CN115528751A - 一种台区用能优化调度方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种台区用能优化调度方法及装置，该方法步骤包括：S01.获取被控各台区的历史负荷数据，根据获取的历史负荷数据预测各台区的负荷状态；S02.获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，以使得各台区达到最优运行状态；S03.控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统按照台区用能优化调度策略执行，在执行过程中通过储能设备存储多余能量或释放能量进行能量补充。本发明能够有效实现台区用能的优化调度，使得台区稳定运行在最优运行状态，提高能源利用率。

Description

一种台区用能优化调度方法及系统
技术领域
本发明涉及低压台区控制技术领域，尤其涉及一种台区用能优化调度方法及系统。
背景技术
由于台区内用能设备众多，且用能状态通常是复杂多变的，如在不同季节、不同时段的用能需求量是不同的，例如典型的白天的用能需求量要远大于晚上，因而台区在运行过程中，用能利用率会受用户负荷、充电桩负荷、配电变压器运行状态以及分布式光伏系统等众多因素的影响，使得系统通常并不是运行在最佳运行状态，致使用能利用率不高。台区用能优化即是需要通过对台区内的用能进行优化调度，以提升用能利用率。
针对于台区用能优化，现有技术中通常是采用先筛选出用能不足的台区，然后对该台区进行扩容改造或者提高光伏发电量的方式实现，或者通过简单的调整配电变压器运行进行用能调整。但是该类方式仅是关注于用能不足情况下的用能提升或者简单的控制台区内单一设备，无法综合台区整体的负载状态实现最优状态运行，用能利用率提升非常有限。尤其是上述用能优化方案，无法兼顾不同时段用能的不同需求量，当处于用能低峰期时，此时所需的用能量较少，分布式光伏系统的发电量往往会超过所需的用能量而造成能量剩余，多余的能量若直接反馈至电网会造成电网波动等问题，而当处于用能高峰期时，分布式光伏系统的发电量往往不足以满足用能需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、成本低、灵活性强且效率高的台区用能优化调度方法及系统，能够有效实现台区用能的优化调度，使得台区稳定运行在最优运行状态，提高能源利用率。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种台区用能优化调度方法，步骤包括：
S01.获取被控各台区的历史负荷数据，根据获取的历史负荷数据预测各台区的负荷状态；
S02.获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据所述充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，以使得通过调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力后各台区达到最优运行状态；
S03.控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统按照所述台区用能优化调度策略执行，在执行过程中通过储能设备存储多余能量或释放能量进行能量补充。
进一步的，所述台区用能优化调度策略具体根据台区中配电变压器的历史负荷、电动汽车充电需求量、分布式光伏发电量，以及车联网平台中充电桩数据信息、智能电能表数据生成得到。
进一步的，所述步骤S02后、步骤S03前还包括监测台区负荷状态，并判断台区负荷状态是否满足足预设执行条件，如果是获取则转入执行步骤S03，否则继续监测台区负荷状态。
进一步的，所述预设执行条件为负载率、负载形状系数、峰谷差率、发用电比值中任意一种或多种达到预设值或满足预设条件。
进一步的，所述步骤S03中，采用邀约控制执行的方式控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统，具体步骤包括：
向被控设备发送邀约，并判断发送是否成功；
若邀约推送成功则判断被控设备是否接受邀约，若判断到被控设备接受邀约，则对被控设备在执行所述台区用能优化调度策略的过程中进行实时负荷监测；若判断到被控设备不接受邀约，则不对被控设备执行所述台区用能优化调度策略；
若邀约推送持续预设次数均失败，则不对被控设备执行所述台区用能优化调度策略。
进一步的，所述步骤S03后还包括通过监测各台区的负荷状态计算优化系数，根据优化系数结果验证执行所述台区用能优化调度策略后的效果。
进一步的，所述优化系数包括负荷形状系数、负载率、峰谷差率、电压、发用电比值、调控负荷中任意一种或多种。
进一步的，所述步骤S03的具体步骤包括：
在台区中充电桩以及分布式光伏系统按照所述台区用能优化调度策略执行的过程中，实时判断台区中能量状态；
如果判断到当前存在多余能量需要回馈，则控制打开所述储能设备进行充电，通过所述储能设备将多余的能量进行存储；
如果判断到当前能量不足，则控制打开所述储能设备进行放电，通过所述储能设备释放出所需能量。
一种台区用能优化调度系统，包括：
获取模块，用于获取被控各台区的历史负荷数据，根据获取的历史负荷数据预测各台区的负荷状态；
优化策略生成模块，用于获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据所述充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，以使得通过调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力后各台区达到最优运行状态；
优化策略执行模块，用于控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统按照所述台区用能优化调度策略执行，其中若存在多余的能量，则将多余的电能存储在预先设置在台区中的储能设备中，当能量不足时则从所述储能设备中释放出所需能量。
一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如上述方法。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过先预测各台区的负荷状态以及获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态共同生成台区用能优化调度策略，通过按照该台区用能优化调度策略调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力，使得能够综合台区中各类负荷以及光伏出力状态控制台区达到最优运行状态，确保系统持续保持最优状态运行，同时在台区用能优化调度策略执行过程中，通过储能设备对不同时段的能量进行调度，能够在确保台区用能安全稳定的前提下，使得台区内不同时段用能能够达到平衡，有效提高台区用能的利用率。
附图说明
图1是本实施例台区用能优化调度方法的实现流程示意图。
图2是本实施例实现台区用能优化调度的原理示意图。
图3是本发明在具体应用实施例中控制执行台区用能优化调度策略的流程示意图。
图4是本发明在具体应用实施例中实现台区用能优化调度的完整流程示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例台区用能优化调度方法的步骤包括：
S01.获取被控各台区的历史负荷数据，根据获取的历史负荷数据预测各台区的负荷状态；
S02.获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，以使得通过调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力后各台区达到最优运行状态；
S03.控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统按照台区用能优化调度策略执行，在执行过程中通过储能设备存储多余能量或释放能量进行能量补充。
本实施例针对台区用能优化调度，将充电桩、配电变压器以及分布式光伏系统作为台区内可调度设备，通过先预测各台区的负荷状态以及获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态共同生成台区用能优化调度策略，通过按照该台区用能优化调度策略调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力，使得能够综合台区中各类负荷以及光伏出力状态控制台区达到最优运行状态，确保系统持续保持最优状态运行，同时在台区用能优化调度策略执行过程中，进一步通过储能设备对不同时段的能量进行调度，在存在多余能量时进行存储在能量不足时释放能量进行能量补充，能够在确保台区用能安全、稳定的前提下，使得台区内不同时段用能能够达到平衡，有效提高台区用能的利用率。
本实施例中，台区用能优化调度策略具体根据台区中配电变压器的历史负荷、电动汽车充电需求量、分布式光伏发电量，以及车联网平台中充电桩数据信息、智能电能表数据生成得到。在具体应用实施例中，控制器通过获取台区中配电变压器的历史负荷、电动汽车充电需求量、分布式光伏发电量数据，以及从车联网平台获取充电桩数据、收集台区内各智能电能表的数据，综合获取的数据生成台区用能优化调度策略，该台区用能优化调度策略即为能够使得台区运行状态处于最优所对应的对充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力的控制策略。台区用能优化调度策略的具体生成方式可以采用基于各状态数据构建目标函数，其中充电桩的用能配电变压器的输出以及分布式光伏出力作为变量，然后求解目标函数的最优解，即得到对充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力的控制策略。上述具体的目标函数构建方式以及求解方式可以根据实际需求选取。
本实施例中，步骤S02后、步骤S03前还包括监测台区负荷状态，并判断台区负荷状态是否满足足预设执行条件，如果是获取则转入执行步骤S03，否则继续监测台区负荷状态。若台区负荷状态不满足执行条件，表明该台区目前不适宜进行用能优化调度。本实施例通过仅在台区负荷状态满足执行条件时，才启动台区用能优化调度策略，否则不启动进行台区用能优化调度，可以进一步确保台区用能的安全、稳定性。
本实施例中，上述预设执行条件具体为负载率、负载形状系数、峰谷差率、发用电比值等，其中负载率的计算表达式为：
Figure BDA0003927587760000061
峰谷差率的计算表达式为：
Figure BDA0003927587760000062
发用电比值的计算表达式为：
Figure BDA0003927587760000063
在具体应用实施例中，预先为负载率、负载形状系数、峰谷差率、发用电比值分别设置对应的预设启动阈值，当台区的负载率、负载形状系数、峰谷差率、发用电比值中任意一项大于对应的预设阈值时，即判定台区负荷状态满足执行条件，否则判定不满足执行条件。可以理解的是，具体执行条件、启动阈值的设置均可以根据实际需求配置。
本实施例步骤S03中，具体采用邀约控制执行的方式控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统，具体步骤包括：
S301.向被控设备发送邀约，并判断发送是否成功；
S302.若邀约推送成功则判断被控设备是否接受邀约，若判断到被控设备接受邀约，则对被控设备在执行所述台区用能优化调度策略的过程中进行实时负荷监测；若判断到被控设备不接受邀约，则不对被控设备执行台区用能优化调度策略；
S303.若邀约推送持续预设次数均失败，则不对被控设备执行台区用能优化调度策略。
本实施例通过邀约的方式向台区中充电桩、配电变压器出以及分布式光伏系统发送调度请求，各充电桩、配电变压器出以及分布式光伏系统根据自身的电压状态等确定是否响应该调度请求，可以灵活兼顾台区中不同系统的状态执行优化调度，使得可以实现优化调度的同时，尽可能的降低对台区正常运行的影响。
在具体应用实施例中，如图3所示，在下发台区用能优化调度策略时，主要采用邀约控制方式进行邀约发送，如果邀约发送成功，监测用户负荷状态，如果满足执行条件则执行下发的用能优化调度策略；对于指定类型用户还可以采用推送或协商控制方式，具体可对于负荷聚合商控制时，采用推送方式直接将策略信息进行推送，对于协商用户则可将策略信息进行推送以进行协商控制。
本实施例中步骤S03后还包括通过监测各台区的负荷状态计算优化系数，根据优化系数结果验证执行台区用能优化调度策略后的效果，以判断执行台区用能优化调度策略后是否达到所需效果，如果没有达到所需效果，则控制重新对充电桩、配电变压器出以及分布式光伏系统进行调度，使得最终确保优化调度的效果达到预期。
上述优化系数具体可以为负荷形状系数、负载率、峰谷差率、电压、发用电比值、调控负荷等，可以取其中任意一种系数进行验证，也可以取多种系数的组合进行验证以进一步提高验证精度。
本实施例中，步骤S03的具体步骤包括：
S311.在台区中充电桩以及分布式光伏系统按照台区用能优化调度策略执行的过程中，实时判断台区中能量状态；
S312.如果判断到当前存在多余能量需要回馈，则控制打开储能设备进行充电，通过储能设备将多余的能量进行存储；
S313.如果判断到当前能量不足，则控制打开储能设备进行放电，通过储能设备释放出所需能量。
由于用户用能需求在不同时段是不同的，若分布式光伏系统按照固定的功率发电，则要么无法满足高峰用能时的需求，要么会在低峰用能时造成用能浪费。本实施例通过在台区中设置储能设备，在台区用能优化调度策略的执行过程中会同时监测能量状态，如果存在多余能量则控制打开储能设备将多余能量进行存储，如果能量不足以满足当前用能需求量，则通过储能设备释放出所需能量，可以充分回收利用低峰时段的多余能量补给给高峰用能时段，使得不同时段的用能达到平衡，结合台区用能优化调度策略的执行可以最大限度的提高用能利用率。
如图4所示，在具体应用实施例中，先根据台区内充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，同时监测台区负荷状态，如果满足执行条件则控制执行台区用能优化调度策略，否则不执行该台区用能优化调度策略，执行完台区用能优化调度后通过计算优化系数验证执行效果，如果不满足所需的执行效果或者小于预设执行次数，则重新执行台区用能优化调度策略。
本实施例台区用能优化调度系统包括：
获取模块，用于获取被控各台区的历史负荷数据，根据获取的历史负荷数据预测各台区的负荷状态；
优化策略生成模块，用于获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据所述充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，以使得通过调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力后各台区达到最优运行状态；
优化策略执行模块，用于控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统按照所述台区用能优化调度策略执行，其中若存在多余的能量，则将多余的电能存储在预先设置在台区中的储能设备中，当能量不足时则从所述储能设备中释放出所需能量。
本实施例台区用能优化调度系统与上述台区用能优化调度方法为一一对应，在此不再一一赘述。
本实施例还提供电子设备，包括处理器以及存储器，存储器用于存储计算机程序处理器用于执行计算机程序以执行如上述方法。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种台区用能优化调度方法，其特在于，步骤包括：
S01.获取被控各台区的历史负荷数据，根据获取的历史负荷数据预测各台区的负荷状态；
S02.获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据所述充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，以使得通过调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力后各台区达到最优运行状态；
S03.控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统按照所述台区用能优化调度策略执行，在执行过程中通过储能设备存储多余能量或释放能量进行能量补充。
2.根据权利要求1所述的台区用能优化调度方法，其特征在于，所述台区用能优化调度策略具体根据台区中配电变压器的历史负荷、电动汽车充电需求量、分布式光伏发电量，以及车联网平台中充电桩数据信息、智能电能表数据生成得到。
3.根据权利要求1所述的台区用能优化调度方法，其特征在于，所述步骤S02后、步骤S03前还包括监测台区负荷状态，并判断台区负荷状态是否满足足预设执行条件，如果是获取则转入执行步骤S03，否则继续监测台区负荷状态。
4.根据权利要求3所述的台区用能优化调度方法，其特征在于，所述预设执行条件为负载率负载形状系数峰谷差率发用电比值中任意一种或多种达到预设值或满足预设条件。
5.根据权利要求1所述的台区用能优化调度方法，其特征在于，所述步骤S03中，采用邀约控制执行的方式控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统，具体步骤包括：
向被控设备发送邀约，并判断发送是否成功；
若邀约推送成功则判断被控设备是否接受邀约，若判断到被控设备接受邀约，则对被控设备在执行所述台区用能优化调度策略的过程中进行实时负荷监测；若判断到被控设备不接受邀约，则不对被控设备执行所述台区用能优化调度策略；
若邀约推送持续预设次数均失败，则不对被控设备执行所述台区用能优化调度策略。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的台区用能优化调度方法，其特征在于，所述步骤S03后还包括通过监测各台区的负荷状态计算优化系数，根据优化系数结果验证执行所述台区用能优化调度策略后的效果。
7.根据权利要求6所述的台区用能优化调度方法，其特征在于，所述优化系数包括负荷形状系数、负载率、峰谷差率、电压、发用电比值、调控负荷中任意一种或多种。
8.根据权利要求1～5中任意一项所述的台区用能优化调度方法，其特征在于，所述步骤S03的具体步骤包括：
在台区中充电桩以及分布式光伏系统按照所述台区用能优化调度策略执行的过程中，实时判断台区中能量状态；
如果判断到当前存在多余能量需要回馈，则控制打开所述储能设备进行充电，通过所述储能设备将多余的能量进行存储；
如果判断到当前能量不足，则控制打开所述储能设备进行放电，通过所述储能设备释放出所需能量。
9.一种台区用能优化调度系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取被控各台区的历史负荷数据，根据获取的历史负荷数据预测各台区的负荷状态；
优化策略生成模块，用于获取各台区的充电桩负荷状态、配电变压器运行状态以及分布式光伏出力状态，根据所述充电桩负荷状态、配电变压器运行状态、分布式光伏出力状态以及负荷状态生成对应的台区用能优化调度策略，以使得通过调度各台区中充电桩、配电变压器以及分布式光伏出力后各台区达到最优运行状态；
优化策略执行模块，用于控制各台区中充电桩以及分布式光伏系统按照所述台区用能优化调度策略执行，其中若存在多余的能量，则将多余的电能存储在预先设置在台区中的储能设备中，当能量不足时则从所述储能设备中释放出所需能量。
10.一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如权利要求1～8中任意一项所述方法。
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