CN112215720A - 一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法，其基于用户体验度模型，通过智能仪表认知并控制用户侧模块的运行模式，在提高用户体验度的同时，极大地增加了可再生能源的消纳，从而减小了可再生能源发电对智能电网的冲击。

Description

一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法
技术领域
本发明属于人工智能领域，具体涉及一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法。
背景技术
近年来，随着新能源发电技术得到迅猛发展，其应用遍布至各家各户。尽管越来越多的地方开始布局分布式新能源发电系统，但由于其与天气、气候等不确定因素紧密相关，造成新能源发电技术存在较大地随机性，进而造成新能源并网后对电网的可靠运行造成威胁；由于其随机性大，运行不稳定，新能源发电也不为大众接受和消纳，弃电时有发生。另外，家庭用户中的很多设备呈现智能化趋势，如何合理控制这些智能化设备以减小高峰用电对电网带来的冲击也是值得研究的问题。
由此可见，现有技术存在新能源发电的电量难以为大众接受和消纳、用户侧智能化设备的控制仍未能与电网的发电情况保持一致等技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法，以进一步促进可再生能源的消纳，减小高峰用电对电网带来的冲击。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法，控制系统中包括若干可再生能源发电模块，若干智能仪表控制模块，若干负载控制模块、若干新能源控制模块以及若干智能设备；各可再生能源发电模块、各储能模块与各智能设备之间通过输电线连接，相互之间可进行电能传送；各智能仪表控制模块、各新能源控制模块、各负载控制模块以及各智能设备之间通讯连接，可相互传递控制信息指令；
所述控制系统通过以下步骤进行控制：
1)智能仪表控制模块向各新能源控制模块发送指令，要求其发送新能源卖电价格信息、预计发电量信息及发电不确定性参数信息；
2)各新能源发电模块基于基建成本、运行维护成本、可再生能源发电的边界成本及投资回报率计算新能源卖电价格信息，基于历史信息及天气信息计算发电量信息及发电不确定性参数信息，并发送给智能仪表控制模块；
3)智能仪表控制模块向负载控制模块发送指令，要求其发送是否参与体验度调节、运行参数及可调容量信息；
4)负载控制模块接收指令，确定在当前时间段是否参与体验度控制，并发送信息至智能仪表控制模块；若参与，按照步骤5)执行，若不参与，则负载模块按照用户设定模式运行；
5)智能仪表控制模块接收各负载控制模块的信息，确定参与体验度调节的智能设备个数M；
6)对于参与体验度调节的智能设备i，i∈1,2，…,M，基于用户设定的运行开始时间、结束时间，计算用户i在时间段t的体验度指数；
7)根据步骤6)的用户满意度指数，按照用户体验度指数由高到低对智能设备编号为1,2，…,M，并纳入待控制列表；
8)从当前待控制列表中选择当前价格信息最低的新能源发电模块和参与体验度调节且体验度指数最大的智能设备，基于如下公式和数值求解工具逐个计算其运行参数fi t值：
Figure BDA0002660311910000021
其中
Figure BDA0002660311910000022
为智能设备i在时间段t的用电量，pt为可再生能源电价，
且Yi t为满足如下条件的集合：
Figure BDA0002660311910000031
Figure BDA0002660311910000032
为0或者1,0代表智能设备i在时间段t的运行参数未通过计算确定，1代表智能设备i在时间段t的运行参数已通过计算确定；
fi t为0或者1,0代表智能设备i在时间段t不运行，1代表智能设备i在时间段t上运行，θ为权重参数，θ∈[0,1]，β为大于零的常数，根据用户的特性来设置，ri为智能设备需要运行的时间段个数值，
Figure BDA0002660311910000033
为用户i在时间段t的体验度指数；
9)得到运行参数值fi t后，将此次参与控制的智能设备i从待控制列表中删除，更新相应的
Figure BDA0002660311910000034
值并回到步骤7)，直至所有智能设备的运行参数值均已获得；
10)若计算所得智能设备运行参数值fi t均为0，则代表当前时间段可再生能源发电量小于负载所需电量总和，此时向电网购电来满足需求，电网电价在时刻t的电价
Figure BDA0002660311910000035
大于可再生能源电价在时刻t的电价pt；
11)按照计算所得运行参数值控制智能设备在各时间段的运行。
进一步地，步骤6)中，基于用户设定的运行开始时间、结束时间，分别根据如下公式分别计算用户i在时间段t的体验度指数：
Figure BDA0002660311910000036
其中Bi为用户设定的智能设备开启时间，Ei为用户设定的智能设备关闭时间，α为大于0的常数。
本发明的有益技术效果在于：
本发明各新能源发电模块基于基建成本、运行维护成本、可再生能源发电的边界成本及投资回报率计算新能源卖电价格信息，基于历史信息及天气信息计算发电量信息及发电不确定性参数信息，结合负载的可调节性能，通过设计电网电价及可再生能源电价之间的差异性，进一步促进了可再生能源的消纳，减小了高峰用电对电网带来的冲击。
附图说明
图1是本发明提供的基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
本发明提供了一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法，控制系统中包括若干可再生能源发电模块，若干智能仪表控制模块，若干负载控制模块、若干新能源控制模块以及若干智能设备；各可再生能源发电模块、各储能模块与各智能设备之间通过输电线连接，相互之间可进行电能传送；各智能仪表控制模块、各新能源控制模块、各负载控制模块以及各智能设备之间通讯连接，可相互传递控制信息指令；
如图1所示，所述控制系统通过以下步骤进行控制：
步骤1：智能仪表控制模块向各新能源控制模块发送指令，要求其发送新能源卖电价格信息、预计发电量信息及发电不确定性参数信息；
步骤2：各新能源发电模块基于基建成本、运行维护成本、可再生能源发电的边界成本及投资回报率计算新能源卖电价格信息，基于历史信息及天气信息计算发电量信息及发电不确定性参数信息，并发送给智能仪表控制模块；
步骤3：智能仪表控制模块向负载控制模块发送指令，要求其发送是否参与体验度调节、运行参数及可调容量信息；
步骤4：负载控制模块接收指令，确定在当前时间段是否参与体验度控制，并发送信息至智能仪表控制模块；若参与，按照步骤5)执行，若不参与，则负载模块按照用户设定模式运行；
步骤5：智能仪表控制模块接收各负载控制模块的信息，确定参与体验度调节的智能设备个数M；
步骤6：对于参与体验度调节的智能设备i，i∈1,2，…,M，基于用户设定的运行开始时间、结束时间，分别根据如下公式分别计算用户i在时间段t的体验度指数：
Figure BDA0002660311910000051
其中Bi为用户设定的智能设备开启时间，Ei为用户设定的智能设备关闭时间。
步骤7：根据步骤6)的用户满意度指数，按照用户体验度指数由高到低对智能设备编号为1,2，…,M，并纳入待控制列表；
步骤8：从当前待控制列表中选择当前价格信息最低的新能源发电模块和参与体验度调节且体验度指数最大的智能设备，基于如下公式和数值求解工具逐个计算其运行参数fi t值：
Figure BDA0002660311910000052
其中
Figure BDA0002660311910000053
为智能设备i在时间段t的用电量，pt为可再生能源电价
且Yi t为满足如下条件的集合：
Figure BDA0002660311910000054
Figure BDA0002660311910000055
为0或者1,0代表智能设备i在时间段t的运行参数未通过计算确定，1代表智能设备i在时间段t的运行参数已通过计算确定；
fi t为0或者1,0代表智能设备i在时间段t不运行，1代表智能设备i在时间段t上运行，θ为权重参数，θ∈[0,1]，β为大于零的常数，根据用户的特性来设置，ri为智能设备需要运行的时间段个数值，
Figure BDA0002660311910000056
为用户i在时间段t的体验度指数；
步骤9：得到运行参数值fi t后，将此次参与控制的智能设备i从待控制列表中删除，更新相应的
Figure BDA0002660311910000057
值，并回到步骤7)，直至所有智能设备的运行参数值均已获得；
步骤10：若计算所得智能设备运行参数值fi t均为0，则代表当前时间段可再生能源发电量小于负载所需电量总和，此时向电网购电来满足需求，电网电价在时刻t的电价
Figure BDA0002660311910000061
大于可再生能源电价在时刻t的电价pt；
步骤11：按照计算所得运行参数值控制智能设备在各时间段的运行。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法，其特征于，控制系统中包括若干可再生能源发电模块，若干智能仪表控制模块，若干负载控制模块、若干新能源控制模块以及若干智能设备；各可再生能源发电模块、各储能模块与各智能设备之间通过输电线连接，相互之间可进行电能传送；各智能仪表控制模块、各新能源控制模块、各负载控制模块以及各智能设备之间通讯连接，可相互传递控制信息指令；
所述控制系统通过以下步骤进行控制：
1)智能仪表控制模块向各新能源控制模块发送指令，要求其发送新能源卖电价格信息、预计发电量信息及发电不确定性参数信息；
2)各新能源发电模块基于基建成本、运行维护成本、可再生能源发电的边界成本及投资回报率计算新能源卖电价格信息，基于历史信息及天气信息计算发电量信息及发电不确定性参数信息，并发送给智能仪表控制模块；
3)智能仪表控制模块向负载控制模块发送指令，要求其发送是否参与体验度调节、运行参数及可调容量信息；
4)负载控制模块接收指令，确定在当前时间段是否参与体验度控制，并发送信息至智能仪表控制模块；若参与，按照步骤5)执行，若不参与，则负载模块按照用户设定模式运行；
5)智能仪表控制模块接收各负载控制模块的信息，确定参与体验度调节的智能设备个数M；
6)对于参与体验度调节的智能设备i，i∈1,2，…,M，基于用户设定的运行开始时间、结束时间，计算用户i在时间段t的体验度指数；
7)根据步骤6)的用户满意度指数，按照用户体验度指数由高到低对智能设备编号为1,2，…,M，并纳入待控制列表；
8)从当前待控制列表中选择当前价格信息最低的新能源发电模块和参与体验度调节且体验度指数最大的智能设备，基于如下公式和数值求解工具逐个计算其运行参数fi t值：
Figure FDA0002660311900000011
其中
Figure FDA0002660311900000021
Figure FDA0002660311900000022
为智能设备i在时间段t的用电量，pt为可再生能源电价
且
Figure FDA0002660311900000023
为满足如下条件的集合：
Figure FDA0002660311900000024
Figure FDA0002660311900000025
为0或者1,0代表智能设备i在时间段t的运行参数未通过计算确定，1代表智能设备i在时间段t的运行参数已通过计算确定；
fi t为0或者1,0代表智能设备i在时间段t不运行，1代表智能设备i在时间段t上运行，θ为权重参数，θ∈[0,1]，β为大于零的常数，根据用户的特性来设置，ri为智能设备需要运行的时间段个数值，
Figure FDA0002660311900000029
为用户i在时间段t的体验度指数；
9)得到运行参数值fi t后，将此次参与控制的智能设备i从待控制列表中删除，更新相应的
Figure FDA0002660311900000026
值，并回到步骤7)，直至所有智能设备的运行参数值均已获得；
10)若计算所得智能设备运行参数fi t值均为0，则代表当前时间段可再生能源发电量小于负载所需电量总和，此时向电网购电来满足需求，电网电价在时刻t的电价
Figure FDA0002660311900000027
大于可再生能源电价在时刻t的电价pt；
11)按照计算所得运行参数值控制智能设备在各时间段的运行。
2.一种如权利要求1所示的基于可再生能源发电的智能电网控制系统的控制方法，其特征于，
步骤6)中，基于用户设定的运行开始时间、结束时间，分别根据如下公式分别计算用户i在时间段t的体验度指数：
Figure FDA0002660311900000028
其中Bi为用户设定的智能设备开启时间，Ei为用户设定的智能设备关闭时间，α为大于0的常数。
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