驟降時由儲能單元快速出力補能，有效緩解了分布式光伏波動性對社區供能穩定性的影響，使儲能單元在削峰填谷與平抑波動中發揮協同作用，從而提升社區尺度供能系統在不同運行工況下的穩定性與經濟性。
53、（5）本發明進一步通過在檢測到公共電網故障時切換離網模式，并由光伏發電與儲能單元對關鍵負載供電，使社區尺度光儲充一體化系統具備獨立運行和關鍵負載保障能力，在不改變既有系統結構的前提下增強了供電可靠性與應急保障水平，從而提高社區能源系統在異常工況下的連續供能能力和運行安全性。