CN113054659A - 一种电能智慧配送系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电能智慧配送系统，包括：故障管理子系统和调度子系统；故障管理子系统负责监测电网故障，在出现故障后，向调度子系统发起智能调度请求，在得到智能调度响应后执行智能调度命令；调度子系统负责根据故障管理子系统的请求，完成智能调度运算，产生独立集列表，并反馈给故障管理子系统，故障管理子系统配置独立集列表中各个独立集内部独立供电运行，配置独立集以外的子区域做断电停运。本发明在电网出现故障后，对电网服务区域进行分解，智能的利用分布式电网中各电源子系统为关联区域继续提供电能供应服务，从而达到降低电网故障影响面并提升能源利用效率的目的。

Description

一种电能智慧配送系统
技术领域
本发明涉及电能配送领域，特别涉及一种电能智慧配送系统。
背景技术
随着人类信息化、工业化的快速发展，人类社会能源消耗长期呈高速增长态势，给能源供给带来极大的挑战，作为牵涉社会民生、工业基础的电能供应，更是如此。
为了缓解电能供应压力，国家出台相关政策鼓励分布式发电并网政策，由此调动各区域民间资源，广泛的利用水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能这些能源，来为电能提供有效补充，从而达到通过广泛发展绿色能源来缓解电能供应压力的目的。
现网中对分布式发电技术的管理还比较粗糙，主要对已认证的分布式电源进行电能并入管理，在电网出现故障之后，往往是直接切断分布式电源的电能供应，以保障线路检修安全。
然而，从电能供应有效性的角度看，在保障线路检修安全下，如何有效的调度分布式电源子系统对相关区域继续做电能供给，降低电网故障影响面并提升能源利用效率，则是现有技术有待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电能智慧配送系统，用以在电网出现故障后降低故障影响面并提升能源利用效率。
本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：
本发明提供了一种电能智慧配送系统，包括：故障管理子系统和调度子系统；
故障管理子系统：该子系统负责监测电网故障，在出现故障后，向调度子系统发起智能调度请求，在得到智能调度响应后执行智能调度命令；
调度子系统：该子系统负责根据故障管理子系统的请求，完成智能调度运算，产生独立集列表，并反馈给故障管理子系统；
故障管理子系统和调度子系统相互通讯进行智能调度的具体步骤为:
步骤1、调度子系统接收故障管理子系统的智能调度请求信息；
步骤2、调度子系统获取电网拓扑信息；
步骤3、调度子系统对电网拓扑进行独立集提取，形成独立集列表，并向故障管理子系统发送智能调度响应信息；
步骤4、故障管理子系统配置独立集列表中各个独立集内部独立供电运行，配置独立集以外的子区域做断电停运；
所述独立集为含有分布式电源子系统且储能与能耗平衡的电网子区域。
优选地，所述步骤1中，所述智能调度请求信息至少包括故障区域信息。
优选地，所述步骤2中，所述电网拓扑信息至少包括所述故障区域内可隔离管理的子区域信息、各子区域间的互连互通信息、各子区域内分布式电源子系统信息、各子区域内能耗信息。
优选地，所述步骤3中，所述调度子系统对电网拓扑进行独立集提取的方法为：
步骤3.1、核算每个子区域的储能与能耗比值，按照该比值从大到小对各个子区域进行排序，形成队列A，每个子区域的储能为所述子区域内所有电源子系统的储能总和；
步骤3.2、从队列A中选出储能与能耗比值大于等于1的元素，并按照队列A的排序次序，形成队列B1，选出储能与能耗比值小于1的元素，并按照队列A的排序次序，形成队列B2；清空独立集列表IsolateList；
步骤3.3、判断队列B1是否为空，
若是，则跳转到步骤3.8，
若否，则判断队列B2是否为空，
若是，则把B1中每个子区域作为一个独立集存储到IsolateList中，并跳转到步骤3.8，
若否，则从队列B1中获取第一个元素K，并把K从队列B1中删除，而后跳转到步骤3.4；
步骤3.4、根据电网拓扑信息，从队列B2中，选出与元素K所对应的子区域可互连互通且储能与能耗比值最大的元素M；
步骤3.5、判断元素K与元素M所对应的子区域合并后储能与能耗比值是否大于等于1，
若是，则把元素K与元素M所对应的子区域进行合并，合并后重新定义为元素K，并从队列B2中删除元素M，而后跳转到步骤3.4，
若否，则把元素K满足K自身所对应区域能耗之外的剩余的储能划分给元素M，并把元素M标识为元素K的依赖元素，跳转到步骤3.6；
步骤3.6、判定元素K中是否存在依赖元素，
若是，则把元素K合并到IsolateList中依赖元素所依赖的独立集中，
若否，则把元素K添加为IsolateList中新增的一个独立集；
步骤3.7、跳转到步骤3.3；
步骤3.8、输出独立集列表IsolateList。
优选地，所述步骤4中，所述故障管理子系统按照独立集信息，把独立集对应的子区域与外界切断，配通独立集内各个子区域的连通开关并开启各个子区域内的所有电源子系统，并把独立集以外区域的供电切断。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：
本发明所涉及的一种电能智慧配送系统在电网出现故障后，对电网服务区域进行分解，智能的利用分布式电网中各电源子系统为关联区域继续提供电能供应服务，从而达到降低电网故障影响面并提升能源利用效率的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种实施例的方法流程示意图，
图2是本发明一种实施例的系统示意图，
图3是本发明一种实施例的现场实施示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。
如图1至图2所示，本发明提供了一种电能智慧配送系统，包括：故障管理子系统和调度子系统；
故障管理子系统：该子系统负责监测电网故障，在出现故障后，向调度子系统发起智能调度请求，在得到智能调度响应后执行智能调度命令；
调度子系统：该子系统负责根据故障管理子系统的智能调度请求，完成智能调度运算，产生独立集列表，并反馈给故障管理子系统；
故障管理子系统和调度子系统相互通讯进行智能调度的具体步骤为:
步骤1、调度子系统接收故障管理子系统的智能调度请求信息；
步骤2、调度子系统获取电网拓扑信息；
步骤3、调度子系统对电网拓扑进行独立集提取，形成独立集列表，并向故障管理子系统发送智能调度响应信息；
步骤4、故障管理子系统配置独立集列表中各个独立集内部独立供电运行，配置独立集以外的子区域做断电停运；
所述独立集为含有分布式电源子系统且储能与能耗平衡的电网子区域。
本发明还提供一种电能智慧配送方法，所述方法与步骤1至步骤4的集体方法一致。
所述步骤1中，所述智能调度请求信息至少包括故障区域信息。
所述步骤2中，所述电网拓扑信息至少包括所述故障区域内可隔离管理的子区域信息、各子区域间的互连互通信息、各子区域内分布式电源子系统信息、各子区域内能耗信息。
所述调度子系统和故障管理子系统中预设有管控区域整体拓扑，所述调度子系统根据所述故障管理子系统传输的故障区域信息对管控区域整体拓扑进行匹配，提取所述故障区域内可隔离管理的子区域信息、各子区域间的互连互通信息、各子区域内分布式电源子系统信息、各子区域内能耗信息生成所述故障区域对应的电网拓扑信息。
所述步骤3中，所述调度子系统对电网拓扑进行独立集提取的方法为：
步骤3.1、核算每个子区域的储能与能耗比值，按照该比值从大到小对各个子区域进行排序，形成队列A，每个子区域的储能为所述子区域内所有电源子系统的储能总和；
步骤3.2、从队列A中选出储能与能耗比值大于等于1的元素，并按照队列A的排序次序，形成队列B1，选出储能与能耗比值小于1的元素，并按照队列A的排序次序，形成队列B2；清空独立集列表IsolateList；
步骤3.3、判断队列B1是否为空，
若是，则跳转到步骤3.8，
若否，则判断队列B2是否为空，
若是，则把B1中每个子区域作为一个独立集存储到IsolateList中，并跳转到步骤3.8，
若否，则从队列B1中获取第一个元素K，并把K从队列B1中删除，而后跳转到步骤3.4；
步骤3.4、根据电网拓扑信息，从队列B2中，选出与元素K所对应的子区域可互连互通且储能与能耗比值最大的元素M；
步骤3.5、判断元素K与元素M所对应的子区域合并后储能与能耗比值是否大于等于1，
若是，则把元素K与元素M所对应的子区域进行合并，合并后重新定义为元素K，并从队列B2中删除元素M，而后跳转到步骤3.4，
若否，则把元素K满足K自身所对应区域能耗之外的剩余的储能划分给元素M，并把元素M标识为元素K的依赖元素，跳转到步骤3.6；
步骤3.6、判定元素K中是否存在依赖元素，
若是，则把元素K合并到IsolateList中依赖元素所依赖的独立集，
若否，则把元素K添加为IsolateList中新增的一个独立集；
步骤3.7、跳转到步骤3.3；
步骤3.8、输出独立集列表IsolateList。
所述步骤3.2中，所述独立集列表IsolateList为预设的运算用集合，便于运算。所述步骤3.5和步骤3.6中，将元素M标识为元素K的依赖元素只是建立了元素M对元素K的依赖关系，并不是将元素M与元素K合并，元素K中不存在元素元素M。比如，在某一次迭代中，在步骤3.5中，将队列B2里面的元素M1标识为队列B1中的元素K1的依赖元素，则在步骤3.6中，对元素K1中是否存在依赖元素进行判断，若元素K1中不存在依赖元素，则将K1作为IsolateList中新增的一个独立集，在接下来的某次迭代的步骤3.4中，发现队列B1里面的元素K2和元素M1对应的子区域相互连通且M1在与K2相互连通的子区域中储能与能耗比值最大，则在步骤3.5中，判断元素K2与元素M1所对应的子区域合并后储能与能耗比值是否大于等于1，若是，则将K2与M1合并生成新的K2，在步骤3.6中，判断新的K2中含有K1的依赖元素M1，则将K2合并到K1所对应的独立集中。
所述步骤3中，所述智能调度响应信息至少包括独立集列表信息。
所述步骤4，所述故障管理子系统按照独立集信息，把独立集对应的子区域与外界切断，配通独立集内各个子区域的连通开关并开启各个子区域内的所有电源子系统，并把独立集以外区域的供电切断。
下面用具体的实施例来描述本发明的具体实施方式：
实施例：如图3所述，本实施例中，包括12个子区域，3个分布式电源子系统，互联互通可配置关系如图中连线示意。某时刻，故障管理子系统监测到传统发电站出现故障，于是向调度子系统发送智能调度请求信息，调度子系统收到智能调度请求后，启动智能调度运算：
首先，根据步骤3.1的做法，核算每个子区域的储能与能耗比值，按照该比值从大到小对各个子区域进行排序，形成队列A，队列A的构成为：{子区域6、子区域9、子区域3、子区域10、子区域1、子区域2、子区域4、子区域8、子区域7、子区域5、子区域11、子区域12}；
接着，根据步骤3.2的做法，选出队列B1、队列B2，假如子区域6、子区域9储能与能耗比值大于等于1，其他子区域储能与能耗比值小于1，则B1的构成为{子区域6、子区域9}，B2的构成为{子区域3、子区域10、子区域1、子区域2、子区域4、子区域8、子区域7、子区域5、子区域11、子区域12}，并清空独立集列表IsolateList；
接着，根据步骤3.3，从队列B1中获取第一个元素K(对应子区域6)，并把K从队列B1中删除，即队列B1更新为{子区域9}；
接着，根据步骤3.4，根据网络拓扑，从队列B2中，选出与元素K所对应的子区域可互连互通且储能与能耗比最大的元素M，从图3可以看到，与元素K(对应子区域6)可互联互通的元素有子区域5、子区域7，由于子区域7排在前面，因此，元素M对应子区域7；
接着，根据步骤3.5，判断元素K与元素M所对应的子区域合并后储能与能耗比是否大于等于1，本实施例中，合并后储能与能耗比大于1，因此，把元素K与元素M所对应的子区域进行合并，合并后重新定义为元素K(此时元素K对应{子区域6、子区域7})，并从队列B2中删除元素M，即队列B2更新为{子区域3、子区域10、子区域1、子区域2、子区域4、子区域8、子区域5、子区域11、子区域12}，并再次根据步骤3.4，重新从队列B2中选出与元素K所对应的子区域可互连互通且储能与能耗比最大的元素M，从图3可以看到，与元素K(对应{子区域6、子区域7})可互联互通的元素有子区域5、子区域8，由于子区域8排在前面，因此，元素M对应子区域8；接着，再次根据步骤3.5，判断元素K与元素M所对应的子区域合并后储能与能耗比是否大于等于1，本实施例中，此次合并后储能与能耗比大于1，因此，把元素K与元素M所对应的子区域进行合并，合并后重新定义为元素K(此时元素K对应{子区域6、子区域7，子区域8})，并从队列B2中删除元素M，即队列B2更新为{子区域3、子区域10、子区域1、子区域2、子区域4、子区域5、子区域11、子区域12}，并再次根据步骤3.4，重新从队列B2中选出与元素K所对应的子区域可互连互通且储能与能耗比最大的元素M，从图3可以看到，与元素K(对应{子区域6、子区域7，子区域8})可互联互通的元素只有子区域5，因此，元素M对应子区域5；接着，再次根据步骤3.5，判断元素K与元素M所对应的子区域合并后储能与能耗比是否大于等于1，本实施例中，此次合并后储能与能耗比小于1，因此，把元素K满足K自身所对应区域能耗之外的剩余的储能(即子区域6、子区域7、子区域8内所有电源子系统的储能减去子区域6、子区域7、子区域8能耗后的电能)划分给元素M，并把元素M标识为依赖元素(即子区域5标识为依赖元素)，所述元素M所依赖的独立集为所述步骤3.6所确定的元素K所属的独立集(即IsolateList中第一个独立集，详见接下来这段的说明)；
接着，根据步骤3.6，判定元素K中是否存在依赖元素，由于元素K对应{子区域6、子区域7、子区域8}，而{子区域6、子区域7、子区域8}都不属于依赖元素，因此，直接把元素K(即{子区域6、子区域7、子区域8})添加为IsolateList中新增的一个独立集，即成为了IsolateList中第一个独立集；
接着，跳转到步骤3.3，根据步骤3.3，从队列B1中获取第一个元素K(对应子区域9)，并把K从队列B1中删除，即队列B1更新为空；
接着，根据步骤3.4，根据网络拓扑，从队列B2中，选出与元素K所对应的子区域可互连互通且储能与能耗比最大的元素M，从图3可以看到，与元素K(对应子区域9)可互联互通的元素有子区域5、子区域10，由于子区域10排在前面，因此，元素M对应子区域10；
接着，根据步骤3.5，判断到子区域9与子区域10合并后，储能与能耗比大于1，于是，根据步骤3.4-3.5，进行下一个子区域合并，本实施例中，最后子区域5、子区域9、子区域10合并后，储能与能耗比为1，此时根据步骤3.6，判断元素K中是否存在依赖元素，由于元素K由{子区域5、子区域9、子区域10}构成，而其中子区域5为依赖元素，所依赖的独立集为IsolateList中第一个独立集，因此，则把元素K，即{子区域5、子区域9、子区域10}合并到IsolateList中第一个独立集中，即IsolateList中第一个独立集对应{子区域6、子区域7、子区域8、子区域5、子区域9、子区域10}；
接着，根据步骤3.7，跳转到步骤3.3，由于步骤3.3判定B1为空，因此，直接跳转到步骤3.8；
接着，根据步骤3.8，输出IsolateList独立集列表，该列表只有一个元素，对应{子区域6、子区域7、子区域8、子区域5、子区域9、子区域10}
接着，调度子系统把IsolateList独立集列表输出故障管理子系统。
接着，故障管理子系统按照IsolateList信息，把独立集与外界切断，配通独立集内各个子区域的连通开关并开启独立集内的所有电源子系统，并把IsolateList以外区域的供电切断。
传统的电网配送管理模式下，在电网出现故障之后，往往是直接切断分布式电源的电能供应，以保障线路检修安全，导致故障影响面大，分布式电源储能利用率低下。而采用本实施例的方法，在电网出现故障后，通过电能智能配送管理，在保障线路检修安全的前提下，对电网服务区域进行分解，智能的利用分布式电网中各电源子系统为关联区域继续提供电能供应服务，本实施例中实现12个子区域中6个子区域正常供电服务，故障影响面降低为原来的50％，从而达到降低电网故障影响面并提升能源利用效率的目的。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种电能智慧配送系统，其特征在于，包括：故障管理子系统和调度子系统；
故障管理子系统：该子系统负责监测电网故障，在出现故障后，向调度子系统发起智能调度请求，在得到智能调度响应后执行智能调度命令；
调度子系统：该子系统负责根据故障管理子系统的请求，完成智能调度运算，产生独立集列表，并反馈给故障管理子系统；
故障管理子系统和调度子系统相互通讯进行智能调度的具体步骤为:
步骤1、调度子系统接收故障管理子系统的智能调度请求信息；
步骤2、调度子系统获取电网拓扑信息；
步骤3、调度子系统对电网拓扑进行独立集提取，形成独立集列表，并向故障管理子系统发送智能调度响应信息；
步骤4、故障管理子系统配置独立集列表中各个独立集内部独立供电运行，配置独立集以外的子区域做断电停运；
所述独立集为含有分布式电源子系统且储能与能耗平衡的电网子区域。
2.根据权利要求1所述的一种电能智慧配送系统，其特征在于：
所述步骤1中，所述智能调度请求信息至少包括故障区域信息。
3.根据权利要求2所述的一种电能智慧配送系统，其特征在于：
所述步骤2中，所述电网拓扑信息至少包括所述故障区域内可隔离管理的子区域信息、各子区域间的互连互通信息、各子区域内分布式电源子系统信息、各子区域内能耗信息。
4.根据权利要求3所述的一种电能智慧配送系统，其特征在于：
所述步骤3中，所述调度子系统对电网拓扑进行独立集提取的方法为：
步骤3.1、核算每个子区域的储能与能耗比值，按照该比值从大到小对各个子区域进行排序，形成队列A，每个子区域的储能为所述子区域内所有电源子系统的储能总和；
步骤3.2、从队列A中选出储能与能耗比值大于等于1的元素，并按照队列A的排序次序，形成队列B1，选出储能与能耗比值小于1的元素，并按照队列A的排序次序，形成队列B2；清空独立集列表IsolateList；
步骤3.3、判断队列B1是否为空，
若是，则跳转到步骤3.8，
若否，则判断队列B2是否为空，
若是，则把B1中每个子区域作为一个独立集存储到IsolateList中，并跳转到步骤3.8，
若否，则从队列B1中获取第一个元素K，并把K从队列B1中删除，而后跳转到步骤3.4；
步骤3.4、根据电网拓扑信息，从队列B2中，选出与元素K所对应的子区域可互连互通且储能与能耗比值最大的元素M；
步骤3.5、判断元素K与元素M所对应的子区域合并后储能与能耗比值是否大于等于1，
若是，则把元素K与元素M所对应的子区域进行合并，合并后重新定义为元素K，并从队列B2中删除元素M，而后跳转到步骤3.4，
若否，则把元素K满足K自身所对应区域能耗之外的剩余的储能划分给元素M，并把元素M标识为元素K的依赖元素，跳转到步骤3.6；
步骤3.6、判定元素K中是否存在依赖元素，
若是，则把元素K合并到IsolateList中依赖元素所依赖的独立集中，
若否，则把元素K添加为IsolateList中新增的一个独立集；
步骤3.7、跳转到步骤3.3；
步骤3.8、输出独立集列表IsolateList。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种电能智慧配送系统，其特征在于：
所述步骤4中，所述故障管理子系统按照独立集信息，把独立集对应的子区域与外界切断，配通独立集内各个子区域的连通开关并开启各个子区域内的所有电源子系统，并把独立集以外区域的供电切断。
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