CN115130923A - 一种交流微电网智能能量管理方法及系统 - Google Patents

一种交流微电网智能能量管理方法及系统 Download PDF

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CN115130923A CN202210932580.2A CN202210932580A CN115130923A CN 115130923 A CN115130923 A CN 115130923A CN 202210932580 A CN202210932580 A CN 202210932580A CN 115130923 A CN115130923 A CN 115130923A
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coefficient
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real
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潘智轩
李润源
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Abstract

本发明提供了一种交流微电网智能能量管理方法及系统。该方案包括通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数；计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值；计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失；获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例；自动进行曲线展示和数字展示。该方案通过提供考虑碳排放和新能源最大利用基础上的自动最优控制，实现对应微电网新的能量管理。

Description

一种交流微电网智能能量管理方法及系统
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，更具体地，涉及一种交流微电网智能能量管理方法及系统。
背景技术
微电网中的能源主要为可再生新能源，具体包括光伏、风能和双向馈能的直流蓄电池；除去可再生新能源外，还包括传统的火力发电和水利发电。由于微电网既能够孤岛运行和能够并网运行，使得其适用场景极多，甚至保证了含有微电网单元的电力系统在恶劣天气情况下或者特殊时期如军事战争、严重自然灾害等，仍能向重要用户供电。
在本发明技术之前，现有的微电网的能量管理方法，更多侧重于如何提升对于负荷的供电可靠性和电能质量需求，但是随着电力技术的不断发展，在追求更高更好的安全性的同时，也应该将运行的经济性充分考虑，如何能够在最大化新能源利用的基础下，使得整体系统或者局部系统的微电网实现经济最优，是一个需要解决的难题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种交流微电网智能能量管理方法及系统，通过提供考虑碳排放和新能源最大利用基础上的自动最优控制，实现对应微电网新的能量管理。
根据本发明实施例第一方面，提供一种交流微电网智能能量管理方法。
在一个或多个实施例中，优选地，所述一种交流微电网智能能量管理方法包括：
通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数；
计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值；
设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失；
获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例；
根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示。
在一个或多个实施例中，优选地，所述通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数，具体包括：
通过传感器实时采集当前的所述运行状态参数；
根据所述运行状态参数，实时进行当前系统中风电、光伏信息的实时运算，获得实时光伏数据、实时风电数据、实时系统功率数据；
通过网络爬取方式获得当前时刻对应的所述天气预测数据；
根据运行人员的输入获得当前系统的额定运行参数。
在一个或多个实施例中，优选地，所述计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值，具体包括：
获取所述天气预测数据和风电实时运行数据；
获取所述天气预测数据和光伏实时运行数据；
根据全部的所述风电实时运行数据和所述天气预测数据，计算未来时刻的所述风电预测值；
根据全部的所述光伏实时运行数据和所述天气预测数据，计算未来时刻的所述光伏预测值。
在一个或多个实施例中，优选地，所述设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失，具体包括：
设置第一控制系数更新范围，在所述第一控制系数更新范围内随机选择第一控制系数初始值；
获取单位时间放电功率最大值，利用第一计算公式计算电力平衡损失；
根据全部电源总功率和全部负荷总功率，利用第二计算公式计算所述能量损耗率；
设置所述第二控制系数更新范围，在所述第二控制系数更新范围内随机选择所述第二控制系数初始值，并结合第三计算公式计算所述负荷收益；
设置所述第三控制系数更新范围，在所述第三控制系数更新范围内随机选择所述第三控制系数初始值；
获取火电总容量、所述风电预测值、所述光伏预测值，设置水电比例系数，并结合第四计算公式计算电源预测值；
获取预估波动比例和排碳损失系数，利用第五计算公式计算所述碳排放损失；
所述第一计算公式为：
DS＝K1*Hmax
其中，DS为所述电力平衡控制损失，K1为所述第一控制系数，Hmax为所述单位时间放电功率最大值；
所述第二计算公式为：
Nloss＝(Dall-Dload)/Dall
其中，Nloss为所述能量损耗率，Dall为所述全部电源总功率，Dload为所述全部负荷总功率；
所述第三计算公式为：
Figure BDA0003782087870000041
其中，Sload为所述负荷收益，Li为第i个负荷的加权系数，Wi为第i个负荷的功率，K2为所述第二控制系数，n为负荷总数；
所述第四计算公式为：
YH＝K3*Sh+Fmax+Gmax+YH*KWATER
其中，YH为所述电源预测值，K3为所述第三控制系数，Sh为所述火电总容量，Fmax为所述风电预测值，Gmax为所述光伏预测值，KWATER为所述水电比例系数；
所述第五计算公式为：
Closs＝YH*(1-Pb)*(1-KWATER)Ck
其中，Closs为所述碳排放损失，Pb为所述预估波动比例，Ck为所述排碳损失系数。
在一个或多个实施例中，优选地，所述获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数，具体包括：
提取当前的所有的计算所述电力平衡控制损失、所述负荷收益、所述能量损耗率和所述碳排放损失作为计算中间数据，提取第x个局部区域内的计算中间数据；
根据第x个局部区域内的计算中间数据，利用第六计算公式计算所有的第x个局部最优经济指数；
获取预设的局部地区加权系数，利用第七计算公式计算所有的所述系统最优经济指数；
利用第八计算公式计算第一、第二、第三最优控制系数；
利用第九计算公式计算第一、第二、第三x局部最优控制系数；
将全部的所述最优控制系数和所述x局部最优控制系数打包生成为所述目标最优控制集；
所述第六计算公式为：
Jx＝Sload-YH(1+Nloss)-Closs-DS
其中，Jx为第x个局部最优经济指数，Sload为所述负荷收益，Nloss为所述能量损耗率，Closs为所述碳排放损失，DS为所述电力平衡控制损失；
所述第七计算公式：
Figure BDA0003782087870000051
其中，J为所述系统最优经济指数，Wx为第x个局部地区加权系数，m为局部地区总数；
所述第八计算公式：
(k1z,k2z,k3z)＝Argmin J(k1，k2，k3)
其中，k1z,k2z,k3z分别为第一、第二、第三最优控制系数；
所述第九计算公式：
(k1x,k2x,k3x)＝Argmin Jx(k1，k2，k3)
其中，k1x,k2x,k3x分别为第一、第二、第三x局部最优控制系数。
在一个或多个实施例中，优选地，所述获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例，具体包括：
获取所述目标最优控制集，提取第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
确定当前的控制模式，根据控制模式确定实时第一控制系数、实时第二控制系数和实时第三控制系数；
根据第一实时控制系数，确定当前时刻放电控制器的占空比，实时控制当前放电速度；
根据第二实时控制系数，控制当前范围内的充电的功率大小；
根据第三实时控制系数，控制当前范围内火电厂的容量投入比例，进行调整。
在一个或多个实施例中，优选地，所述根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示，具体包括：
根据所述系统最优经济指数生成为第一时序数据；
根据第x个局部最优经济指数生成为第x+1时序数据；
根据全部的时序数据自动展示为在线展示曲线；
根据所述负荷收益、所述能量损耗率和所述碳排放损失以数字形式展示。
根据本发明实施例第二方面，提供一种交流微电网智能能量管理系统。
在一个或多个实施例中，优选地，所述一种交流微电网智能能量管理系统包括：
数据采集模块，用于通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数；
数据预测模块，用于计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值；
能损运算模块，用于设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失；
控制生成模块，用于获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
控制执行模块，用于获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例；
应用展示模块，用于根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示。
根据本发明实施例第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。
根据本发明实施例第四方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机程序指令，其中，所述一条或多条计算机程序指令被所述处理器执行以实现本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明通过进行数据采集、数据预测、数据处理形成对应的控制指令集，进而利用有效的控制指令的执行，使得能源进行基于新能源的自适应管理。
本发明实施例中，对于微电网系统在保证整个系统的新能源最大化利用和碳排放最优的前提下，进行分区域和系统级的多层次同时调控，提升微电网中能源利用率和经济性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法的流程图。
图2是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数的流程图。
图3是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值的流程图。
图4是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失的流程图。
图5是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数的流程图。
图6是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例的流程图。
图7是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示的流程图。
图8是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理系统的结构图。
图9是本发明一个实施例中一种电子设备的结构图。
具体实施方式
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，本领域技术人员在没有作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。
微电网中的能源主要为可再生新能源，具体包括光伏、风能和双向馈能的直流蓄电池；除去可再生新能源外，还包括传统的火力发电和水利发电。由于微电网既能够孤岛运行和能够并网运行，使得其适用场景极多，甚至保证了含有微电网单元的电力系统在恶劣天气情况下或者特殊时期如军事战争、严重自然灾害等，仍能向重要用户供电。
在本发明技术之前，现有的微电网的能量管理方法，更多侧重于如何提升对于负荷的供电可靠性和电能质量需求，但是随着电力技术的不断发展，在追求更高更好的安全性的同时，也应该将运行的经济性充分考虑，如何能够在最大化新能源利用的基础下，使得整体系统或者局部系统的微电网实现经济最优，是一个需要解决的难题。
本发明实施例中，提供了一种交流微电网智能能量管理方法及系统。该方案通过提供考虑碳排放和新能源最大利用基础上的自动最优控制，实现对应微电网新的能量管理。
根据本发明实施例第一方面，提供一种交流微电网智能能量管理方法。
图1是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法的流程图。
在一个或多个实施例中，优选地，所述一种交流微电网智能能量管理方法包括：
S101、通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数；
S102、计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值；
S103、设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失；
S104、获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
S105、获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例；
S106、根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示。
在本发明实时例中，通过进行数据采集、数据预测、数据处理形成对应的控制指令集，进而利用有效的控制指令的执行，完成对于微电网系统在保证整个系统的新能源最大化利用和碳排放最优的前提下，进行分区域和系统级的多层次同时调控，提升微电网中能源利用率和经济性。
图2是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数的流程图。
如图2所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数，具体包括：
S201、通过传感器实时采集当前的所述运行状态参数；
S202、根据所述运行状态参数，实时进行当前系统中风电、光伏信息的实时运算，获得实时光伏数据、实时风电数据、实时系统功率数据；
S203、通过网络爬取方式获得当前时刻对应的所述天气预测数据；
S204、根据运行人员的输入获得当前系统的额定运行参数。
在本发明实施例中，为了能够进行在线分析、能量管理和运行控制，需要大量数据的采集，这些数据包括了天气数据、额定参数和实时参数，通过上述方式能够有效的获取这些参数，最终为后续的分析提取出基础的数据。
图3是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值的流程图。
如图3所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值，具体包括：
S301、获取所述天气预测数据和风电实时运行数据；
S302、获取所述天气预测数据和光伏实时运行数据；
S303、根据全部的所述风电实时运行数据和所述天气预测数据，计算未来时刻的所述风电预测值；
S304、根据全部的所述光伏实时运行数据和所述天气预测数据，计算未来时刻的所述光伏预测值。
在本发明实施例中，为了能够进行最大的风电和光伏的前提下进行在线的设置全部控制参数，首先根据实时数据和历史数据进行未来时刻的风电预测值和光伏预测值。
图4是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失的流程图。
如图4所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失，具体包括：
S401、设置第一控制系数更新范围，在所述第一控制系数更新范围内随机选择第一控制系数初始值；
S402、获取单位时间放电功率最大值，利用第一计算公式计算电力平衡损失；
S403、根据全部电源总功率和全部负荷总功率，利用第二计算公式计算所述能量损耗率；
S404、设置所述第二控制系数更新范围，在所述第二控制系数更新范围内随机选择所述第二控制系数初始值，并结合第三计算公式计算所述负荷收益；
S405、设置所述第三控制系数更新范围，在所述第三控制系数更新范围内随机选择所述第三控制系数初始值；
S406、获取火电总容量、所述风电预测值、所述光伏预测值，设置水电比例系数，并结合第四计算公式计算电源预测值；
S407、获取预估波动比例和排碳损失系数，利用第五计算公式计算所述碳排放损失；
所述第一计算公式为：
DS＝K1Hmax
其中，DS为所述电力平衡控制损失，K1为所述第一控制系数，Hmax为所述单位时间放电功率最大值；
所述第二计算公式为：
Nloss＝(Dall-Dload)/Dall
其中，Nloss为所述能量损耗率，Dall为所述全部电源总功率，Dload为所述全部负荷总功率；
所述第三计算公式为：
Figure BDA0003782087870000121
其中，Sload为所述负荷收益，Li为第i个负荷的加权系数，Wi为第i个负荷的功率，K2为所述第二控制系数，n为负荷总数；
所述第四计算公式为：
YH＝K3Sh+Fmax+Gmax+YHKWATER
其中，YH为所述电源预测值，K3为所述第三控制系数，Sh为所述火电总容量，Fmax为所述风电预测值，Gmax为所述光伏预测值，KWATER为所述水电比例系数；
所述第五计算公式为：
Closs＝YH(1-Pb)(1-KWATER)Ck
其中，Closs为所述碳排放损失，Pb为所述预估波动比例，Ck为所述排碳损失系数。
本发明实施例中，为了能够最大化风力发电和光伏发电，利用了风电和光伏发电的最大预测值，并结合一个预设的范围进行多个参数的计算，这些参数包括电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失，这些参数可以直接的为后续的区域最优和系统最优提供数据的支撑；此次，计算过程中，充分考虑了新能源波动性对于系统运行的影响，并集合碳排放的损失，进行真正的全面的损失在线评估，信息资源全面汇集和运算。
图5是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数的流程图。
如图5所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数，具体包括：
S501、提取当前的所有的计算所述电力平衡控制损失、所述负荷收益、所述能量损耗率和所述碳排放损失作为计算中间数据，提取第x个局部区域内的计算中间数据；
S502、根据第x个局部区域内的计算中间数据，利用第六计算公式计算所有的第x个局部最优经济指数；
S503、获取预设的局部地区加权系数，利用第七计算公式计算所有的所述系统最优经济指数；
S504、利用第八计算公式计算第一、第二、第三最优控制系数；
S505、利用第九计算公式计算第一、第二、第三x局部最优控制系数；
S506、将全部的所述最优控制系数和所述x局部最优控制系数打包生成为所述目标最优控制集；
所述第六计算公式为：
Jx＝Sload-YH(1+Nloss)-Closs-DS
其中，Jx为第x个局部最优经济指数，Sload为所述负荷收益，Nloss为所述能量损耗率，Closs为所述碳排放损失，DS为所述电力平衡控制损失；
所述第七计算公式：
Figure BDA0003782087870000141
其中，J为所述系统最优经济指数，Wx为第x个局部地区加权系数，m为局部地区总数；
所述第八计算公式：
(k1z,k2z,k3z)＝Argmin J(k1，k2，k3)
其中，k1z,k2z,k3z分别为第一、第二、第三最优控制系数；
所述第九计算公式：
(k1x,k2x,k3x)＝Argmin Jx(k1，k2，k3)
其中，k1x,k2x,k3x分别为第一、第二、第三x局部最优控制系数。
在本发明实施例中，在进行第八计算公式运算过程中，需要明确的训练范围，因此，训练范围具体仅包括第一控制系数更新范围、第二控制系数更新范围、第三控制系数更新范围；在之前计算中选择确定了全部的范围，但是若无限制的反复测试，计算次数将会趋近于无穷大，因此在进行计算所有的计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失作为计算中间数据时，需要设置更新步长，一般设置为第一控制系数更新范围、第二控制系数更新范围、第三控制系数更新范围的5％长度为更新步长；在获得x局部控制系数和最优控制系数后，则可以进。
图6是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例的流程图。
如图6所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例，具体包括：
S601、获取所述目标最优控制集，提取第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
S602、确定当前的控制模式，根据控制模式确定实时第一控制系数、实时第二控制系数和实时第三控制系数；
S603、根据第一实时控制系数，确定当前时刻放电控制器的占空比，实时控制当前放电速度；
S604、根据第二实时控制系数，控制当前范围内的充电的功率大小；
S605、根据第三实时控制系数，控制当前范围内火电厂的容量投入比例，进行调整。
在本发明实施例中，进行了充电过程，放电过程和火力发电的控制，这个控制过程中，最重要的核心是因为这些区域控制灵活，而且属于更加稳定的设备，不像新能源存在一定的间歇性和不稳定性，因此，在之前的算法中保证了区域的新能源发电的最大投入比例和最优的经济运行的情况下，根据预先设置好的一些运行模式，确定当前的控制模式，不同的控制模式下，所选择的对应的所述目标最优控制集中的对应的第一控制系数、第二控制系数和第三控制系数不同，因此，通过此种方式能够有效的进行在线的最优控制。
图7是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理方法中的根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示的流程图。
如图7所示，在一个或多个实施例中，优选地，所述根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示，具体包括：
S701、根据所述系统最优经济指数生成为第一时序数据；
S702、根据第x个局部最优经济指数生成为第x+1时序数据；
S703、根据全部的时序数据自动展示为在线展示曲线；
S704、根据所述负荷收益、所述能量损耗率和所述碳排放损失以数字形式展示。
在本发明实施例中，为了能够对于当前的微电网系统的能量控制效果进行在线展示和显示，实现了进行了全部的数据的在线分析，获得了最终的全部系统级的和局部区域级的运行状态的实时变化。
根据本发明实施例第二方面，提供一种交流微电网智能能量管理系统。
图8是本发明一个实施例的一种交流微电网智能能量管理系统的结构图。
在一个或多个实施例中，优选地，所述一种交流微电网智能能量管理系统包括：
数据采集模块801，用于通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数；
数据预测模块802，用于计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值；
能损运算模块803，用于设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失；
控制生成模块804，用于获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
控制执行模块805，用于获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例；
应用展示模块806，用于根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示。
在本发明实时例中，通过进行数据采集、数据预测、数据处理形成对应的控制指令集，进而利用有效的控制指令的执行，完成对于微电网系统在保证整个系统的新能源最大化利用和碳排放最优的前提下，进行分区域和系统级的多层次同时调控，提升微电网中能源利用率和经济性。
根据本发明实施例第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。
根据本发明实施例第四方面，提供一种电子设备。图9是本发明一个实施例中一种电子设备的结构图。图9所示的电子设备为通用微电网能量管理装置，其包括通用的计算机硬件结构，其至少包括处理器901和存储器902。处理器901和存储器902通过总线903连接。存储器902适于存储处理器901可执行的指令或程序。处理器901可以是独立的微处理器，也可以是一个或者多个微处理器集合。由此，处理器901通过执行存储器902所存储的指令，从而执行如上所述的本发明实施例的方法流程实现对于数据的处理和对于其它装置的控制。总线903将上述多个组件连接在一起，同时将上述组件连接到显示控制器904和显示装置以及输入/输出(I/O)装置905。输入/输出(I/O)装置905可以是鼠标、键盘、调制解调器、网络接口、触控输入装置、体感输入装置、打印机以及本领域公知的其他装置。典型地，输入/输出装置905通过输入/输出(I/O)控制器906与系统相连。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明通过进行数据采集、数据预测、数据处理形成对应的控制指令集，进而利用有效的控制指令的执行，使得能源进行基于新能源的自适应管理。
本发明实施例中，对于微电网系统在保证整个系统的新能源最大化利用和碳排放最优的前提下，进行分区域和系统级的多层次同时调控，提升微电网中能源利用率和经济性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种交流微电网智能能量管理方法，其特征在于，该方法包括：
通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数；
计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值；
设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失；
获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例；
根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示。
2.如权利要求1所述的一种交流微电网智能能量管理方法，其特征在于，所述通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数，具体包括：
通过传感器实时采集当前的所述运行状态参数；
根据所述运行状态参数，实时进行当前系统中风电、光伏信息的实时运算，获得实时光伏数据、实时风电数据、实时系统功率数据；
通过网络爬取方式获得当前时刻对应的所述天气预测数据；
根据运行人员的输入获得当前系统的额定运行参数。
3.如权利要求1所述的一种交流微电网智能能量管理方法，其特征在于，所述计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值，具体包括：
获取所述天气预测数据和风电实时运行数据；
获取所述天气预测数据和光伏实时运行数据；
根据全部的所述风电实时运行数据和所述天气预测数据，计算未来时刻的所述风电预测值；
根据全部的所述光伏实时运行数据和所述天气预测数据，计算未来时刻的所述光伏预测值。
4.如权利要求1所述的一种交流微电网智能能量管理方法，其特征在于，所述设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失，具体包括：
设置第一控制系数更新范围，在所述第一控制系数更新范围内随机选择第一控制系数初始值；
获取单位时间放电功率最大值，利用第一计算公式计算电力平衡损失；
根据全部电源总功率和全部负荷总功率，利用第二计算公式计算所述能量损耗率；
设置所述第二控制系数更新范围，在所述第二控制系数更新范围内随机选择所述第二控制系数初始值，并结合第三计算公式计算所述负荷收益；
设置所述第三控制系数更新范围，在所述第三控制系数更新范围内随机选择所述第三控制系数初始值；
获取火电总容量、所述风电预测值、所述光伏预测值，设置水电比例系数，并结合第四计算公式计算电源预测值；
获取预估波动比例和排碳损失系数，利用第五计算公式计算所述碳排放损失；
所述第一计算公式为：
DS＝K1*Hmax
其中，DS为所述电力平衡控制损失，K1为所述第一控制系数，Hmax为所述单位时间放电功率最大值；
所述第二计算公式为：
Nloss＝(Dall-Dload)/Dall
其中，Nloss为所述能量损耗率，Dall为所述全部电源总功率，Dload为所述全部负荷总功率；
所述第三计算公式为：
Figure FDA0003782087860000031
其中，Sload为所述负荷收益，Li为第i个负荷的加权系数，Wi为第i个负荷的功率，K2为所述第二控制系数，n为负荷总数；
所述第四计算公式为：
YH＝K3*Sh+Fmax+Gmax+YH*KWATER
其中，YH为所述电源预测值，K3为所述第三控制系数，Sh为所述火电总容量，Fmax为所述风电预测值，Gmax为所述光伏预测值，KWATER为所述水电比例系数；
所述第五计算公式为：
Closs＝YH*(1-Pb)*(1-KWATER)Ck
其中，Closs为所述碳排放损失，Pb为所述预估波动比例，Ck为所述排碳损失系数。
5.如权利要求1所述的一种交流微电网智能能量管理方法，其特征在于，所述获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数，具体包括：
提取当前的所有的计算所述电力平衡控制损失、所述负荷收益、所述能量损耗率和所述碳排放损失作为计算中间数据，提取第x个局部区域内的计算中间数据；
根据第x个局部区域内的计算中间数据，利用第六计算公式计算所有的第x个局部最优经济指数；
获取预设的局部地区加权系数，利用第七计算公式计算所有的所述系统最优经济指数；
利用第八计算公式计算第一、第二、第三最优控制系数；
利用第九计算公式计算第一、第二、第三x局部最优控制系数；
将全部的所述最优控制系数和所述x局部最优控制系数打包生成为所述目标最优控制集；
所述第六计算公式为：
Jx＝Sload-YH(1+Nloss)-Closs-DS
其中，Jx为第x个局部最优经济指数，Sload为所述负荷收益，Nloss为所述能量损耗率，Closs为所述碳排放损失，DS为所述电力平衡控制损失；
所述第七计算公式：
Figure FDA0003782087860000041
其中，J为所述系统最优经济指数，Wx为第x个局部地区加权系数，m为局部地区总数；
所述第八计算公式：
(k1z,k2z,k3z)＝Argmin J(k1，k2，k3)
其中，k1z,k2z,k3z分别为第一、第二、第三最优控制系数；
所述第九计算公式：
(k1x,k2x,k3x)＝Argmin Jx(k1，k2，k3)
其中，k1x,k2x,k3x分别为第一、第二、第三x局部最优控制系数。
6.如权利要求5所述的一种交流微电网智能能量管理方法，其特征在于，所述获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例，具体包括：
获取所述目标最优控制集，提取第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
确定当前的控制模式，根据控制模式确定实时第一控制系数、实时第二控制系数和实时第三控制系数；
根据第一实时控制系数，确定当前时刻放电控制器的占空比，实时控制当前放电速度；
根据第二实时控制系数，控制当前范围内的充电的功率大小；
根据第三实时控制系数，控制当前范围内火电厂的容量投入比例，进行调整。
7.如权利要求1所述的一种交流微电网智能能量管理方法，其特征在于，所述根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示，具体包括：
根据所述系统最优经济指数生成为第一时序数据；
根据第x个局部最优经济指数生成为第x+1时序数据；
根据全部的时序数据自动展示为在线展示曲线；
根据所述负荷收益、所述能量损耗率和所述碳排放损失以数字形式展示。
8.一种交流微电网智能能量管理系统，其特征在于，该系统包括：
数据采集模块，用于通过传感器、互联网爬取和实时设置的方式获取天气预测数据、额定运行参数和运行状态参数；
数据预测模块，用于计算未来时刻的风电预测值和光伏预测值；
能损运算模块，用于设置第一控制系数、第二控制系数、第三控制系数的初始值和更新范围，计算电力平衡控制损失、负荷收益、能量损耗率和碳排放损失；
控制生成模块，用于获取局部区域设置方式，并计算第一、第二、第三最优控制系数和第一、第二、第三x局部最优控制系数；
控制执行模块，用于获取目标最优控制集，确定控制模式，并根据控制模式选择控制系数，实时控制充电、放电和火电的比例；
应用展示模块，用于根据系统最优经济指数和所有的第x个局部最优经济指数，自动进行曲线展示和数字展示。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储一条或多条计算机程序指令，其中，所述一条或多条计算机程序指令被所述处理器执行以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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