CN114597958B - 一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，属于电力技术领域，具体方法包括：步骤一：接入电力系统的数据库中，获取电力数据，设置筛选模型，通过筛选模型从电力数据中筛选出清洁能源电力数据和电力高耗数据；步骤二：建立电力数据图，识别电力数据图中的高耗能源点和清洁能源点，建立调度圆，获取调度圆富缺值；步骤三：将调度圆富缺值标记在电力数据图中的对应位置上，将电力数据图中调度圆分为供应调度圆和需求调度圆；步骤四：将供应调度圆内清洁能源点的额外电能产量调度给高耗能源点；基于聚类算法对需求调度圆进行聚类，获得若干个聚类区域，在聚类区域内设置小型清洁能源发电站。

Description

一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法
技术领域
本发明属于电力技术领域，具体是一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法。
背景技术
当前环境的保护理念逐渐加强，现在一方面越来越推荐使用清洁能源电力，对火力发电的生产和排放要求越来越高，与此同时对火力发电燃煤锅炉的烟气排放标准正在逐渐降低，对于氮氧化物甚至提出了近零排放，单纯使用SCR脱硝已经不能满足需求；另一方面对清洁能源电力的开发和利用不足，因此目前需要一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，充分利用现有的电力数据，充分利用和开发清洁能源电力。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，具体方法包括：
步骤一：接入电力系统的数据库中，获取电力数据，设置筛选模型，通过筛选模型从电力数据中筛选出清洁能源电力数据和电力高耗数据；
步骤二：建立电力数据图，识别电力数据图中的高耗能源点和清洁能源点，建立调度圆，获取调度圆富缺值；
步骤三：将调度圆富缺值标记在电力数据图中的对应位置上，将电力数据图中调度圆分为供应调度圆和需求调度圆；
步骤四：将供应调度圆内清洁能源点的额外电能产量调度给高耗能源点；基于聚类算法对需求调度圆进行聚类，获得若干个聚类区域，在聚类区域内设置小型清洁能源发电站，通过小型清洁能源发电站对聚类区域内的高耗能源点和用户进行供电。
进一步地，建立电力数据图的方法包括：
获取电力整合图；识别清洁能源电力数据对应的位置信息，根据识别的清洁能源电力数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为清洁能源点，识别电力高耗数据对应的位置信息，根据识别的电力高耗数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为高耗能源点；将当前的电力整合图标记为电力数据图。
进一步地，获取电力整合图的方法包括：
根据电力数据识别不同的供电区域，获取供电区域内的地图，标记为供电区域地图，实时识别供电区域内用电住户的位置信息，标记为识别住户信息，将供电区域地图内没有的识别住户信息标记待补充住户信息，将待补充住户信息标记在供电区域地图中的对应位置上，将每个供电区域地图打上对应的区域标签，将打上区域标签的供电区域地图进行整合，将整合后的供电区域地图标记为电力整合图。
进一步地，根据高耗能源点设置调度半径的方法包括：
将高耗能源点标记为i，i＝1、2、……、n，n为正整数；获取高耗能源点的用电量，并标记为Li，根据电力数据图设置供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表，识别高耗能源点所属供电区域的区域标签，根据识别的区域标签在供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表中匹配到对的区域密度和清洁能源系数，将区域密度标记为Pi，将清洁能源系数标记为Hi，根据调度半径公式计算高耗能源点的调度半径f(i)。
进一步地，调度半径f(i)的计算公式为：
Figure BDA0003485916900000021
进一步地，在计算高耗能源点的调度半径f(i)前，将高耗能源点的用电量Li、区域密度Pi和清洁能源系数Hi进行数值处理，数值处理后，再进行高耗能源点的调度半径f(i)计算。
进一步地，建立调度圆，获取调度圆富缺值的方法包括：
根据高耗能源点设置调度半径，在电力数据图中以高耗能源点为原点，以调度半径为半径绘制调度圆，将交汇的调度圆合并为一个新的调度圆，识别调度圆内具有的清洁能源点数量，获取各个清洁能源点的额外电能产量，统计各个调度圆内的清洁富余电量，设置调度标准值，根据调度标准值、清洁富余电量和高耗能源点的用电量计算调度圆的富缺值。
进一步地，将交汇的调度圆合并为一个新的调度圆的方法包括：
获取具有的调度圆交汇方式，对每种的调度圆交汇方式设置对应的编号，并绘制调度圆交汇方式图，标记为匹配交汇图，为每个编号设置对应的合并方式，根据设置的合并方式和对应的编号建立调度圆合并表；
获取当前的调度圆交汇图，识别当前的调度圆交汇图中调度圆的数量，将调度圆交汇图与对应调度圆数量的匹配交汇图进行匹配，获得对应的匹配编号，将匹配编号输入到调度圆合并表中进行匹配，获得对应的合并方式，根据获得的合并方式进行调度圆的合并。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过利用现有的电力数据，建立调度圆，确定哪些地区需要进行清洁能源的开发，再通过划分供应调度圆和需求调度圆，充分利用现有的清洁能源产生的电量，合理的规划电能的调度；并通过对应的分析结果，建立合适的小型清洁能源发电站，实现对清洁能源的综合利用，避免资源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的介绍，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为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，具体方法包括：
步骤一：接入电力系统的数据库中，获取电力数据，设置筛选模型，通过筛选模型从电力数据中筛选出清洁能源电力数据和电力高耗数据；其中清洁能源电力数据即为使用清洁能源产生电力的数据，包括位置信息、用户信息、规模信息等，电力高耗数据即为用户的电力消耗数据达到预设值，相当于该用户的电力消耗较高，包括位置信息、用户信息、规模信息；
筛选模型为现有的筛选模型，以清洁能源电力数据和电力高耗数据的筛选标准进行筛选的；
步骤二：建立电力数据图，识别电力数据图中的高耗能源点和清洁能源点，建立调度圆，获取调度圆富缺值；
建立调度圆，获取调度圆富缺值的方法包括：
根据高耗能源点设置调度半径，在电力数据图中以高耗能源点为原点，以调度半径为半径绘制调度圆，将交汇的调度圆合并为一个新的调度圆，识别调度圆内具有的清洁能源点数量，获取各个清洁能源点的额外电能产量，统计各个调度圆内的清洁富余电量，设置调度标准值，调度标准值是根据高耗能源点进行设置的，用于确定高耗能源点需要补充的清洁富余电量的多少，具体数值由专家组根据实际情况进行设置，或者通过建立神经网络模型进行训练设置；根据调度标准值、清洁富余电量和高耗能源点的用电量计算调度圆的富缺值；
根据调度标准值、清洁富余电量和高耗能源点的用电量计算调度圆的富缺值的方法为：根据调度标准值、清洁富余电量和高耗能源点的用电量，利用现有的简单数学公式即可获得调度圆的富缺值，为本领域常识，因此具体的计算步骤在本申请中未进行详细叙述；调度圆富缺值指的是对应调度圆内清洁能源是否富余。
额外电能产量指的是满足用户自用后还多余的电能，例如：用户通过安装太阳能装置进行太阳能发电，产生的电量用户自身是用不完的，多余的将作为额外电能产量。清洁富余电量即为调度圆内额外电能产量的总和。
将交汇的调度圆合并为一个新的调度圆的方法包括：
获取具有的调度圆交汇方式，对每种的调度圆交汇方式设置对应的编号，并绘制调度圆交汇方式图，标记为匹配交汇图，即为每种调度圆交汇方式的图形；为每个编号设置对应的合并方式，具体的合并方式是由专家组进行设置的，例如两个调度圆进行合并，可以采用相切线连线的方式进行合并；根据设置的合并方式和对应的编号建立调度圆合并表；
获取当前的调度圆交汇图，识别当前的调度圆交汇图中调度圆的数量，将调度圆交汇图与对应调度圆数量的匹配交汇图进行匹配，获得对应的匹配编号，将匹配编号输入到调度圆合并表中进行匹配，获得对应的合并方式，根据获得的合并方式进行调度圆的合并。
建立电力数据图的方法包括：
根据电力数据识别不同的供电区域，获取供电区域内的地图，标记为供电区域地图，实时识别供电区域内用电住户的位置信息，标记为识别住户信息，将供电区域地图内没有的识别住户信息标记待补充住户信息，将待补充住户信息标记在供电区域地图中的对应位置上，将每个供电区域地图打上对应的区域标签，将打上区域标签的供电区域地图进行整合，即为根据地理关系将多份的供电区域地图拼凑到一起，将整合后的供电区域地图标记为电力整合图；
识别清洁能源电力数据对应的位置信息，根据识别的清洁能源电力数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为清洁能源点，识别电力高耗数据对应的位置信息，根据识别的电力高耗数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为高耗能源点；将当前的电力整合图标记为电力数据图。
根据高耗能源点设置调度半径的方法包括：
将高耗能源点标记为i，i＝1、2、……、n，n为正整数；获取高耗能源点的用电量，并标记为Li，根据电力数据图设置供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表，识别高耗能源点所属供电区域的区域标签，根据识别的区域标签在供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表中匹配到对的区域密度和清洁能源系数，将区域密度标记为Pi，将清洁能源系数标记为Hi，将高耗能源点的用电量Li、区域密度Pi和清洁能源系数Hi进行数值处理，数值处理后，根据公式：
Figure BDA0003485916900000061
获得高耗能源点的调度半径f(i)；其中Rx为预设的最小调度半径，由专家组根据不同的供电区域进行设置的，可以根据高耗能源点所属的区域标签进行匹配；Ri为高耗能源点计算半径。
根据电力数据图设置供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表的方法包括：
建立赋值模型，赋值模型是基于CNN网络或DNN网络进行建立的，通过建立训练集进行训练，训练集包括电力数据图中各个供电区域对应的数据和根据供电区域数据设置的区域密度和供电区域清洁能源系数，通过赋值模型对电力数据图进行分析，获得各个供电区域的区域密度和清洁能源系数，根据获得区域密度和清洁能源系数建立供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表。
将高耗能源点的用电量Li、区域密度Pi和清洁能源系数Hi进行数值处理的方法包括：
先进行去除量纲，由专家组根据高耗能源点的用电量Li、区域密度Pi和清洁能源系数Hi设置公式转化模板，根据公式转化模型对高耗能源点的用电量Li、区域密度Pi和清洁能源系数Hi进行处理，使其达到带入公式进行计算的条件。
步骤三：将调度圆富缺值标记在电力数据图中的对应位置上，将电力数据图中调度圆分为供应调度圆和需求调度圆；
将电力数据图中调度圆分为供应调度圆和需求调度圆的方法包括：
建立分类模型，分类模型是基于CNN网络或DNN网络进行建立的，通过设置训练集进行训练建立的，训练集包括标记有调度圆富缺值的电力数据图和对应的设置的供应调度圆和需求调度圆分类，通过分类模型对电力数据图进行分析获得对应的供应调度圆和需求调度圆；
在另一个实施例中，还可以通过人工的方式进行供应调度圆和需求调度圆的划分。
步骤四：将供应调度圆内清洁能源点的额外电能产量调度给高耗能源点；基于聚类算法对需求调度圆进行聚类，获得若干个聚类区域，在聚类区域内设置小型清洁能源发电站，通过小型清洁能源发电站对聚类区域内的高耗能源点和用户进行供电。
小型清洁能源发电站包括太阳能发电站、风力发电站等利用清洁能源的发电站，具体是建立何种类型的清洁能源发电站，可以通过最近的清洁能源点的数据进行确定，因为清洁能源点是已经得到过实践的。
基于聚类算法对需求调度圆进行聚类的限制条件为：供应调度圆富缺值、最大聚类半径等条件，其中最大聚类半径是根据小型清洁能源发电站的产能和传输距离由专家组进行讨论设置的；根据限制条件进行聚类为本领域技术人员常识，因此在本申请中不进行详细叙述，例如可以利用层次聚类算法进行聚类。
将供应调度圆内清洁能源点的额外电能产量调度给高耗能源点的方法为使用当前现有的电能调度方法进行电能调度，可以根据清洁能源点和高耗能源点的位置规划合理的调度线路。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：接入电力系统的数据库中，获取电力数据，设置筛选模型，通过筛选模型从电力数据中筛选出清洁能源电力数据和电力高耗数据；根据电力数据识别不同的供电区域，获取供电区域内的地图，标记为供电区域地图，实时识别供电区域内用电住户的位置信息，标记为识别住户信息，将供电区域地图内没有的识别住户信息标记待补充住户信息，将待补充住户信息标记在供电区域地图中的对应位置上，将每个供电区域地图打上对应的区域标签，将打上区域标签的供电区域地图进行整合，将整合后的供电区域地图标记为电力整合图；识别清洁能源电力数据对应的位置信息，根据识别的清洁能源电力数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为清洁能源点，识别电力高耗数据对应的位置信息，根据识别的电力高耗数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为高耗能源点；将当前的电力整合图标记为电力数据图；识别电力数据图中的高耗能源点和清洁能源点，建立调度圆，获取调度圆富缺值；
将调度圆富缺值标记在电力数据图中的对应位置上，将电力数据图中调度圆分为供应调度圆和需求调度圆；将供应调度圆内清洁能源点的额外电能产量调度给高耗能源点；基于聚类算法对需求调度圆进行聚类，获得若干个聚类区域，在聚类区域内设置小型清洁能源发电站，通过小型清洁能源发电站对聚类区域内的高耗能源点和用户进行供电。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (5)

1.一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，其特征在于，具体方法包括：
步骤一：接入电力系统的数据库中，获取电力数据，设置筛选模型，通过筛选模型从电力数据中筛选出清洁能源电力数据和电力高耗数据；
步骤二：建立电力数据图，识别电力数据图中的高耗能源点和清洁能源点，建立调度圆，获取调度圆富缺值；
步骤三：将调度圆富缺值标记在电力数据图中的对应位置上，将电力数据图中调度圆分为供应调度圆和需求调度圆；
步骤四：将供应调度圆内清洁能源点的额外电能产量调度给高耗能源点；基于聚类算法对需求调度圆进行聚类，获得若干个聚类区域，在聚类区域内设置小型清洁能源发电站，通过小型清洁能源发电站对聚类区域内的高耗能源点和用户进行供电；
建立电力数据图的方法包括：
获取电力整合图；识别清洁能源电力数据对应的位置信息，根据识别的清洁能源电力数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为清洁能源点，识别电力高耗数据对应的位置信息，根据识别的电力高耗数据位置信息在电力整合图中进行标记，并标注为高耗能源点；将当前的电力整合图标记为电力数据图；
获取电力整合图的方法包括：
根据电力数据识别不同的供电区域，获取供电区域内的地图，标记为供电区域地图，实时识别供电区域内用电住户的位置信息，标记为识别住户信息，将供电区域地图内没有的识别住户信息标记待补充住户信息，将待补充住户信息标记在供电区域地图中的对应位置上，将每个供电区域地图打上对应的区域标签，将打上区域标签的供电区域地图进行整合，将整合后的供电区域地图标记为电力整合图。
2.根据权利要求1所述的一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，其特征在于，建立调度圆，获取调度圆富缺值的方法包括：
根据高耗能源点设置调度半径，在电力数据图中以高耗能源点为原点，以调度半径为半径绘制调度圆，将交汇的调度圆合并为一个新的调度圆，识别调度圆内具有的清洁能源点数量，获取各个清洁能源点的额外电能产量，统计各个调度圆内的清洁富余电量，设置调度标准值，根据调度标准值、清洁富余电量和高耗能源点的用电量计算调度圆的富缺值。
3.根据权利要求2所述的一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，其特征在于，将交汇的调度圆合并为一个新的调度圆的方法包括：
获取具有的调度圆交汇方式，对每种的调度圆交汇方式设置对应的编号，并绘制调度圆交汇方式图，标记为匹配交汇图，为每个编号设置对应的合并方式，根据设置的合并方式和对应的编号建立调度圆合并表；
获取当前的调度圆交汇图，识别当前的调度圆交汇图中调度圆的数量，将调度圆交汇图与对应调度圆数量的匹配交汇图进行匹配，获得对应的匹配编号，将匹配编号输入到调度圆合并表中进行匹配，获得对应的合并方式，根据获得的合并方式进行调度圆的合并。
4.根据权利要求2所述的一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，其特征在于，根据高耗能源点设置调度半径的方法包括：
将高耗能源点标记为i，i＝1、2、……、n，n为正整数；获取高耗能源点的用电量，并标记为Li，根据电力数据图设置供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表，识别高耗能源点所属供电区域的区域标签，根据识别的区域标签在供电区域密度表和供电区域清洁能源系数表中匹配到对的区域密度和清洁能源系数，将区域密度标记为Pi，将清洁能源系数标记为Hi，根据调度半径公式计算高耗能源点的调度半径f(i)。
5.根据权利要求4所述的一种依托电力数据开展清洁能源利用的方法，其特征在于，调度半径f(i)的计算公式为：
Figure FDA0004051324810000031
Rx为预设的最小调度半径，在计算高耗能源点的调度半径f(i)前，将高耗能源点的用电量Li、区域密度Pi和清洁能源系数Hi进行数值处理，数值处理后，再进行高耗能源点的调度半径f(i)计算。
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