本发明涉及能源分布协调领域,特别是基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法及系统。
背景技术:
1、虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统,实现分布式能源资源如分布式发电、储能系统、可控负荷、电动汽车等的聚合和协调优化,以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。而分布式能源资源则是不同的小型发电单元,比如太阳能发电单元、风能发电单元、储能系统、可调节负荷等。由于分布式能源资源在一个范围内的安装位置可能较分散,而单一的分布式能源资源在工作时可以提供给电网的能量可能不足,所以需要对多个分布式能源资源进行协调运作,集合所有分布式能源资源的能量,从而高效、高质量的向用户处供电。通过虚拟电厂实现分布式能源的协调运作可以考虑经济性、可靠性、低排放性等多个目标,实现资源的最大化利用。同时,虚拟电厂进行协调管理可有助于用户能够直观看到消费或生产的电能以及相应费用等信息。这有助于提升用户的节能意识,促进能源的合理利用。
技术实现思路
1、本发明克服了现有技术的不足,提供了基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法及系统。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
3、本发明第一方面提供了基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法,包括以下步骤:
4、s102:对所有分布式能源资源进行整合,得到初步整合调度能源网络,并对初步整合调度能源网络进行调度初步可行性分析优化,得到整合调度能源网络;
5、s104:在整合调度能源网络内集成通信系统,从而构建虚拟电厂,并基于所述虚拟电厂预测在目标运行环境参数下不同的能源网络设备对控制指令的响应速度,最后根据响应速度对不同的能源网络设备进行响应速度排序;
6、s106:构建多目标调度决策模型,在多目标调度决策模型中生成不同的分布式能源协调运作调度策略,并对不同的分布式能源协调运作调度策略进行最优解筛选。
7、进一步的,本发明的一个较佳实施例中,所述s102,具体为:
8、确定分布式能源资源的整合范围,标定为目标资源整合范围,并在所述目标资源整合范围内获取所有分布式能源资源;
9、在目标资源整合范围内获取电网系统设备,其中,所述电网系统设备包括变电站、输电线路和储能设备;
10、获取能源资源转换设备,并获取大数据网络,在所述大数据网络中检索将电网系统设备、能源资源转换设备以及所有分布式能源资源进行整合的方案,标定为一类整合方案;
11、其中,所述一类整合方案为通过输电线路将所有分布式能源资源连接,并在各分布式能源资源上接入能源资源转换设备,使分布式能源资源中输出的能量转换为电能,并将电能存储至储能设备内,所述储能设备将存储的电能导入至变电站中进行变电处理,输出供给用户使用的电能;
12、在电网系统设备、能源资源转换设备以及所有分布式能源资源中输出一类整合方案,得到初步整合调度能源网络,对初步整合调度能源网络进行调度初步可行性分析,并基于调度初步可行性分析结果对初步整合调度能源网络进行优化,得到整合调度能源网络。
13、进一步的,本发明的一个较佳实施例中,所述对初步整合调度能源网络进行调度初步可行性分析,并基于调度初步可行性分析结果对初步整合调度能源网络进行优化,得到整合调度能源网络,具体为:
14、运行初步整合调度能源网络,判断在初步整合调度能源网络中是否存在异常整合调度状态,所述异常整合调度状态存在不同类型,其中异常整合调度状态的类型包括能源资源转换设备无法将分布式能源资源的能量转换为电能、储能设备无法储存电能以及变电站无法进行变电处理;
15、将电网系统设备、能源资源转换设备以及所有分布式能源资源统称为能源网络设备,若初步整合调度能源网络中存在异常整合调度状态,则引入贝叶斯网络算法,基于异常整合调度状态的类型,获取存在异常整合调度状态的能源网络设备在运行过程中的工作参数,并基于贝叶斯网络算法对存在异常整合调度状态的能源网络设备在运行过程中的工作参数进行分析,确定存在异常整合调度状态的能源网络设备的故障位置,标定为异常整合调度位置;
16、在大数据网络中检索异常整合调度位置的检修方案并输出,并在异常整合调度位置的检修方案输出后判断初步整合调度能源网络中是否仍存在异常整合调度状态;
17、若否,则 将初步整合调度能源网络标定为整合调度能源网络;
18、若是,则在初步整合调度能源网络中定位输出异常整合调度位置的检修方案后仍存在异常整合调度状态的位置,标定为一类异常整合调度位置,并对存在一类异常整合调度位置的能源网络设备的设备元件进行更换,使初步整合调度能源网络中不存在异常整合调度状态,得到整合调度能源网络。
19、进一步的,本发明的一个较佳实施例中,所述s104,具体为:
20、在整合调度能源网络内不同的设备中装设通信传感器,并预设目标通信频段,将所有通信传感器的通信频段均调节至目标通信频段,得到整合调度能源网络的通信系统,标定为目标通信系统,其中,所述目标通信系统能实时监测不同的能源网络设备对控制指令的响应速度;
21、结合目标通信系统及整合调度能源网络,构建虚拟电厂,引入气象平台,基于所述气象平台确定目标资源整合范围的实时环境参数,标定为目标运行环境参数;
22、运行所述虚拟电厂,并在虚拟电厂运行过程中实时监测不同能源网络设备在目标运行环境参数中运行时对控制指令的响应速度,标定为实时响应速度;
23、引入长短期记忆网络初始模型,将虚拟电厂中不同能源网络设备的在运行过程中的工作参数、目标运行环境参数以及不同能源网路设备在目标运行环境参数下的实时响应速度导入至长短期记忆网络初始模型中进行模型交叉验证训练,得到长短期记忆网络分析模型;
24、运行所述长短期记忆网络分析模型,并预设协调运作目标时间,基于长短期记忆网络分析模型预测不同能源网络设备在协调运作目标时间后运行时对控制指令的响应速度,标定为预测响应速度;
25、对不同能源网络设备进行预测响应速度倒序排序,得到预测响应速度排序表。
26、进一步的,本发明的一个较佳实施例中,所述s106,具体为:
27、获取虚拟电厂运行时需要满足的分布式能源资源的所有协调运作目标,标定为协调运作目标;
28、其中,所述协调运作目标包括最大化分布式能源资源的能源利用效率、最小化分布式能源资源的运行成本以及减少碳排放;
29、获取虚拟电厂的构建目的,并基于所述虚拟电厂的构建目的,对所有协调运作目标进行重要程度倒序排序,得到协调运作目标重要程度排序表;
30、引入多目标调度决策算法,基于协调运作目标重要程度排序表和预测响应速度排序表,使用多目标决策算法构建不同时间尺度的多目标调度决策模型;
31、基于协调运作目标时间,确定在协调运作目标时间下对应时间尺度的多目标调度决策模型,标定为标准多目标调度决策模型,运行所述标准多目标调度决策模型,生成所有的分布式能源协调运作调度策略;
32、其中,在不同的分布式能源协调调度运作策略中,对能源网络设备的调度顺序、调度程度以及调度时间均不同;
33、对所有的分布式能源协调调度运作策略进行模拟运行和策略初筛,并通过pareto最优解集算法对策略初筛后的分布式能源协调调度运作策略进行复筛,得到目标分布式能源协调调度运作策略。
34、进一步的,本发明的一个较佳实施例中,所述对所有的分布式能源协调调度运作策略进行模拟运行和策略初筛,并通过遗传算法对策略初筛后的分布式能源协调调度运作策略进行复筛,得到目标分布式能源协调调度运作策略,具体为:
35、确定虚拟电厂中的整合调度能源网络中不同分布式能源资源在运行时能承受的最大负载,标定为最大承受负载,引入仿真运行模块,并在仿真运行模块中构建与虚拟电厂相同的模拟仿真电厂;
36、在所述模拟仿真电厂中运行不同的分布式能源协调调度运作策略,并在模拟仿真电厂内实时计算不同的分布式能源协调调度运作策略运行过程中不同分布式能源资源的承受负载,标定为待分析承受负载;
37、将所有分布式能源资源的待分析承受负载均小于最大承受负载的对应的分布式能源协调调度运作策略标定为合格分布式能源协调调度运作策略;
38、预设能源网络设备的标准预测响应速度阈值引入遗传算法,并基于遗传算法对所有合格分布式能源协调调度运作策略进行分析,选取分布式能源资源的预测响应速度维持在标准预测响应速度阈值内的合格分布式能源协调调度运作策略,标定为一类合格分布式能源协调调度运作策略;
39、选取协调运作目标重要程度排序表中排名最高的一类合格分布式能源协调调度运作策略,标定为目标分布式能源协调调度运作策略,并将所述目标分布式能源协调调度运作策略输出值虚拟电厂中运行。
40、本发明第二方面还提供了基于虚拟电厂的分布式能源协调运作系统,所述分布式能源协调运作系统包括存储器与处理器,所述存储器中储存有分布式能源协调运作方法,所述分布式能源协调运作方法被所述处理器执行时,实现如下步骤:
41、对所有分布式能源资源进行整合,得到初步整合调度能源网络,并对初步整合调度能源网络进行调度初步可行性分析优化,得到整合调度能源网络;
42、在整合调度能源网络内集成通信系统,从而构建虚拟电厂,并基于所述虚拟电厂预测在目标运行环境参数下不同的能源网络设备对控制指令的响应速度,最后根据响应速度对不同的能源网络设备进行响应速度排序;
43、构建多目标调度决策模型,在多目标调度决策模型中生成不同的分布式能源协调运作调度策略,并对不同的分布式能源协调运作调度策略进行最优解筛选。
44、本发明解决的背景技术中存在的技术缺陷,本发明具备以下有益效果:对所有分布式能源资源进行整合处理,得到可以统一调度的能源网络,并结合通信系统构建虚拟电厂;在虚拟电厂中计算可以统一调度的能源网络中不同设备对控制指令的响应速度,从而构建多目标调度决策模型,以生成不同的分布式能源协调运作调度策略,最后对不同的分布式能源协调运作调度策略进行最优解筛选。本发明能够通过虚拟电厂的形式,对分布式能源资源进行协调运作分析,生成最合适的分布式能源协调调度运作策略输出,促进分布式能源资源的合理利用。
1.基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1中所述的基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法,其特征在于,所述s102,具体为:
3.根据权利要求2中所述的基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法,其特征在于,所述对初步整合调度能源网络进行调度初步可行性分析,并基于调度初步可行性分析结果对初步整合调度能源网络进行优化,得到整合调度能源网络,具体为:
4.根据权利要求1中所述的基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法,其特征在于,所述s104,具体为:
5.根据权利要求1中所述的基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法,其特征在于,所述s106,具体为:
6.根据权利要求5中所述的基于虚拟电厂的分布式能源协调运作方法,其特征在于,所述对所有的分布式能源协调调度运作策略进行模拟运行和策略初筛,并通过遗传算法对策略初筛后的分布式能源协调调度运作策略进行复筛,得到目标分布式能源协调调度运作策略,具体为:
7.基于虚拟电厂的分布式能源协调运作系统,其特征在于,所述分布式能源协调运作系统包括存储器与处理器,所述存储器中储存有分布式能源协调运作方法程序,当所述分布式能源协调运作方法程序被所述处理器执行时,实现如权利要求1-6任一项所述的分布式能源协调运作方法步骤:
