CN110571866A - 一种基于负荷预测的能源调度方法、装置及系统 - Google Patents

一种基于负荷预测的能源调度方法、装置及系统 Download PDF

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王灵军
肖振德
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Abstract

本发明公开一种基于负荷预测的能源调度方法、装置及系统。其中，该方法包括：预测所述用电侧的负荷预测值，以及所述用电侧的每日负荷功率；基于所述负荷预测值确定所述电网侧为所述用电侧提供的恒限功率；比较所述每日负荷功率和所述恒限功率，并根据比较结果调度所述能源架构系统的能源。通过本发明，利用电网侧负荷预测和用电侧负荷预测，结合用电侧的储能与发电，实现在不影响用电侧正常用电的情况下，缓解电网侧供电压力，有效提高发电与储能的利用率，节约能源。

Description

一种基于负荷预测的能源调度方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及能源技术领域，具体而言，涉及一种基于负荷预测的能源调度方法、装置及系统。
背景技术
相关技术中的电网运行过程中，电网的负荷预测无法真正预测出用电侧的用电负荷，因此，经常会导致电网供电量远大于用户需求量的情况，无法实现供电量和需求量的平衡，从而导致能源的浪费。
针对现有技术中电网供电量和需求量不匹配的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种基于负荷预测的能源调度方法、装置及系统，以解决现有技术中电网供电量和需求量不匹配的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种能源架构系统的能源调度方法，其中，所述能源架构系统至少包括：储能侧、电网侧、发电侧和用电侧；所述方法包括：
预测所述用电侧的负荷预测值，以及所述用电侧的每日负荷功率；
基于所述负荷预测值确定所述电网侧为所述用电侧提供的恒限功率；
比较所述每日负荷功率和所述恒限功率，并根据比较结果调度所述能源架构系统的能源。
进一步地，预测所述用电侧的负荷预测值，以及所述用电侧的每日负荷功率，包括：根据用电模型预测所述负荷预测值和所述每日负荷功率；其中，所述用电模型结合用户的用电习惯搭建。
进一步地，比较所述每日负荷功率和所述恒限功率，并根据比较结果调度所述能源架构系统的能源，包括：
如果所述每日负荷功率大于所述恒限功率，则进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源；
如果所述每日负荷功率小于或等于所述恒限功率，则由所述电网侧为所述用电侧提供电能，如有多余电能则为所述储能侧充电。
进一步地，判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源，包括：
如果预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率，则由所述电网侧与所述发电侧为所述用电侧提供电能，如所述发电侧有多余电能则向所述电网侧进行馈网；
如果预测发电功率+电网侧供电功率小于所述每日负荷功率，则进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源。
进一步地，判断预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源，包括：
如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于所述每日负荷功率，则由所述电网侧、所述发电侧、所述储能侧为所述用电侧提供电能，由所述储能侧进行放电；
如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率小于或等于所述每日负荷功率，则以所述储能侧、电网侧与发电侧可提供的最大功率为标准，协调所述用电侧的负荷以满足运行。
进一步地，协调所述用电侧的负荷以满足运行，包括：选择可调节负荷的设备按照预设低功率运行；和/或，选择相关性低于预设要求的设备停止运行。
进一步地，所述方法还包括：如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率小于所述每日负荷功率，则确定所述每日负荷功率过高，将所述每日负荷功率反馈给电网侧，用于更新所述负荷预测值。
本发明还提供了一种能源架构系统的能源调度装置，其中，所述能源架构系统至少包括：储能侧、电网侧、发电侧和用电侧；所述装置包括：
第一预测模块，用于预测所述用电侧的负荷预测值，基于所述负荷预测值确定所述电网侧为所述用电侧提供的恒限功率；
第二预测模块，用于预测所述用电侧的每日负荷功率；
调度模块，用于比较所述每日负荷功率和所述恒限功率，并根据比较结果调度所述能源架构系统的能源。
进一步地，所述调度模块，包括：
第一调度单元，用于在所述每日负荷功率大于所述恒限功率的情况下，进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源；
第二调度单元，用于在所述每日负荷功率小于或等于所述恒限功率的情况下，由所述电网侧为所述用电侧提供电能，如有多余电能则为所述储能侧充电。
本发明还提供了一种能源架构系统，其中，所述能源架构系统包括：储能侧、电网侧、发电侧、用电侧，以及上述的能源调度装置。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如上述的方法。
应用本发明的技术方案，利用电网侧负荷预测和用电侧负荷预测，结合用电侧的储能与发电，实现在不影响用电侧正常用电的情况下，缓解电网侧供电压力，有效提高发电与储能的利用率，节约能源。
附图说明
图1是根据本发明实施例的能源调度方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的能源架构系统的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的能源调度装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例的能源调度方法的细化流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
实施例1
图1是根据本发明实施例的能源调度方法的流程图，上述能源架构系统至少包括：储能侧、电网侧、发电侧和用电侧。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，预测用电侧的负荷预测值，以及用电侧的每日负荷功率；具体地，可以根据用电模型预测用电侧的负荷预测值和每日负荷功率，该用电模型结合用户的用电习惯搭建；
步骤S102，基于负荷预测值确定电网侧为用电侧提供的恒限功率；
步骤S103，比较每日负荷功率和恒限功率，并根据比较结果调度能源架构系统的能源。
本实施例利用电网侧负荷预测和用电侧负荷预测，结合用电侧的储能与发电，实现在不影响用电侧正常用电的情况下，缓解电网侧供电压力，有效提高发电与储能的利用率，节约能源。
对于能源架构系统的能源的调度，本实施例提供了一种优选实施方式，即：
A.如果每日负荷功率大于恒限功率，则进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度能源架构系统的能源；
具体地，
1)如果预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于每日负荷功率，则由电网侧与发电侧为用电侧提供电能，如发电侧有多余电能则向电网侧进行馈网；
需要说明的是，在具体实施时，电网侧和发电侧为用电侧供电时，可以根据优先级的顺序供电。优先级可考虑其他因素如峰谷用电去预测效益，从而选择优先电网侧还是发电侧。
2)如果预测发电功率+电网侧供电功率小于每日负荷功率，则进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度能源架构系统的能源；具体地：
21)如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于每日负荷功率，则由电网侧、发电侧、储能侧为用电侧提供电能，由储能侧进行放电；
需要说明的是，在具体实施时，电网侧、发电侧、储能侧为用电侧供电时，可以根据优先级的顺序供电。优先级可考虑其他因素如峰谷用电去预测效益，从而选择电网侧、发电侧、储能侧的供电顺序。
22)如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率小于或等于每日负荷功率，则以储能侧、电网侧与发电侧可提供的最大功率为标准，协调用电侧的负荷以满足运行。对于如何协调，可以选择可调节负荷的设备按照预设低功率运行；和/或，选择相关性低于预设要求的设备停止运行。从而实现用电侧电能的合理分配并避免资源浪费。
B.如果每日负荷功率小于或等于恒限功率，则由电网侧为用电侧提供电能，如有多余电能则为储能侧充电。
需要说明的是，上述恒限功率是一个范围值，电网侧的供电功率不能超过此范围，但是会有一定的波动。
对于本实施例上述提到的用电模型，可以结合用户习惯去更新，具体地，如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率小于每日负荷功率，则确定每日负荷功率过高，将每日负荷功率反馈给电网侧，用于更新负荷预测值。从而通过不断反馈每日的用电侧信息去完善用电模型。
实施例2
图2是根据本发明实施例的能源架构系统的结构示意图，如图2所示，能源架构系统至少包括：储能侧、电网侧、发电侧和用电侧。本发明提供的技术方案，利用电网侧负荷预测和用电侧负荷预测，结合用电侧的储能与发电，实现在不影响用电侧正常用电的情况下，缓解电网侧供电压力，有效提高发电与储能的利用率，节约能源。
图3是根据本发明实施例的能源调度装置的结构框图，该装置包括：
第一预测模块10，用于预测用电侧的负荷预测值，基于负荷预测值确定电网侧为用电侧提供的恒限功率；
第二预测模块20，连接至第一预测模块10，用于预测用电侧的每日负荷功率；
调度模块30，连接至第二预测模块20，用于比较每日负荷功率和恒限功率，并根据比较结果调度能源架构系统的能源。
本实施例利用电网侧负荷预测和用电侧负荷预测，结合用电侧的储能与发电，实现在不影响用电侧正常用电的情况下，缓解电网侧供电压力，有效提高发电与储能的利用率，节约能源。
对于能源架构系统的能源的调度，本实施例提供了一种优选实施方式，即上述调度模块，包括：
第一调度单元，用于在每日负荷功率大于恒限功率的情况下，进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度能源架构系统的能源；
第二调度单元，用于在每日负荷功率小于或等于恒限功率的情况下，由电网侧为用电侧提供电能，如有多余电能则为储能侧充电。
对于具体的调度方案，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。
上述介绍的能源架构系统，还包括能源调度装置。实现能源架构体系的用电均衡。
实施例3
图4是根据本发明实施例的能源调度方法的细化流程图，如图4所示，该流程包括以下步骤：
S401，通过负荷预测算法预测未来一段时间内某区域的负荷情况，即负荷预测值。
S402，电网根据此负荷预测值调整用电侧的供电功率实现用电侧的恒限功率，使用电侧保持一段时间内的恒限功率运行。
S403，需求侧的发电侧、储能侧、用电侧根据实际负荷预测进行内部的调度。
S404，为保证用电侧的正常运行，用电侧需进行每日的负荷预测，即预测每日负荷功率。
S405，判断预测的每日负荷功率是否大于电网侧设定的恒限功率。如果是，执行S407，如果否，执行S406。
S406，若预测每日负荷功率小于或等于恒限功率，则电网侧为用电侧所需电能，多余部分可为储能进行充电。
S407，若预测的每日负荷功率大于电网侧设定的恒限功率，则需要再次判断预测发电功率+电网供电功率是否大于预测每日负荷功率。如果是，执行S408，如果否，执行S409。
S408，若大于预测每日负荷功率，则电网侧与发电侧为用电侧提供所需要的能源量，发电侧超出部分向电网侧进行馈网。
S409，若小于预测每日负荷功率，则需判断：预测发电功率+电网供电功率+储能最大放电功率，是否大于预测每日负荷功率。如果是，则执行S410，如果否，则执行S411。
S410，若大于，则电网、发电与储能侧为用电侧提供所需能源，储能根据实际发电、电网侧与用电侧的差值进行放电。
S411，若小于，则以储能、电网与发电侧可提供的最大功率为标准，协调用电侧负荷以满足运行，即可选择部分可调节负荷如空调等，进行低功率运行，或停止部分相关性较低的设备运行。在具体实施时，优先选择可调节负荷进行调节。可调节负荷主要指变频设备，可以降低运行功率以满足当前总用电限制。
S412，将此次实际负荷过高的情况反馈给电网侧，为电网侧负荷预测算法提供参数，保证下一次电网侧负荷预测值更加准确。该负荷预测算法用于搭建上述介绍的用电模型。
需要说明的是，如果电网侧的恒限功率小于预测每日负荷功率小于恒限功率+预测发电功率，则发电侧优先为用电侧提供能源，多余发电量先满足储能充电再馈网。
本实施例利用负荷预测算法，使供电侧以恒限功率运行，用电侧通过每日的负荷预测判断用电侧内部的能源情况，通过清洁能源发电以及储能实现内部能源调度。在能源架构系统引入储能与发电的条件下，充分利用储能以及清洁能源发电，实现基于负荷预测的能源调度。
实施例4
本发明实施例提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。本实施例还提供了一种电子设备，搭载上述软件，实现能源调度。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质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能源调度方法。
上述存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于：
(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
(4)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、装置总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
(5)其他具有数据交互功能的电子装置，例如电视机、车载大屏等。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种能源架构系统的能源调度方法，其特征在于，所述能源架构系统至少包括：储能侧、电网侧、发电侧和用电侧；所述方法包括：
预测所述用电侧的负荷预测值，以及所述用电侧的每日负荷功率；
基于所述负荷预测值确定所述电网侧为所述用电侧提供的恒限功率；
比较所述每日负荷功率和所述恒限功率，并根据比较结果调度所述能源架构系统的能源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预测所述用电侧的负荷预测值，以及所述用电侧的每日负荷功率，包括：
根据用电模型预测所述负荷预测值和所述每日负荷功率；其中，所述用电模型结合用户的用电习惯搭建。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，比较所述每日负荷功率和所述恒限功率，并根据比较结果调度所述能源架构系统的能源，包括：
如果所述每日负荷功率大于所述恒限功率，则进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源；
如果所述每日负荷功率小于或等于所述恒限功率，则由所述电网侧为所述用电侧提供电能，如有多余电能则为所述储能侧充电。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源，包括：
如果预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率，则由所述电网侧与所述发电侧为所述用电侧提供电能，如所述发电侧有多余电能则向所述电网侧进行馈网；
如果预测发电功率+电网侧供电功率小于所述每日负荷功率，则进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，判断预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源，包括：
如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率大于所述每日负荷功率，则由所述电网侧、所述发电侧、所述储能侧为所述用电侧提供电能，由所述储能侧进行放电；
如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率小于或等于所述每日负荷功率，则以所述储能侧、电网侧与发电侧可提供的最大功率为标准，协调所述用电侧的负荷以满足运行。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，协调所述用电侧的负荷以满足运行，包括：
选择可调节负荷的设备按照预设低功率运行；和/或，
选择相关性低于预设要求的设备停止运行。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果预测发电功率+电网侧供电功率+储能侧最大放电功率小于所述每日负荷功率，则确定所述每日负荷功率过高，将所述每日负荷功率反馈给电网侧，用于更新所述负荷预测值。
8.一种能源架构系统的能源调度装置，其特征在于，所述能源架构系统至少包括：储能侧、电网侧、发电侧和用电侧；所述装置包括：
第一预测模块，用于预测所述用电侧的负荷预测值，基于所述负荷预测值确定所述电网侧为所述用电侧提供的恒限功率；
第二预测模块，用于预测所述用电侧的每日负荷功率；
调度模块，用于比较所述每日负荷功率和所述恒限功率，并根据比较结果调度所述能源架构系统的能源。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调度模块，包括：
第一调度单元，用于在所述每日负荷功率大于所述恒限功率的情况下，进一步判断预测发电功率+电网侧供电功率大于或等于所述每日负荷功率是否成立，并根据判断结果调度所述能源架构系统的能源；
第二调度单元，用于在所述每日负荷功率小于或等于所述恒限功率的情况下，由所述电网侧为所述用电侧提供电能，如有多余电能则为所述储能侧充电。
10.一种能源架构系统，其特征在于，所述能源架构系统包括：储能侧、电网侧、发电侧、用电侧，以及权利要求8或9所述的能源调度装置。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
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