CN115526737A - 一种基于数字孪生的电网能量管理方法、系统及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生的电网能量管理方法、系统及终端设备，方法包括对电网系统的电网设备进行数据采集，得到电网设备的运行数据，依据电网设备的运行数据进行虚拟建模，得到虚拟电网系统，依据电网设备的运行数据生成初始调度方案，并发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果，并至评估模型进行评估，依据评估结果对初始调度方案进行调整，生成最终调度方案，依据最终调度方案控制电网设备；通过将初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果，并将初始运行结果发送至评估模型进行评估，得到评估结果，依据评估结果判断该初始调度方案是否需要调整，从而确定出最终的调度方案，进而能够提高调度方案的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电网能量管理技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的电网能量管理方法、系统及终端设备。
背景技术
随着化石燃料的日渐枯竭，环境污染等问题的不断加重，可再生能源分布式发电技术以其污染排放少，节约资源等特点受到越来越多国家的关注，为了实现节约资源的效果，一般通过对电网能量进行管理实现，主要通过对负荷以及储能系统的合理控制，实现削峰填谷、调峰调频，电网能量管理的作用是生成有效的能量调度策略，通过需求侧和发电侧的双向互动，提高可再生能源的利用率，实现不同时段资源的优化分配，在保证电能质量的同时可以提高微电网运行的经济性与可靠性。
然而，现有的电网能量管理方法虽然能够实现一定的资源优化分配作用，但是依旧存在可改进的地方，例如，现有的电网能量管理方法并不能对资源调度方案进行合理化评估，导致资源优化分配的准确性不高。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种基于数字孪生的电网能量管理方法、系统及终端设备，可以解决现有电网能量管理方法所存在的不能对资源调度方案进行合理化评估的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于数字孪生的电网能量管理方法，具体包括：
对电网系统的电网设备进行数据采集，得到电网设备的运行数据；
依据电网设备的运行数据进行虚拟建模，得到虚拟电网系统；
依据电网设备的运行数据生成初始调度方案；
将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果；
将初始运行结果发送至评估模型进行评估，并依据评估结果对初始调度方案进行调整，生成最终调度方案；
依据最终调度方案控制电网设备，从而实现电网能量的管理。
作为所述基于数字孪生的电网能量管理方法的进一步可选方案，所述对电网系统的电网设备进行数据采集，具体包括：
对电网设备进行实时数据采集，并对实时采集到的数据进行数据清洗，得到电网设备实时运行数据；
依据电网设备类型，从数据库中获取电网设备历史运行数据。
作为所述基于数字孪生的电网能量管理方法的进一步可选方案，所述对电网设备进行实时数据采集基于智能传感器、摄像头、电网设备内的电子标签、网关设备和光纤设备完成。
作为所述基于数字孪生的电网能量管理方法的进一步可选方案，所述依据电网设备的运行数据生成初始调度方案，具体包括：
依据电网设备实时运行数据计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态；
依据所述各个电网设备的发电状态和负荷状态，生成初始调度方案。
作为所述基于数字孪生的电网能量管理方法的进一步可选方案，所述评估模型的生成，具体包括：
依据电网设备历史运行数据获取专家评估意见；
将电网设备历史运行数据和专家评估意见作为训练样本输入至卷积神经网络中进行训练，得到评估模型。
作为所述基于数字孪生的电网能量管理方法的进一步可选方案，所述方法还包括：
将初始调度方案发送至客户端进行显示，用户依据显示的初始调度方案进行人工调整。
一种基于数字孪生的电网能量管理系统，包括：
数据采集模块，用于对电网系统的电网设备进行数据采集，得到电网设备的运行数据；
虚拟建模模块，用于依据电网设备的运行数据进行虚拟建模，得到虚拟电网系统；
调度方案生成模块，用于依据电网设备的运行数据生成初始调度方案；
运行测试模块，用于将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果；
评估模块，用于将初始运行结果发送至评估模型进行评估，并依据评估结果对初始调度方案进行调整，生成最终调度方案；
控制模块，用于依据最终调度方案控制电网设备，从而实现电网能量的管理。
作为所述基于数字孪生的电网能量管理系统的进一步可选方案，所述调度方案生成模块包括：
计算模块，用于依据电网设备实时运行数据计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态；
处理模块，用于依据所述各个电网设备的发电状态和负荷状态，生成初始调度方案。
作为所述基于数字孪生的电网能量管理系统的进一步可选方案，所述评估模块包括：
获取模块，用于依据电网设备历史运行数据获取专家评估意见；
卷积神经网络模型，用于对作为训练样本的电网设备历史运行数据和专家评估意见进行训练，得到评估模型。
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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一种基于数字孪生的电网能量管理方法的步骤。
本发明的有益效果是：通过将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果，并将初始运行结果发送至评估模型进行评估，得到评估结果，依据评估结果判断该初始调度方案是否需要调整，从而确定出最终的调度方案，进而能够提高调度方案的准确性。
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为本发明一种基于数字孪生的电网能量管理方法的流程示意图；
图2为本发明一种基于数字孪生的电网能量管理系统的组成示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1－2，一种基于数字孪生的电网能量管理方法，具体包括：
对电网系统的电网设备进行数据采集，得到电网设备的运行数据；
依据电网设备的运行数据进行虚拟建模，得到虚拟电网系统；
依据电网设备的运行数据生成初始调度方案；
将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果；
将初始运行结果发送至评估模型进行评估，并依据评估结果对初始调度方案进行调整，生成最终调度方案；
依据最终调度方案控制电网设备，从而实现电网能量的管理。
在本实施例中，通过将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果，并将初始运行结果发送至评估模型进行评估，得到评估结果，依据评估结果判断该初始调度方案是否需要调整，从而确定出最终的调度方案，进而能够提高调度方案的准确性。
需要说明的是，评估模型依据初始运行结果得到评估结果为需要调整时，通过人工对初始调度方案进行调整，并将调整后的初始调度方案继续发送至虚拟电网系统进行运行，然后将运行结果继续发送至评估模型进行评估，一直循环，直到评估模型的评估结果为不需要调整后，确定出最终调度方案，从而进一步提高调度方案的准确性。
优选的，所述对电网系统的电网设备进行数据采集，具体包括：
对电网设备进行实时数据采集，并对实时采集到的数据进行数据清洗，得到电网设备实时运行数据；
依据电网设备类型，从数据库中获取电网设备历史运行数据。
在本实施例中，通过收集电网设备实时运行数据和电网设备历史运行数据，并依据不同的运行数据实现不同的应用，能够进一步提高调度方案的准确性，此外，在采集电网设备实时运行数据的过程中，对采集到的数据进行数据清洗，能够提高电网设备实时运行数据的可用性和准确性，进一步提高调度方案的准确性。
优选的，所述对电网设备进行实时数据采集基于智能传感器、摄像头、电网设备内的电子标签、网关设备和光纤设备完成。
在本实施例中，基于智能传感器、摄像头、电网设备内的电子标签、网关设备和光纤设备采集到的电网设备实时数据通过MQTT协议进行传输。
优选的，所述依据电网设备的运行数据生成初始调度方案，具体包括：
依据电网设备实时运行数据计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态；
依据所述各个电网设备的发电状态和负荷状态，生成初始调度方案。
在本实施例中，通过计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态，能够清楚了解各个电网设备的发电能力和负荷能力，从而能够依据电网设备的发电能力和负荷能力进行精准调度。
优选的，所述评估模型的生成，具体包括：
依据电网设备历史运行数据获取专家评估意见；
将电网设备历史运行数据和专家评估意见作为训练样本输入至卷积神经网络中进行训练，得到评估模型。
在本实施例中，通过应用卷积神经网络生成评估模型，能够提高评估的效率和准确率，进而提高确定最终调度方案的准确性。
优选的，所述方法还包括：
将初始调度方案发送至客户端进行显示，用户依据显示的初始调度方案进行人工调整。
在本实施例中，通过人工调整初始调度方案，能够在评估模型出现故障时进行人工调整，从而保证调度方案的正常生成。
一种基于数字孪生的电网能量管理系统，包括：
数据采集模块，用于对电网系统的电网设备进行数据采集，得到电网设备的运行数据；
虚拟建模模块，用于依据电网设备的运行数据进行虚拟建模，得到虚拟电网系统；
调度方案生成模块，用于依据电网设备的运行数据生成初始调度方案；
运行测试模块，用于将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果；
评估模块，用于将初始运行结果发送至评估模型进行评估，并依据评估结果对初始调度方案进行调整，生成最终调度方案；
控制模块，用于依据最终调度方案控制电网设备，从而实现电网能量的管理。
在本实施例中，通过将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果，并将初始运行结果发送至评估模型进行评估，得到评估结果，依据评估结果判断该初始调度方案是否需要调整，从而确定出最终的调度方案，进而能够提高调度方案的准确性。
需要说明的是，评估模型依据初始运行结果得到评估结果为需要调整时，通过人工对初始调度方案进行调整，并将调整后的初始调度方案继续发送至虚拟电网系统进行运行，然后将运行结果继续发送至评估模型进行评估，一直循环，直到评估模型的评估结果为不需要调整后，确定出最终调度方案，从而进一步提高调度方案的准确性。
优选的，所述调度方案生成模块包括：
计算模块，用于依据电网设备实时运行数据计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态；
处理模块，用于依据所述各个电网设备的发电状态和负荷状态，生成初始调度方案。
在本实施例中，通过计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态，能够清楚了解各个电网设备的发电能力和负荷能力，从而能够依据电网设备的发电能力和负荷能力进行精准调度。
优选的，所述评估模块包括：
获取模块，用于依据电网设备历史运行数据获取专家评估意见；
卷积神经网络模型，用于对作为训练样本的电网设备历史运行数据和专家评估意见进行训练，得到评估模型。
在本实施例中，通过应用卷积神经网络生成评估模型，能够提高评估的效率和准确率，进而提高确定最终调度方案的准确性。
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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一种基于数字孪生的电网能量管理方法的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的电网能量管理方法，其特征在于，具体包括：
对电网系统的电网设备进行数据采集，得到电网设备的运行数据；
依据电网设备的运行数据进行虚拟建模，得到虚拟电网系统；
依据电网设备的运行数据生成初始调度方案；
将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果；
将初始运行结果发送至评估模型进行评估，并依据评估结果对初始调度方案进行调整，生成最终调度方案；
依据最终调度方案控制电网设备，从而实现电网能量的管理。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的电网能量管理方法，其特征在于，所述对电网系统的电网设备进行数据采集，具体包括：
对电网设备进行实时数据采集，并对实时采集到的数据进行数据清洗，得到电网设备实时运行数据；
依据电网设备类型，从数据库中获取电网设备历史运行数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的电网能量管理方法，其特征在于，所述对电网设备进行实时数据采集基于智能传感器、摄像头、电网设备内的电子标签、网关设备和光纤设备完成。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的电网能量管理方法，其特征在于，所述依据电网设备的运行数据生成初始调度方案，具体包括：
依据电网设备实时运行数据计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态；
依据所述各个电网设备的发电状态和负荷状态，生成初始调度方案。
5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的电网能量管理方法，其特征在于，所述评估模型的生成，具体包括：
依据电网设备历史运行数据获取专家评估意见；
将电网设备历史运行数据和专家评估意见作为训练样本输入至卷积神经网络中进行训练，得到评估模型。
6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生的电网能量管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
将初始调度方案发送至客户端进行显示，用户依据显示的初始调度方案进行人工调整。
7.一种基于数字孪生的电网能量管理系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于对电网系统的电网设备进行数据采集，得到电网设备的运行数据；
虚拟建模模块，用于依据电网设备的运行数据进行虚拟建模，得到虚拟电网系统；
调度方案生成模块，用于依据电网设备的运行数据生成初始调度方案；
运行测试模块，用于将生成的初始调度方案发送至虚拟电网系统进行运行，得到初始运行结果；
评估模块，用于将初始运行结果发送至评估模型进行评估，并依据评估结果对初始调度方案进行调整，生成最终调度方案；
控制模块，用于依据最终调度方案控制电网设备，从而实现电网能量的管理。
8.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生的电网能量管理系统，其特征在于，所述调度方案生成模块包括：
计算模块，用于依据电网设备实时运行数据计算出各个电网设备的发电状态和负荷状态；
处理模块，用于依据所述各个电网设备的发电状态和负荷状态，生成初始调度方案。
9.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生的电网能量管理系统，其特征在于，所述评估模块包括：
获取模块，用于依据电网设备历史运行数据获取专家评估意见；
卷积神经网络模型，用于对作为训练样本的电网设备历史运行数据和专家评估意见进行训练，得到评估模型。
10.一种终端设备，其特征在于，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1－6中任意一种基于数字孪生的电网能量管理方法的步骤。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117293923A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-26 | 南栖仙策(南京)高新技术有限公司 | 电网的日前调度计划生成方法、装置、设备及存储介质 |
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2022
- 2022-09-23 CN CN202211163158.1A patent/CN115526737A/zh active Pending
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| CN117293923A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-26 | 南栖仙策(南京)高新技术有限公司 | 电网的日前调度计划生成方法、装置、设备及存储介质 |
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