CN109389522B - 一种柔性负荷的能量区块化方法及系统 - Google Patents

一种柔性负荷的能量区块化方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性负荷的能量区块化方法及系统，根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行划分，形成多个能量区块；获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设范围相比较；当各能量区块的负荷特征值属于相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签。通过本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法及系统，对柔性负荷进行的能量区块化划分，使得云端能基于终端模块采集的用电负荷信息进行差异化管理，既能实现以区块方式的对用电数据进行量测分析和策略控制，又能实现以终端模块个体的量测分析和策略控制，能满足电网调控的要求，又尽量保证了用户的用电需求。

Description

一种柔性负荷的能量区块化方法及系统
技术领域
本发明涉及于电网技术领域，具体涉及一种柔性负荷的能量区块化方法及系统。
背景技术
随着电力需求的不断增长以及可再生能源的大量接入，为有效满足供电可靠性，电网在发电、输电侧采用了许多解决方案应对持续多变的需求，但在配用电侧的技术方案相对缺乏。目前，电网配用电的运行控制最小单元是馈线，由于用户侧海量的用电设备其负荷特性各异，用户的用电行为各异，其中可灵活中断的柔性负荷部分更是配网优化控制的核心资源，但基于馈线的控制技术忽略了用户需求的差异性，降低了用户满意度。
近几年，电网公司和售电企业将智能电表作为与用户深入交互的媒介，但其在网络通信、远端控制等方面尚有不足，此外，智能电表也无法有效解决用户各用电设备的负荷需求差异。虽然智能插座伴随着智能家居的概念而兴起，但大都面向家庭的用电设备控制方面，尚无电网统一控制大规模智能插座的方法来管控各类海量的用电终端，实现用户侧柔性用电负荷的分层分类，辅助电网安全稳定运行。
发明内容
因此，本发明提供一种柔性负荷的能量区块化方法及系统，克服了现有技术中无法有效管控海量用户的各类用电设备的差异性细粒度负荷的缺陷。
本发明实施例提供了一种柔性负荷的能量区块化方法，包括如下步骤：根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行划分，形成多个能量区块；获取各能量区块的负荷特征值，判断各能量区块的负荷特征值是否属于相应的预设范围内；当所述各能量区块的负荷特征值属于所述相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签。
在一实施例中，当所述能量区块的负荷特征值不属于所述相应的预设范围时，对所述能量区块进行拆分，判断拆分后的能量区块是否属于相应的预设范围，当不属于相应的预设范围时继续拆分，直至各能量区块的负荷特征值均属于相应的预设范围。
在一实施例中，所述用电设备类型、用电地区及用电时段，对所述用电设备进行分层组合形成多个能量区块的步骤，包括：获取用电设备的负荷特性，并根据所述用电设备的负荷特性，对所述用电设备进行聚类，生成聚类结果；根据所述聚类结果将用电设备进行划分，形成分类型的第一能量区块。
进一步地，所述用电设备类型、用电地区及用电时段，对所述用电设备进行分层组合形成多个能量区块的步骤，还包括：根据所述用电设备的用电地区对所述第一能量区块进行划分，形成分地区的第二能量区块。
进一步地，所述用电设备类型、用电地区及用电时段，对所述用电设备进行分层组合形成多个能量区块的步骤，还包括：根据所述用电设备的用电时段对所述第二能量区块进行划分，形成分时段的第三能量区块。
在一实施例中，所述获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设阈值相比较的步骤，包括：获取各所述第三能量区块的负荷特征值；判断各所述第三能量区块的负荷特征值是否小于相应的预设阈值。
在一实施例中，所述当所述各能量区块的负荷特征值属于所述相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签的步骤，包括：当各第三能量区块的负荷特征值小于相应的预设阈值时，给各能量区块设置相应的处理策略标签。
进一步地，所述当所述能量区块的负荷特征值不属于所述相应的预设范围时，对所述能量区块进行拆分，判断拆分后的能量区块是否属于相应的预设范围，当不属于相应的预设范围时继续拆分，直至各能量区块的负荷特征值均属于相应的预设范围的步骤，包括：当所述第三能量区块的负荷特征值大于所述预设阈值时，根据所述第三能量区块的负荷特征值与预设阈值的差值进行预设裕量的拆分；
判断拆分后的能量区块的负荷特征值是否小于或等于相应的预设阈值；
当小于或等于所述相应的预设阈值时，给所述拆分后的能量区块设置相应的处理策略标签；
当拆分后的能量区块的负荷特征值大于相应的预设阈值时，根据相应预设阈值和相应的预设裕量继续进行拆分，直至所述第三能量区块被拆分出的能量区块的负荷特征值均小于或等于相应的预设阈值。
本发明实施例还提供一种柔性负荷的能量区块化系统，包括：能量区块获取模块，用于根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行分层组合形成多个能量区块；负荷特征值获取模块，获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设阈值相比较；处理策略设置模块，当所述各能量区块的负荷特征值满足所述相应的预设阈值的要求时，所述处理策略设置模块用于设置相应的处理策略标签并下发。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述的柔性负荷的能量区块化方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的柔性负荷的能量区块化方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法及系统，根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行划分，形成多个能量区块；获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设范围相比较；当各能量区块的负荷特征值属于相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签。通过本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法，对柔性负荷进行的能量区块化划分，使得云端能基于终端模块采集的用电负荷信息，区分海量终端进行差异化管理，既能实现以区块方式的对用电数据进行量测分析和策略控制，又能实现以终端模块个体的量测分析和策略控制，能满足电网调控的要求，又尽量保证了用户的用电需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法一个具体示例的流程图；
图2为本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法中执行步骤 S1的一个具体示例的流程图；
图3为本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法中执行步骤 S2的一个具体示例的流程图；
图4为本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法中执行步骤 S4的一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化系统一个具体示例的组成图；
图6为本发明实施例提供的计算机设备的一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种柔性负荷的能量区块化方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S1：根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行划分，形成多个能量区块。
在一具体实施例中，如图2所示，步骤S1的执行过程，可具体包括如下步骤：
步骤S11：获取用电设备的负荷特性，并根据用电设备的负荷特性，对用电设备进行聚类，生成聚类结果。本发明实施例中，获取用电设备的负荷特性可以为负荷总功率、可中断的负荷功率中的至少一种，但是并不以此为限；采用的聚类方法为现有技术中的k-均值法，但是并不以此为限。
步骤S12：根据聚类结果将用电设备进行划分，形成分类型的第一能量区块。本发明实施例中，将各终端采集的负荷数据进行分类，形成多种典型的用电设备，例如：居民冰箱，居民照明灯，商业空调等，根据这些典型的用电设备将各用电设备按相应设备类型进行划分，形成分类型的第一能量区块。
步骤S13：根据用电设备的用电地区对第一能量区块进行划分，形成分地区的第二能量区块。本发明实施例中，在第一能量区块的基础上将用电设备按照用电区域进行划分，形成多类型多区域的用电设备，即形成第二能量区块。
步骤S14：根据用电设备的用电时段对第二能量区块进行划分，形成分时段的第三能量区块。本发明实施例中，在第二能量区块的基础上将各类用电设备按照用电时段进行分类，形成多类型、多时域、多地域的用电设备，即形成第三能量区块。
在执行完步骤S1将对用电设备进行划分，形成多个能量区块后需要对各个能量区块进行分析，进而需要执行以下步骤：
步骤S2：获取各能量区块的负荷特征值，获取各能量区块的负荷特征值，判断各能量区块的负荷特征值是否属于相应的预设范围内。
在一具体实施例中，如图3所示，步骤S2的执行过程，可具体包括如下步骤：
步骤S21：获取各第三能量区块的负荷特征值。本发明实施例中，获取各第三能量区块用电设备的负荷特征可以为负荷总功率、可中断的负荷功率中的至少一种，但是不以此为限。
步骤S22：判断各第三能量区块的负荷特征值是否小于或等于相应的预设阈值。本发明实施例中，根据用电设备的类型、地区、时段以及电力系统的运行状态和需求动态设定相应的阈值，因此各个能量区块的预设阈值不尽相同。
步骤S3：当各能量区块的负荷特征值属于相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签。本发明实施例中，当各第三能量区块的负荷特征值小于或等于相应的预设阈值时，给各能量区块设置相应的处理策略标签。具体为：云端获取到满足阈值要求的能量区块后，对该能量区块进行量测分析制定策略控制，生成处理策略标签下发给用户终端。
在一较佳实施例中，当能量区块的负荷特征值不属于所述相应的预设范围时，执行以下步骤：
步骤S4：当能量区块的负荷特征值不属于所述相应的预设范围时，对能量区块进行拆分，判断拆分后的能量区块是否属于相应的预设范围，当不属于相应的预设范围时继续拆分，直至各能量区块的负荷特征值均属于相应的预设范围。
在一较佳实施例中，如图4所示，步骤S4的执行过程，可以具体包括以下步骤：
步骤S41：根据第三能量区块的负荷特征值与预设阈值的差值进行预设裕量的拆分。
在一具体的实施例中，是以获取的负荷特征为负荷总功率为例进行说明。假设当前的能量区块的总功率为300MW，而预设阈值为200MW，预设裕量为20MW，则可以从当前的能量区块中拆分出120MW形成一个小的能量区块，剩下部分形成一个新的能量区块(180MW)。本发明实施例中，依据当前的能量区特征值与阈值的差值，考虑一定的裕量进行拆分，是因为负荷在不停波动，如果拆分出的功率刚好等于100MW，剩下的200MW 所形成的能量区块易因为负荷波动而超过200MW。
步骤S42：判断拆分后的能量区块的负荷特征值是否小于或等于相应的预设阈值。
步骤S43：当小于或等于相应的预设阈值时，给拆分后的能量区块设置相应的处理策略标签。云端获取到满足阈值要求的能量区块后，对该能量区块进行量测分析制定策略控制，生成处理策略标签下发给用户终端管理设备。
步骤S44：当拆分后的能量区块的负荷特征值大于相应的预设阈值时，根据相应阈值和相应的预设裕量继续进行拆分，直至第三能量区块被拆分出的能量区块的负荷特征值均小于或等于相应的预设阈值。然后给小于或等于相应的预设阈值的能量区块设置相应的处理策略标签。
本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法，根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行划分，形成多个能量区块；获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设范围相比较；当各能量区块的负荷特征值属于相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签。通过本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化方法，对柔性负荷进行的能量区块化划分，使得云端能基于终端模块采集的用电负荷信息进行差异化管理，既能实现以区块方式的对用电数据进行量测分析和策略控制，又能实现以终端模块个体的量测分析和策略控制，能满足电网调控的要求，又尽量保证了用户的用电需求。
实施例2
本发明实施例提供一种柔性负荷的能量区块化系统，如图5所示，该系统包括：
能量区块获取模块1，用于根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行分层组合形成多个能量区块。具体地，该能量区块获取模块1可执行实施例1中步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
负荷特征值获取模块2，获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设阈值相比较。具体地，该负荷特征值获取模块2可执行实施例1中步骤 S2所描述的方法，在此不再赘述。
处理策略设置模块3，当各能量区块的负荷特征值满足所述相应的预设阈值的要求时，该处理策略设置模块3用于设置相应的处理策略标签并下发。具体地，该处理策略设置模块3可执行实施例1中步骤S3所描述的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化系统，根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行划分，形成多个能量区块；获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设范围相比较；当各能量区块的负荷特征值属于相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签。通过本发明实施例提供的柔性负荷的能量区块化系统，对柔性负荷进行的能量区块化划分，使得云端能基于终端模块采集的用电负荷信息，区分海量终端，进行差异化管理，既能实现以区块方式的对用电数据进行量测分析和策略控制，又能实现以终端模块个体的量测分析和策略控制，能满足电网调控的要求，又尽量保证了用户的用电需求。
实施例3
本发明实施例提供一种计算机设备，如图6所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏 (Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Ramdom Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器 (non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行图1描述的柔性负荷的能量区块化方法，存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1中的柔性负荷的能量区块化方法。
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD) 或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU 和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写： GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请实施例1中提供的柔性负荷的能量区块化方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的柔性负荷的能量区块化方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种柔性负荷的能量区块化方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行划分，形成多个能量区块，包括：获取用电设备的负荷特性，并根据所述用电设备的负荷特性，对所述用电设备进行聚类，生成聚类结果；根据所述聚类结果将用电设备进行划分，形成分类型的第一能量区块；根据所述用电设备的用电地区对所述第一能量区块进行划分，形成分地区的第二能量区块；根据所述用电设备的用电时段对所述第二能量区块进行划分，形成分时段的第三能量区块；
获取各能量区块的负荷特征值，判断各能量区块的负荷特征值是否属于相应的预设范围内，包括：获取各所述第三能量区块的负荷特征值；判断各所述第三能量区块的负荷特征值是否小于或等于相应的预设阈值；
当所述各能量区块的负荷特征值属于所述相应的预设范围内时，设置相应的处理策略标签，包括：当各第三能量区块的负荷特征值小于或等于相应的预设阈值时，给各第三能量区块设置相应的处理策略标签；
当所述能量区块的负荷特征值不属于所述相应的预设范围时，对所述能量区块进行拆分，判断拆分后的能量区块是否属于相应的预设范围，当不属于相应的预设范围时继续拆分，直至各能量区块的负荷特征值均属于相应的预设范围，包括：当所述第三能量区块的负荷特征值大于所述预设阈值时，根据所述第三能量区块的负荷特征值与预设阈值的差值进行预设裕量的拆分；
判断拆分后的能量区块的负荷特征值是否小于或等于相应的预设阈值；当小于或等于所述相应的预设阈值时，给所述拆分后的能量区块设置相应的处理策略标签；
当拆分后的能量区块的负荷特征值大于相应的预设阈值时，根据相应预设阈值和相应的预设裕量继续进行拆分，直至所述第三能量区块被拆分出的能量区块的负荷特征值均小于或等于相应的预设阈值。
2.一种柔性负荷的能量区块化系统，其特征在于，用于实现权利要求1所述的柔性负荷的能量区块化方法，包括：
能量区块获取模块，用于根据用电设备类型、用电地区及用电时段，对用电设备进行分层组合形成多个能量区块；
负荷特征值获取模块，获取各能量区块的负荷特征值，并与相应的预设阈值相比较；
处理策略设置模块，当所述各能量区块的负荷特征值满足所述相应的预设阈值的要求时，所述处理策略设置模块用于设置相应的处理策略标签并下发。
3.一种计算机设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述权利要求1中所述的柔性负荷的能量区块化方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述权利要求1中所述的柔性负荷的能量区块化方法。
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