CN115130885A - 电力需求侧管理交替优化方法、装置、设备及介质 - Google Patents

电力需求侧管理交替优化方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN115130885A CN202210797960.XA CN202210797960A CN115130885A CN 115130885 A CN115130885 A CN 115130885A CN 202210797960 A CN202210797960 A CN 202210797960A CN 115130885 A CN115130885 A CN 115130885A
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Abstract

本发明公开了一种电力需求侧管理交替优化方法，涉及电力系统技术领域，用于解决现有难以保障有序用电的公平性的问题，该方法包括以下步骤：S1、根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；S2、采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；S3、根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤S1‑S3。本发明还公开了一种电力需求侧管理交替优化装置、电子设备和计算机存储介质。本发明通过区块链自动更新负荷指标完成率，进而实现对有序用电方案的自动更新，保障用户负荷指标完成率基本一致。

Description

电力需求侧管理交替优化方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种电力需求侧管理交替优化方法、装置、设备及介质。
背景技术
有序用电是指在电力供应不足或者有突发事件影响正常供电情况下，通过采取行政措施、经济手段和相应技术方法控制部分用电需求。在新型电力系统下，电网有序用电方案的编制应贯彻国家产业政策和节能环保政策，对高耗能、高排放企业进行重点限制。然而，在现行的需求侧有序用电模式下，有序用电方案多为人为制定，难以保障有序用电的公平性，并可能导致部分高耗能、高排放企业的用电压力过度激增。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电力需求侧管理交替优化方法，其根据用户历史负荷与有序用电数据自动生成有序用电方案，并通过更新负荷压减指标完成率，对方案进行更新，进而保证有序用电方案的公平性。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；
S2、采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；
S3、根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；
根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤S1-S3。
进一步地，步骤S1执行前，还包括：采集电力用户当月与历史同期电力能耗数据及电力市场发电计划数据，使用数据分析引擎预测当月电力负荷总电量缺口，为用户分配需求侧有序用电的负荷压减指标，并存储至区块链。
进一步地，为用户分配需求侧有序用电的负荷压减指标，包括以下步骤：
调用负荷压减指标分配智能合约读取当月电力负荷总电量缺口；
根据所述当月电力负荷总电量缺口，计算电力用户的有序用电的负荷压减指标，满足：
Figure BDA0003736420030000021
其中，Qi,quota为电力用户i的负荷压减指标，Qi,use及Qj,use为给定时间段内电力用户i和j的历史电力能耗， Qgap为当月电力负荷总电量缺口，ki和kj为用户负荷压减分配系数，n为有序用电方案入围用户数；
根据所有用户的负荷压减指标，生成用户负荷压减指标分配记录，经过电网公司及所述电力用户签名后，存储至所述区块链。
进一步地，根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链，包括以下步骤：
调用有序用电方案制定智能合约读取并计算用户负荷减压指标完成率，所述用户负荷减压指标完成率为用户当月分配得到的负荷压减指标与当前已执行的T-1次有序用电方案中累计负荷压减量的比值，满足：
Figure BDA0003736420030000022
Figure BDA0003736420030000023
其中，Ri为用户i的负荷减压指标完成率，Qi,quota为电力用户i的负荷压减指标，
Figure BDA0003736420030000024
为用户i当月第t次有序用电方案中的负荷减压量；
根据所述负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列；
根据所述有序用电用户序列，以参与有序用电用户数量最少为目标编制有序用电方案；
经过电网公司及所述电力用户签名后，将所述有序用电方案存储至所述区块链。
进一步地，所述用户负荷减压指标完成率越低，其在所述有序用电用户序列中的排名越靠前；当所述用户负荷减压指标完成率相同时，所述用户负荷压减分配系数越大，其在所述有序用电用户序列中的排名越靠前。
进一步地，采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链，包括以下步骤：
接收用户负荷数据，根据用户基线负荷及实际采集负荷，计算有序用电期间的用户负荷电压减量，所述负荷压减量为用户基线负荷与有序用电期间实际采集负荷的负荷差。
进一步地，根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率，满足公式：
Figure BDA0003736420030000031
其中，
Figure BDA0003736420030000032
为用户i在第T次有序用电方案中的负荷压减量。
本发明的目的之二在于提供一种电力需求侧管理交替优化装置，其通过循环更新负荷压减指标完成率，进而更新有序用电用户序列及用电方案。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
一种电力需求侧管理交替优化装置，其包括：
方案制定模块，用于根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；
数据采集模块，用于采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；
更新模块，用于根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；
循环模块，用于根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤S1-S3。
本发明的目的之三在于提供执行发明目的之一的电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电力需求侧管理交替优化方法。
本发明的目的之四在于提供存储发明目的之一的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电力需求侧管理交替优化方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明针对电力需求侧有序用电管理业务，提出一种基于区块链的电力需求侧管理交替优化方法，通过自动更新负荷压减指标完成率实现电力有序用电方案的自动制定与可信管理，能够根据用户负荷需求、能耗和排放水平合理分配负荷压减指标，实现有序用电序列交替优化，有效提高需求侧有序用电管理效率、降低管理成本，且可以保障用户负荷指标完成率基本一致。
附图说明
图1是实施例一的电力需求侧管理交替优化方法的流程图；
图2是实施例一的分配需求侧有序用电的负荷压减指标的流程图；
图3是实施例一的制定有序用电方案的流程图；
图4是实施例二的电力需求侧管理交替优化装置的结构框图；
图5是实施例三的电子设备的结构框图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
实施例一
实施例一提供了一种电力需求侧管理交替优化方法，旨在通过结合区块链技术对有序用电方案进行自动制定，并通过反馈的用户数据对方案进行自动更新，实现有序用电序列交替优化，提高管理效率，增加用户信任度。
区块链技术和智能合约可以有效帮助实现方案自动可信执行、提升管理效率、降低管理成本，相关企业已开展区块链技术在数字政务、市场交易等领域的应用研究。通过构建基于区块链的电力需求侧管理平台，利用区块链去中心化、不可篡改、可追溯等技术优势实现用户负荷优化管理，应是现阶段电力需求侧管理业务的重要发展方向。
需要说明的是，为了保证区块链上用户的隐私性，防止信息被他人查看造成隐私泄露等问题，本实施例中的区块链为联盟链，联盟链上的节点包括用户节点、电网节点等。
本实施例所描述的区块链架构主要包括主体层、区块链层及需求侧管理业务层。
主体层：参与主体包括省电网公司和电力用户。电网公司作为需求侧有序用电的实施主体，参与有序用电方案的制定与电力用户用电管理。电力用户依据有序用电方案关停用电设备、压减负荷。主体层是所提区块链架构的基础，主要负责存储电网公司与电力用户的有序用电方案与相关数据。
区块链层：主要包含区块链的信息网络、数据结构以及区块链平台分布式账本、智能合约、加密算法等技术，为需求侧有序用电业务功能的具体实现提供技术支撑。
业务层：用于实现需求侧有序用电管理的具体业务流程，包括主体准入、节点账户增删、身份标识管理、权限查验、有序用电方案制定与管理、用户负荷压减量计算以及压减指标完成率更新等。
借助智能合约模块技术，设计需求侧有序用电各业务环节中涉及的合约模块，包括负荷压减指标分配模块、有序用电方案制定模块、终端负荷读取模块、负荷压减量计量模块、负荷压减指标完成率更新模块以及节点初始化等辅助模块。各合约模块分别服务于需求侧有序用电中的不同功能。
所述智能合约模块在区块链部署初期由联盟链成员共同编写完成，通过虚拟机认可的编程语言编译、部署上链；联盟链节点在需求侧有序用电业务流程中通过正确的智能合约模块地址、名称、模块名以及参数输入信息调用合约模块，实现对应功能，获取反馈信息，并将调用过程及结果存储于区块链中。
根据以上原理，设计优化方法，请参照图1所示，一种电力需求侧管理交替优化方法，包括以下步骤：
S1、根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；
为了便于方案的制定，步骤S1前，需要为用户分配相应的负荷压减指标，包括：采集电力用户当月与历史同期电力能耗数据及电力市场发电计划数据，使用数据分析引擎预测当月电力负荷总电量缺口，为用户分配需求侧有序用电的负荷压减指标，并存储至区块链。
具体地，请参照图2所示，为用户分配需求侧有序用电的负荷压减指标，包括以下步骤：
S11、调用负荷压减指标分配智能合约读取当月电力负荷总电量缺口；
S11中的电力负荷总量缺口，是电网公司采集区域内电力用户的当月与历史同期电力能耗数据、电力市场发电计划数据建立分析模型，根据数据分析引擎预测的当月电网电力负荷总电量缺口，其存储在区块链上。
上述的负荷压减指标分配智能合约指的是智能合约的负荷压减指标分配模块，本实施例所描述的不同智能合约指的都是智能合约中的其中一个模块，用于处理、计算不同的数据。
S12、根据所述当月电力负荷总电量缺口，计算电力用户的有序用电的负荷压减指标，对入围有序用电方案的n个电力用户，根据有序用电管理办法，考虑电力用户耗能和排放水平，按历史电力能耗比例分配负荷压减指标，满足：
Figure BDA0003736420030000071
其中，Qi,quota为电力用户i的负荷压减指标，Qi,use及Qj,use为给定时间段内电力用户i和j的历史电力能耗，
Figure BDA0003736420030000072
指的是入围用户的能耗总和，Qgap为当月电力负荷总电量缺口，ki和kj为用户负荷压减分配系数，当不考虑电力用户的能耗和排放水平对有序用电方案的优先级影响时，负荷压减分配系数取均一常数，否则应由能源管理部门和电网公司预先制定差异化的用户负荷压减分配系数并上链存储，n为有序用电方案入围用户数；
S13、根据所有用户的负荷压减指标，生成用户负荷压减指标分配记录，经过电网公司及所述电力用户签名后，存储至所述区块链。
上述的用户负荷压减指标分配记录指的是所有入围本次有序用电方案的用户负荷压减指标集合记录。
请参照图3所示，步骤S1具体包括以下步骤：
S110、调用有序用电方案制定智能合约读取并计算用户负荷减压指标完成率，所述用户负荷减压指标完成率为用户当月分配得到的负荷压减指标与当前已执行的T-1次有序用电方案中累计负荷压减量的比值，满足：
Figure BDA0003736420030000081
其中，Ri为用户i的负荷减压指标完成率，Qi,quota为电力用户i的负荷压减指标，
Figure BDA0003736420030000082
为用户i当月第t次有序用电方案中的负荷减压量；
S120、根据所述负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列；
本实施例中，所述用户负荷减压指标完成率越低，其在所述有序用电用户序列中的排名越靠前；当所述用户负荷减压指标完成率相同时，所述用户负荷压减分配系数越大，其在所述有序用电用户序列中的排名越靠前。以上排名方式可以使得有序用电方案更公平、有助于减小用电压力。
S130、根据所述有序用电用户序列，以参与有序用电用户数量最少为目标编制有序用电方案；
S130中的有序用电方案可以通过智能合约，在满足次日电力负荷缺口及负荷裕量要求条件下，以参与有序用电用户数量最少为目标编制有序用电方案。
S140、经过电网公司及所述电力用户签名后，将所述有序用电方案存储至所述区块链。
存储至区块链可以保证数据的可追溯，且不会被篡改。
S2、采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；
上述采集数据是在需求侧有序用电方案执行结束后，触发智能合约终端负荷读取模块下达用户负荷数据采集指令，需求侧智能量测终端采集有序用电执行期间用户负荷数据，智能合约的负荷压减量计量模块读取电力用户基线负荷，计算有序用电期间的用户负荷压减量并上链存储。
步骤S2具体包括：接收用户负荷数据，根据用户基线负荷及实际采集负荷，计算有序用电期间的用户负荷电压减量，所述负荷压减量为用户基线负荷与有序用电期间实际采集负荷的负荷差。
电网公司根据事前规定时段内电力用户的历史平均负荷设定电力用户基线负荷并上链存储。
S3、根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；
上述根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率，满足公式：
Figure BDA0003736420030000091
其中，
Figure BDA0003736420030000092
为用户i在第T次有序用电方案中的负荷压减量。
根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤S1-S3。
上述重复步骤指的是对当月的电网有序用电业务，重复步骤S1-S3，进而实现电力需求侧有序用电管理的交替优化，保障用户负荷指标完成率基本一致。
实施例二
实施例二公开了一种对应上述实施例的电力需求侧管理交替优化方法对应的装置，为上述实施例的虚拟装置结构，请参照图4所示，包括：
方案制定模块210，用于根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；
数据采集模块220，用于采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；
更新模块230，用于根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；
循环模块240，用于根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤 S1-S3。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图，如图5所示，该电子设备包括处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340；计算机设备中处理器310的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器310为例；电子设备中的处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电力需求侧管理交替优化方法对应的程序指令/模块(例如，电力需求侧管理交替优化装置中的方案制定模块210、数据采集模块220、更新模块230、循环模块240)。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例一的电力需求侧管理交替优化方法。
存储器320可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310 远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置330可用于接收输入的用户身份信息、负荷数据等。输出装置340 可包括显示屏等显示设备。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，该存储介质可用于计算机执行电力需求侧管理交替优化方法，该方法包括：
S1、根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；
S2、采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；
S3、根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；
根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤S1-S3。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的基于电力需求侧管理交替优化方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的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，如计算机的软盘、只读存储器 (Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory， RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述基于电力需求侧管理交替优化方法装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；
S2、采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；
S3、根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；
根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤S1-S3。
2.如权利要求1所述的电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，步骤S1执行前，还包括：采集电力用户当月与历史同期电力能耗数据及电力市场发电计划数据，使用数据分析引擎预测当月电力负荷总电量缺口，为用户分配需求侧有序用电的负荷压减指标，并存储至区块链。
3.如权利要求2所述的电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，为用户分配需求侧有序用电的负荷压减指标，包括以下步骤：
调用负荷压减指标分配智能合约读取当月电力负荷总电量缺口；
根据所述当月电力负荷总电量缺口，计算电力用户的有序用电的负荷压减指标，满足：
Figure FDA0003736420020000011
其中，Qi,quota为电力用户i的负荷压减指标，Qi,use及Qj,use为给定时间段内电力用户i和j的历史电力能耗，Qgap为当月电力负荷总电量缺口，ki和kj为用户负荷压减分配系数，n为有序用电方案入围用户数；
根据所有用户的负荷压减指标，生成用户负荷压减指标分配记录，经过电网公司及所述电力用户签名后，存储至所述区块链。
4.如权利要求1所述的电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链，包括以下步骤：
调用有序用电方案制定智能合约读取并计算用户负荷减压指标完成率，所述用户负荷减压指标完成率为用户当月分配得到的负荷压减指标与当前已执行的T-1次有序用电方案中累计负荷压减量的比值，满足：
Figure FDA0003736420020000021
Figure FDA0003736420020000022
其中，Ri为用户i的负荷减压指标完成率，Qi,quota为电力用户i的负荷压减指标，
Figure FDA0003736420020000023
为用户i当月第t次有序用电方案中的负荷减压量；
根据所述负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列；
根据所述有序用电用户序列，以参与有序用电用户数量最少为目标编制有序用电方案；
经过电网公司及所述电力用户签名后，将所述有序用电方案存储至所述区块链。
5.如权利要求3所述的电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，所述用户负荷减压指标完成率越低，其在所述有序用电用户序列中的排名越靠前；当所述用户负荷减压指标完成率相同时，所述用户负荷压减分配系数越大，其在所述有序用电用户序列中的排名越靠前。
6.如权利要求1所述的电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链，包括以下步骤：
接收用户负荷数据，根据用户基线负荷及实际采集负荷，计算有序用电期间的用户负荷电压减量，所述负荷压减量为用户基线负荷与有序用电期间实际采集负荷的负荷差。
7.如权利要求4所述的电力需求侧管理交替优化方法，其特征在于，根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率，满足公式：
Figure FDA0003736420020000031
Figure FDA0003736420020000032
其中，
Figure FDA0003736420020000033
为用户i在第T次有序用电方案中的负荷压减量。
8.一种电力需求侧管理交替优化装置，其特征在于，其包括：
方案制定模块，用于根据负荷减压指标完成率生成有序用电用户序列，制定有序用电方案并存储至区块链；
数据采集模块，用于采集有序用电期间的用户负荷数据，计算负荷压减量，并存储至区块链；
更新模块，用于根据所述负荷减压量，更新所述负荷压减指标完成率；
循环模块，用于根据更新后的所述负荷减压指标完成率，重复步骤S1-S3。
9.一种电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的电力需求侧管理交替优化方法。
10.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的电力需求侧管理交替优化方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116937552A (zh) * 2023-07-20 2023-10-24 四川浩淼睿诚科技有限公司 基于区块链技术的智能电力交易方法及系统

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