CN113033870B - 电力专变客户柔性负荷调度方法及终端设备 - Google Patents

电力专变客户柔性负荷调度方法及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于电网技术领域，公开了一种电力专变客户柔性负荷调度方法及终端设备，上述方法包括：获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据；基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集；根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数；基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度。本发明可以实现对电力专变客户柔性负荷的精细化调度。

Description

电力专变客户柔性负荷调度方法及终端设备
技术领域
本发明属于电网技术领域，尤其涉及一种电力专变客户柔性负荷调度方法及终端设备。
背景技术
电力专变客户是指采用专用变压器供电模式的电力客户，具有数量少、用电量大的特点。需求侧响应可以充分利用电网需求侧的灵活性资源，通过引导电力客户削峰填谷从而提高电网运行的安全性和有效性，通过分时电价引导专变客户深度参与需求侧响应，有利于电网的安全和高效运行。
然而，现有技术中缺乏一种对电力专变客户柔性负荷的精细化调度方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电力专变客户柔性负荷调度方法及终端设备，以解决现有技术缺乏一种对电力专变客户柔性负荷的精细化调度方法的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种电力专变客户柔性负荷调度方法，包括：
获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据；
基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集；
根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数；
基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度。
本发明实施例的第二方面提供了一种电力专变客户柔性负荷调度装置，包括：
获取模块，用于获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据；
负荷分解模块，用于基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集；
负荷参数确定模块，用于根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数；
负荷调度模块，用于基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如第一方面所述电力专变客户柔性负荷调度方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如第一方面所述电力专变客户柔性负荷调度方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例首先获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据，然后基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集，接着根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数，最后基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度，可以实现对电力专变客户柔性负荷的精细化调度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的电力专变客户柔性负荷调度方法的实现流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的电力专变客户的用电负荷的初始负荷模型的示意图；
图3是本发明一实施例提供的电力专变客户柔性负荷调度装置的示意框图；
图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1是本发明一实施例提供的电力专变客户柔性负荷调度方法的实现流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。本发明实施例的执行主体可以是终端设备。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
S101：获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据。
其中，电力专变客户可以是10kV电力专变客户，具体可以是某个采用分时电价的供电区域内的参与负荷调度的10kV电力专变客户。
在本发明的一个实施例中，上述获取电力专变客户的用电信息，可以包括：
获取目电力专变客户的历史用电负荷数据、柔性设备集合、各个柔性设备的额定功率以及各个柔性设备的最小日工作量。
具体地，针对某个采用分时电价的供电区域的参与负荷调度的10kV电力专变客户，获取该客户的历史用电负荷数据，具体可以是连续N天的用电负荷(其中，前D天的用电负荷数据可以用于后续负荷模型的训练，其余R天的用电负荷数据可以用于该客户精细化用电行为分析，D+R＝N)，记为Θ{O1,O2,...,ON}。其中，Oi(i＝1,2,...,N)为该客户第i天的用电负荷数据，具体可以表示为Oi{o1,o2,...,oT}；T的取值根据需要进行设置，若采样周期为1小时，则T＝24；若采样周期为30分钟，则T＝48。ot为时间段t的用电负荷。
需要说明的是，为了方便表示，后文对某专变客户一天的用电负荷进行精细化建模时，在不致引发歧义的前提下，省略Oi的下标，表示为O{o1,o2,...,oT}。
获取电力专变客户的用电设备的集合，具体是获取主要用电设备的集合，记为Ω，且|Ω|＝K。
根据工作方式可以将电力专变客户的用电设备分为刚性设备和柔性设备。刚性设备的用电时间段相对固定，客户一旦需要其工作时，刚性设备是无条件开启的，因此刚性设备不具备调度潜力。而柔性设备具有较高的时间弹性，其工作时间可以适度调整，可以通过优化调度选择较低电价时段运行以减少目标客户用电费用。将电力专变客户的刚性设备的集合记为Ωr，将电力专变客户的柔性设备的集合记为Ωf，且满足Ωr∩Ωf＝Φ和Ωr∪Ωf＝Ω。
进一步地，柔性设备可以分为可中断设备和不可中断设备。可中断设备可以立即开启或关闭，可以通过调度手段在期望时间段内任意决定其工作时间。不可中断设备一旦开启，必须连续工作若干时间段后方可关闭。记可中断设备的集合为Ωin，记不可中断设备的集合为Ωnon，且满足Ωin∩Ωnon＝Φ和Ωin∪Ωnon＝Ωf。
获取电力专变客户的各个柔性设备的额定功率，记为
Figure BDA0002952341530000041
获取电力专变客户的各个柔性设备每天需要完成的工作量，记为最小日工作量，用设备消耗的电量表示，记为
Figure BDA0002952341530000051
其中，典型日的电价数据可以是上述供电区域的典型日的电价数据，可以记为γ1,γ2,...,γT。
S102：基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集。
在本发明的一个实施例中，上述S102可以包括：
步骤2.1：基于因子隐马尔可夫模型对电力专变客户的用电负荷进行建模，得到初始负荷模型。
具体地，参见图2，图2为电力专变客户的用电负荷的初始负荷模型，定义如下：
Figure BDA0002952341530000052
表示电力专变客户第k(k＝1,2,...,K)个柔性设备工作过程的状态序列，并且各柔性设备的状态序列相互独立；
S{s1,s2,...,sT}：表示电力专变客户所有柔性设备工作过程的总状态序列，其中st表示同一时间段各个柔性设备的状态组合，即
Figure BDA0002952341530000053
O{o1,o2,...,oT}：表示电力专变客户入口处观测的总负荷序列。
其中，总负荷序列可以通过电力专变客户入口处的智能量测仪表获得，各个柔性设备的状态序列无法通过观测获得。
假设所有柔性设备仅包含整数个状态，则初始负荷模型的总状态空间容量为各柔性设备所含状态数的乘积。记所建立初始负荷模型的总状态空间为Q{q1,q2,...,ql}，即st(t＝1,2,...,T)只能在Q中取值。
初始负荷模型的模型参数为θ(π,A,φ)，其中：
π为初始状态概率，其元素πi＝P(s1＝qi)i＝1,2,...,l；
A为状态转移矩阵，其元素aij＝P(st＝qj|st-1＝qi)i,j＝1,2,...,l；t＝1,2,...,T；
φ为输出概率，其元素bi(ot)＝P(ot|st＝qi)，一般用高斯分布描述，即
Figure BDA0002952341530000061
其中，μi，
Figure BDA0002952341530000062
分别表示状态qi对应高斯分布的均值和方差。
步骤2.2：基于EM(expectation maximization，期望最大)算法，根据电力专变客户的用电信息对初始负荷模型进行训练，得到最终负荷模型。
具体地。根据电力专变客户的历史用电负荷数据，应用EM算法训练获得初始负荷模型的参数估计，即θ(π,A,φ)。在本发明实施例中，将参数训练完毕后的初始负荷模型称为最终负荷模型。
其中，将历史用电负荷数据的前D天的用电负荷数据作为训练数据，后R天的用电负荷数据作为测试数据。
具体步骤如下：
1)输入：训练数据{O1,O2,...,OD}；
2)初始化θ0，令k＝0；
3)E步：计算对数似然函数的期望：
Figure BDA0002952341530000063
4)M步：计算使对数似然函数期望最大的模型参数：
Figure BDA0002952341530000064
5)若||θm+1-θm||＜ε，则算法收敛，迭代结束，输出θ＝θm+1；否则，令m＝m+1，回到第3)步。
其中，ε为一极小数，用于算法收敛判别，可根据实际需要选取10-1、10-2、10-3等。
步骤2.3：基于Viterbi算法，根据最终负荷模型进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集。
具体地，首先，获取电力专变客户的典型日的用电负荷数据，根据该典型日的用电负荷数据，利用Viterbi算法得到电力专变客户的典型日的用电总状态序列。
必要变量定义如下：
定义在时刻t状态为qi(qi∈Q)的所有单个路径(s1，s2，...，st)中的概率最大值为
Figure BDA0002952341530000071
由定义可得δt的递推公式为
Figure BDA0002952341530000072
定义在时刻t状态为qi(qi∈Q)的所有单个路径(s1，s2，...，st)中的概率最大路径的第t-1个结点为
Figure BDA0002952341530000073
其中，aji是状态转移矩阵的元素；l为状态空间中状态的总数目。
算法具体步骤如下：
1)输入：最终负荷模型参数θ(π,A,φ)，观测序列O{o1,o2,...,oT}。
2)初始化局部状态：
δ1(i)＝πibi(o1)；
其中，δ1(i)表示t＝1时状态s1＝qi(qi∈Q)且观测为o1的概率。
3)递推，获得各时刻的局部状态：
Figure BDA0002952341530000074
Figure BDA0002952341530000075
4)计算时刻T最大的δT(i)和ψT(i)：
Figure BDA0002952341530000076
Figure BDA0002952341530000077
其中，P*为最有可能的状态序列出现的概率，
Figure BDA0002952341530000081
为T时刻最可能的状态。
5)最优状态回溯：
Figure BDA0002952341530000082
6)得到最有可能的状态序列
Figure BDA0002952341530000083
然后，对电力专变客户的所有测试数据{OD+1,OD+2,...,OD+R}，采用上述方法计算相应的用电总状态序列集{S1,S2,...,SR}。
S103：根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数。
在本发明的一个实施例中，上述S103可以包括：
步骤3.1：根据电力专变客户的用电总状态序列集，确定电力专变客户的各个柔性设备的使用分布信息。
在本发明实施例中，可以采用现有方法，根据电力专变客户的用电总状态序列集归纳得到该客户的各个柔性设备的使用分布信息，即得到该客户的各个柔性设备在时间段t(1≤t≤T)内的使用概率
Figure BDA0002952341530000084
步骤3.2：根据电力专变客户的各个柔性设备的使用分布信息，确定电力专变客户的各个柔性设备的期望运行时段。
根据电力专变客户的各个柔性设备的使用分布信息，以不小于柔性设备最大使用概率的σ％为限，得到对应的时间区间，作为电力专变客户对柔性设备的期望运行时段，记为
Figure BDA0002952341530000085
其中，
Figure BDA0002952341530000086
表示柔性设备k期望运行时段z的起/止时刻；vk表示柔性设备k期望运行时段总数。
步骤3.3：根据电力专变客户的用电总状态序列集，确定电力专变客户的不可中断设备的最短工作时间；其中，柔性设备包括不可中断设备。
针对电力专变客户，根据得到的用电总状态序列集{S1,S2,...,SR}，归纳得到各不可中断设备的最短工作时间，即不可中断设备“开”、“关”动作间隔时间的最小值，记为
Figure BDA0002952341530000087
S104：基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度。
在本发明的一个实施例中，上述柔性负荷调度模型包括以柔性设备的日运行费用最小为目标的目标函数和约束条件；
约束条件包括柔性设备的日工作量约束、柔性设备的工作时间约束、不可中断设备的最短运行时间约束和客户满意度约束。
在本发明的一个实施例中，目标函数为：
Figure BDA0002952341530000091
其中，
Figure BDA0002952341530000092
表示柔性设备k在时间段t内的运行状态，若柔性设备k在时间段t内运行，则
Figure BDA0002952341530000093
若柔性设备k在时间段t内不运行，则
Figure BDA0002952341530000094
Ωf表示柔性设备的集合；γt表示时间段t内的电价；
Figure BDA0002952341530000095
表示柔性设备k的额定功率；Δt表示时间颗粒度；T表示一天内时间段的总数量；
柔性设备的日工作量约束为：
Figure BDA0002952341530000096
其中，
Figure BDA0002952341530000097
表示柔性设备k的最小日工作量；
柔性设备的工作时间约束为：
Figure BDA0002952341530000098
其中，
Figure BDA0002952341530000099
表示柔性设备k的期望运行时段z的开始时刻；
Figure BDA00029523415300000910
表示柔性设备k的期望运行时段z的结束时刻；vk表示柔性设备k的期望运行时段的数量；
不可中断设备的最短运行时间约束为：
Figure BDA00029523415300000911
其中，
Figure BDA0002952341530000101
表示不可中断设备k在期望运行时段z内开始运行的时刻；
Figure BDA0002952341530000102
表示不可中断设备k的最短工作时间；Ωnon表示不可中断设备的集合；
Figure BDA0002952341530000103
表示不可中断设备k在时刻
Figure BDA0002952341530000104
的运行状态；
Figure BDA0002952341530000105
表示不可中断设备k在时刻
Figure BDA00029523415300001012
的运行状态；
客户满意度约束为：
Figure BDA0002952341530000106
其中，
Figure BDA0002952341530000107
表示柔性设备k在典型日的时间段t内的运行状态；mk表示柔性设备k的客户满意度阈值。
具体地，以柔性设备的日运行费用最小为目标，建立电力专变客户的柔性负荷调度模型。其中，该模型的参数输入可以包括以下参数：
①电力专变客户柔性设备集Ωf、可中断设备集Ωin、不可中断设备集Ωnon；
②电力专变客户柔性设备的额定功率
Figure BDA0002952341530000108
③各柔性设备每天需完成的工作量，即最小日工作量
Figure BDA0002952341530000109
④不可中断设备的最短工作时间
Figure BDA00029523415300001010
⑤柔性设备的期望运行时段
Figure BDA00029523415300001011
⑥典型日电价数据γ1,γ2,...,γT。
在本发明实施例中，以电力专变客户的所有柔性设备的日运行费用最小为优化调度的目标。柔性设备的日工作量约束是指柔性设备的日工作量要满足目标的任务需求；柔性设备的工作时间约束是指柔性设备要在负荷的期望运行时间段内工作；不可中断设备的最短运行时间约束是指不可中断设备要满足最短运行时间约束；客户满意度约束是指柔性设备运行情况尽量符合电力专变客户的使用习惯。
对建立的柔性负荷调度模型进行求解，得到柔性负荷调度方案，即各个柔性设备的运行情况
Figure BDA0002952341530000111
由上述描述可知，本发明实施例首先获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据，然后基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集，接着根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数，最后基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度，可以实现对电力专变客户柔性负荷的精细化调度。
本发明实施例可以辨识10kV电力专变客户的设备级负荷特征，实现对10kV电力专变客户柔性负荷的精细化调度，有利于减少电力专变客户的用电费用，同时引导专变客户参与电网调峰，实现节约电能、提高能源利用率以及提高电网运行安全性和稳定性的目的。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上述电力专变客户柔性负荷调度方法，本发明一实施例还提供了一种电力专变客户柔性负荷调度装置。图3是本发明一实施例提供的电力专变客户柔性负荷调度装置的示意框图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
在本发明实施例中，电力专变客户柔性负荷调度装置30可以包括获取模块301、负荷分解模块302、负荷参数确定模块303和负荷调度模块304。
其中，获取模块301，用于获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据；
负荷分解模块302，用于基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集；
负荷参数确定模块303，用于根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数；
负荷调度模块304，用于基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度。
可选地，获取模块301还用于：
获取目电力专变客户的历史用电负荷数据、柔性设备集合、各个柔性设备的额定功率以及各个柔性设备的最小日工作量。
可选地，负荷分解模块302还用于：
基于因子隐马尔可夫模型对电力专变客户的用电负荷进行建模，得到初始负荷模型；
基于EM算法，根据电力专变客户的用电信息对初始负荷模型进行训练，得到最终负荷模型；
基于Viterbi算法，根据最终负荷模型进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集。
可选地，负荷参数确定模块303还可以用于：
根据电力专变客户的用电总状态序列集，确定电力专变客户的各个柔性设备的使用分布信息；
根据电力专变客户的各个柔性设备的使用分布信息，确定电力专变客户的各个柔性设备的期望运行时段；
根据电力专变客户的用电总状态序列集，确定电力专变客户的不可中断设备的最短工作时间；其中，柔性设备包括不可中断设备。
可选地，柔性负荷调度模型包括以柔性设备的日运行费用最小为目标的目标函数和约束条件；
约束条件包括柔性设备的日工作量约束、柔性设备的工作时间约束、不可中断设备的最短运行时间约束和客户满意度约束。
可选地，目标函数为：
Figure BDA0002952341530000131
其中，
Figure BDA0002952341530000132
表示柔性设备k在时间段t内的运行状态，若柔性设备k在时间段t内运行，则
Figure BDA0002952341530000133
若柔性设备k在时间段t内不运行，则
Figure BDA0002952341530000134
Ωf表示柔性设备的集合；γt表示时间段t内的电价；
Figure BDA0002952341530000135
表示柔性设备k的额定功率；Δt表示时间颗粒度；T表示一天内时间段的总数量；
柔性设备的日工作量约束为：
Figure BDA0002952341530000136
其中，
Figure BDA0002952341530000137
表示柔性设备k的最小日工作量；
柔性设备的工作时间约束为：
Figure BDA0002952341530000138
其中，
Figure BDA0002952341530000139
表示柔性设备k的期望运行时段z的开始时刻；
Figure BDA00029523415300001310
表示柔性设备k的期望运行时段z的结束时刻；vk表示柔性设备k的期望运行时段的数量；
不可中断设备的最短运行时间约束为：
Figure BDA00029523415300001311
其中，
Figure BDA00029523415300001312
表示不可中断设备k在期望运行时段z内开始运行的时刻；
Figure BDA00029523415300001313
表示不可中断设备k的最短工作时间；Ωnon表示不可中断设备的集合；
Figure BDA00029523415300001314
表示不可中断设备k在时刻
Figure BDA00029523415300001315
的运行状态；
Figure BDA00029523415300001316
表示不可中断设备k在时刻
Figure BDA00029523415300001317
的运行状态；
客户满意度约束为：
Figure BDA0002952341530000141
其中，
Figure BDA0002952341530000142
表示柔性设备k在典型日的时间段t内的运行状态；mk表示柔性设备k的客户满意度阈值。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述电力专变客户柔性负荷调度装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图4所示，该实施例的终端设备40包括：一个或多个处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402中并可在所述处理器401上运行的计算机程序403。所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各个电力专变客户柔性负荷调度方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述电力专变客户柔性负荷调度装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块301至304的功能。
示例性地，所述计算机程序403可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器402中，并由所述处理器401执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序403在所述终端设备40中的执行过程。例如，所述计算机程序403可以被分割成获取模块、负荷分解模块、负荷参数确定模块和负荷调度模块，各模块具体功能如下：
获取模块，用于获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据；
负荷分解模块，用于基于电力专变客户的用电信息，对电力专变客户进行负荷分解，得到电力专变客户的用电总状态序列集；
负荷参数确定模块，用于根据电力专变客户的用电总状态序列集，得到电力专变客户的设备级负荷参数；
负荷调度模块，用于基于电力专变客户的用电信息、电价数据和电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据负荷调度方案进行柔性负荷调度。
其它模块或者单元可参照图3所示的实施例中的描述，在此不再赘述。
所述终端设备40可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备40包括但不仅限于处理器401、存储器402。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备40的一个示例，并不构成对终端设备40的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备40还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器402可以是所述终端设备40的内部存储单元，例如终端设备40的硬盘或内存。所述存储器402也可以是所述终端设备40的外部存储设备，例如所述终端设备40上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器402还可以既包括终端设备40的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器402用于存储所述计算机程序403以及所述终端设备40所需的其他程序和数据。所述存储器402还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的电力专变客户柔性负荷调度装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电力专变客户柔性负荷调度装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电力专变客户柔性负荷调度方法，其特征在于，包括：
获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据；
基于所述电力专变客户的用电信息，对所述电力专变客户进行负荷分解，得到所述电力专变客户的用电总状态序列集；
根据所述电力专变客户的用电总状态序列集，得到所述电力专变客户的设备级负荷参数；
基于所述电力专变客户的用电信息、所述电价数据和所述电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据所述负荷调度方案进行柔性负荷调度；
所述柔性负荷调度模型包括以柔性设备的日运行费用最小为目标的目标函数和约束条件；
所述约束条件包括柔性设备的日工作量约束、柔性设备的工作时间约束、不可中断设备的最短运行时间约束和客户满意度约束；
所述目标函数为：
Figure FDA0003457294300000011
其中，SWt k表示柔性设备k在时间段t内的运行状态，若柔性设备k在时间段t内运行，则SWt k＝1，若柔性设备k在时间段t内不运行，则SWt k＝0；Ωf表示柔性设备的集合；γt表示时间段t内的电价；
Figure FDA0003457294300000012
表示柔性设备k的额定功率；Δt表示时间颗粒度；T表示一天内时间段的总数量；
所述柔性设备的日工作量约束为：
Figure FDA0003457294300000013
其中，
Figure FDA0003457294300000014
表示柔性设备k的最小日工作量；
所述柔性设备的工作时间约束为：
Figure FDA0003457294300000021
其中，
Figure FDA0003457294300000022
表示柔性设备k的期望运行时段z的开始时刻；
Figure FDA0003457294300000023
表示柔性设备k的期望运行时段z的结束时刻；vk表示柔性设备k的期望运行时段的数量；
所述不可中断设备的最短运行时间约束为：
Figure FDA0003457294300000024
其中，
Figure FDA0003457294300000025
表示不可中断设备k在期望运行时段z内开始运行的时刻；
Figure FDA0003457294300000026
表示不可中断设备k的最短工作时间；Ωnon表示不可中断设备的集合；
Figure FDA0003457294300000027
表示不可中断设备k在时刻
Figure FDA0003457294300000028
的运行状态；
Figure FDA0003457294300000029
表示不可中断设备k在时刻
Figure FDA00034572943000000210
的运行状态；
所述客户满意度约束为：
Figure FDA00034572943000000211
其中，
Figure FDA00034572943000000212
表示柔性设备k在典型日的时间段t内的运行状态；mk表示柔性设备k的客户满意度阈值。
2.根据权利要求1所述的电力专变客户柔性负荷调度方法，其特征在于，所述获取电力专变客户的用电信息，包括：
获取目电力专变客户的历史用电负荷数据、柔性设备集合、各个柔性设备的额定功率以及各个柔性设备的最小日工作量。
3.根据权利要求1所述的电力专变客户柔性负荷调度方法，其特征在于，所述基于所述电力专变客户的用电信息，对所述电力专变客户进行负荷分解，得到所述电力专变客户的用电总状态序列集，包括：
基于因子隐马尔可夫模型对所述电力专变客户的用电负荷进行建模，得到初始负荷模型；
基于EM算法，根据所述电力专变客户的用电信息对所述初始负荷模型进行训练，得到最终负荷模型；
基于Viterbi算法，根据所述最终负荷模型进行负荷分解，得到所述电力专变客户的用电总状态序列集。
4.根据权利要求1所述的电力专变客户柔性负荷调度方法，其特征在于，所述根据所述电力专变客户的用电总状态序列集，得到所述电力专变客户的设备级负荷参数，包括：
根据所述电力专变客户的用电总状态序列集，确定所述电力专变客户的各个柔性设备的使用分布信息；
根据所述电力专变客户的各个柔性设备的使用分布信息，确定所述电力专变客户的各个柔性设备的期望运行时段；
根据所述电力专变客户的用电总状态序列集，确定所述电力专变客户的不可中断设备的最短工作时间；其中，所述柔性设备包括所述不可中断设备。
5.一种电力专变客户柔性负荷调度装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电力专变客户的用电信息，并获取典型日的电价数据；
负荷分解模块，用于基于所述电力专变客户的用电信息，对所述电力专变客户进行负荷分解，得到所述电力专变客户的用电总状态序列集；
负荷参数确定模块，用于根据所述电力专变客户的用电总状态序列集，得到所述电力专变客户的设备级负荷参数；
负荷调度模块，用于基于所述电力专变客户的用电信息、所述电价数据和所述电力专变客户的设备级负荷参数，根据预设的柔性负荷调度模型，得到柔性负荷调度方案，并根据所述负荷调度方案进行柔性负荷调度；
所述柔性负荷调度模型包括以柔性设备的日运行费用最小为目标的目标函数和约束条件；
所述约束条件包括柔性设备的日工作量约束、柔性设备的工作时间约束、不可中断设备的最短运行时间约束和客户满意度约束；
所述目标函数为：
Figure FDA0003457294300000041
其中，SWt k表示柔性设备k在时间段t内的运行状态，若柔性设备k在时间段t内运行，则SWt k＝1，若柔性设备k在时间段t内不运行，则SWt k＝0；Ωf表示柔性设备的集合；γt表示时间段t内的电价；
Figure FDA0003457294300000042
表示柔性设备k的额定功率；Δt表示时间颗粒度；T表示一天内时间段的总数量；
所述柔性设备的日工作量约束为：
Figure FDA0003457294300000043
其中，
Figure FDA0003457294300000044
表示柔性设备k的最小日工作量；
所述柔性设备的工作时间约束为：
Figure FDA0003457294300000045
其中，
Figure FDA0003457294300000046
表示柔性设备k的期望运行时段z的开始时刻；
Figure FDA0003457294300000047
表示柔性设备k的期望运行时段z的结束时刻；vk表示柔性设备k的期望运行时段的数量；
所述不可中断设备的最短运行时间约束为：
Figure FDA0003457294300000048
其中，
Figure FDA0003457294300000049
表示不可中断设备k在期望运行时段z内开始运行的时刻；
Figure FDA00034572943000000410
表示不可中断设备k的最短工作时间；Ωnon表示不可中断设备的集合；
Figure FDA00034572943000000411
表示不可中断设备k在时刻
Figure FDA00034572943000000412
的运行状态；
Figure FDA00034572943000000413
表示不可中断设备k在时刻
Figure FDA00034572943000000414
的运行状态；
所述客户满意度约束为：
Figure FDA0003457294300000051
其中，
Figure FDA0003457294300000052
表示柔性设备k在典型日的时间段t内的运行状态；mk表示柔性设备k的客户满意度阈值。
6.根据权利要求5所述的电力专变客户柔性负荷调度装置，其特征在于，所述获取模块还用于：
获取目电力专变客户的历史用电负荷数据、柔性设备集合、各个柔性设备的额定功率以及各个柔性设备的最小日工作量。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述电力专变客户柔性负荷调度方法的步骤。
8.一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程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述电力专变客户柔性负荷调度方法的步骤。
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