CN115811043A - 基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，包括：获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据建立分布式光伏发电功率预测模型；基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；根据所述控制指令对台区内负荷进行“自治”调度、台区间进行“互济”调度、配电网整体进行“协同”调度。本发明解决了现有配电网络波动性与随机性较大导致配电网运行压力大、风险高的问题。

Description

基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法

技术领域

本发明涉及电网调控技术领域，尤其涉及一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法。

背景技术

现有新能源配电网构建需求旺盛，具体到配电领域，一方面，以整县屋顶光伏开发的分布式新能源将爆发性增长，配电网将从功率单向流动转变为双向流动的有源网络。另一方面，近年来配电网侧分布式储能、建筑环境负荷以及电动汽车负荷等灵活性负荷占比逐年增高，以温控型负荷为代表的可调节负荷占全网负荷高达40％～50％，能为系统运行提供调峰、调频以及稳定控制等辅助服务。分布式新能源与灵活性负荷大规模涌现使配电网已逐渐从单一地被动接受功率指令转变为可实现双向调控的有源、主动配电网，与此同时，量测技术、人工智能、互联网及通信技术的快速发展给配电网海量负荷的实时感知与远程调控提供了技术支撑，配电网灵活性运行调控迎来了重要的转型与发展机遇。

与传统配电网相比，有源配电网的优势在于具备多种可调用的灵活性资源，包括分布式新能源以及分布式储能、建筑环境负荷等可调节负荷。其中，分布式新能源既能在一定程度上缓解区域极端高温天气下的用电紧张难题；还能在配网层面提高新能源并网比例；分布式储能、建筑环境负荷等可调节负荷则具备为主网提供灵活性以及保障配电网自身安全可靠性的潜力。然而，由于光伏发电具有随机性、间歇性和波动性的特点，单体容量小、数量庞大的分布式光伏的接入给对有源配电网安全稳定运行、电力系统的合理调度等带来严峻挑战与压力，电压越限问题频发，安全稳定问题凸显。

为加速建成含高渗透率分布式新能源的有源配电网，关键在于解决有源配电网日益增高的分布式新能源规模与配电网安全稳定运行之间的矛盾。由于新型电力系统的根本目标之一在于提高新能源并网比例，故通过限制分布式光伏发电量来保障配电网安全性的方法难以彻底解决配网接入规模化分布式新能源的矛盾。为实现提升分布式新能源消纳与保障配网安全稳定运行的双重目标，根本途径在于依托智能电网技术与信息通讯手段，充分挖掘配网侧海量分散的可调节负荷蕴含的调节潜力，平抑分布式新能源接入给电网带来的不确定性，该技术思路已受到行业内的高度重视。我国电力系统规模较大，属于集中式大电网运行调度模式，配网可调节负荷由于主体众多、单体容量小且数量极其庞大，集中调控难度大且用户负荷随用能行为、气象变化、负荷所属物理系统变化较大，具备一定的不确定性，而我国电力市场机制尚未健全，因此对配网可调节负荷的利用并不充分。

配网侧可调节能力与源侧电厂、规模化储能相比具备成本低、安全可靠性高的优势，但是在数据通讯、包含海量数据的优化运行方面存在技术壁垒；在用户负荷所属物理系统控制权限获取方面存在管理难题。更重要的是，国内外对需求侧可调节负荷的研究主要侧重于价格激励下的用户自发调节，但对于负荷所属物理系统调节能力的边界极少考虑。与之相应的输电网侧发电厂非电能源系统参与电力系统调节是学者们关注的重点，但是配电网侧负荷非电能源系统由于规模小、控制权限难以获取、整体调控难度大等问题，导致人们通常认为只需要调动以人为主体的电力消费者参与调节的意愿，但对于负荷所属物理系统是否能按照人的意愿进行功率调整、或者是否还可以在人的意愿之外实现功率调整这两个问题极少关注，最终后果是海量分散的负荷物理系统中蕴含的可调节能力被低估或者高估。因此，需要建立连接海量分散可调节负荷与配电网调控运营体系的安全、可靠、高效的系统保证电网供求侧的安全稳定运行。

发明内容

本发明提供一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，用以解决现有配电网络波动性与随机性较大导致配电网运行压力大、风险高的问题，以实现合理调控提高配电网安全稳定性。

本发明提供一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，包括：

获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制；

台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性进行“自治”调度平抑分布式光伏的随机波动性，在相邻台区之间进行“互济”调度，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定，所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行“协同”调度，形成“内部自治、相邻互济、整体协同”的联邦调控策略为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务。

根据本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型，具体包括：

获取分布式光伏发电数据，构建光伏时空维度数据修复模型；

通过所述光伏时空维度数据修复模型在不同天气状态下对光伏发电数据进行修正，生成修正结果；

将所述修正结果与用户负荷进行解耦建立分布式光伏发电功率预测模型。

根据本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据，具体包括：

所述分布式光伏发电功率预测模型根据分布式光伏发电状态和用户负荷的强影响关系，确定不同分布式光伏渗透率场景下电网负荷的演变规律；

根据所述演变规律结合不同的天气状态进行发电功率的预测，生成发电功率预测数据。

根据本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，所述根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案，具体包括：

根据储热、蓄冷环节、管网和建筑维护各种储能环节以及电供热、电制冷及工业负荷能源系统中不同类型的能量转换环节和结合智能终端装备直接获取的用电量、终端热用户舒适性数据及冷热源热力系统运行数据建立负荷可塑性评估模型；

基于所述负荷可塑性评估模型建立各类价格机制下可调节负荷可塑性的动态量化评估模型，生成最终可塑性评估方案。

根据本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令，具体包括：

基于数字建模的单一及多台区间进行潮流计算，生成计算结果；

基于所述计算结果建立事件驱动的极端负荷预测模型，进行电压越限、过载风险感知；

通过电压越限、过载风险感知基于台区智能终端装备的开发云边协同单一及多台区间协同优化运行控制策略，生成分布式源荷储综合协调运行控制指令。

根据本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制，具体包括：

在台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性平抑分布式光伏的随机波动性；

在相邻台区之间进行动态互助调节，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定；

所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行协同调度控制，为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务；

所述配电网分层集中式-分布式优化，对上为集中式优化，而对下会分解为分布式优化，配网自动化-台区智能终端装备集中式优化、台区-柔性负荷分布式优化的分层分布式优化。

本发明还提供一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控系统，所述系统包括：

数据获取模块，用于获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

模型建立模块，用于根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

发电功率预测模块，用于基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

可塑性评估模块，用于根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

控制指令生成模块，用于基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

协调控制模块，用于根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法。

本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，通过建立面向分布式智能配电网的联邦调控运营架构，连接在每个台区智能终端装备的分布式光伏和用户侧可调节负荷耦合形成一个个微联邦。每个联邦对其所耦合的分布式光伏进行态势感知，对发电进行精确的功率预测；对不同类型可调节负荷的可塑性进行动态量化评估，对各类可调节负荷进行可塑性的优化聚合。在联邦内部实行自行调度，利用可调节负荷的可塑性平抑分布式光伏的随机波动性。电气相邻的联邦之间可以实现互助调度，以提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定水平。所有联邦整体还可以与配电网调控平台进行协同调度，为配电网提供调峰、调频以及紧急控制等服务，进一步发挥全体联邦的一致协同作用。将分布式光伏、用户侧可调节资源与分布式智能配电网三者有机地融合在一起，实现基于智能终端装备的分布式智能配电网的联邦调控安全稳定运营。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法的流程示意图之三；

图4是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法的流程示意图之四；

图5是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法的流程示意图之五；

图6是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法的流程示意图之六；

图7是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控系统的模块连接示意图；

图8是本发明提供的电子设备的结构示意图；

图9是本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法整体架构图。

附图标记：

110：数据获取模块；120：模型建立模块；130：发电功率预测模块；140：可塑性评估模块；150：控制指令生成模块；160：协调控制模块；

810：处理器；820：通信接口；830：存储器；840：通信总线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

下面结合图1-图6描述本发明的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，包括：

S100、获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

S200、根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

S300、基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

S400、根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

S500、基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

S600、根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制；

S700、台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性进行“自治”调度平抑分布式光伏的随机波动性，在相邻台区之间进行“互济”调度，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定，所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行“协同”调度，形成“内部自治、相邻互济、整体协同”的联邦调控策略为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务。

由于现有电力系统规模较大，属于集中式大电网运行调度模式，联邦调控架构与纯分布式优化、集中式优化方式相比，优势在于兼具集中式优化调控及去中心化的分布式优化的双重优势。在配网侧可实现对可调节资源及配网承载能力的整体感知，为上层集中式优化提供基础；也可对台区海量分散式负荷实现分布式新能源、分布式储能及建筑环境负荷等可调节资源的精确感知，为实现去中心化的分布式优化提供基础。在新型电力系统建设的新形势下，用户侧可调节负荷的开发利用被赋予了更重要的价值，与此同时分布式光伏建设也处于高速发展期。利用大规模用户侧可调节负荷平抑分布式光伏的随机性和波动性，实现新型配电系统安全稳定运行将成为电网公司的重要任务。

根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型，具体包括：

S201、获取分布式光伏发电数据，构建光伏时空维度数据修复模型；

S202、通过所述光伏时空维度数据修复模型在不同天气状态下对光伏发电数据进行修正，生成修正结果；

S203、将所述修正结果与用户负荷进行解耦建立分布式光伏发电功率预测模型。

分布式光伏发电功率预测就是对采集获得到的历史功率、外部气象等信息加以分析，挖掘历史功率特性、探究各类外部因素与发电功率的耦合特性，得到功率未来的发展规律、历史和现状，以及对影响发电功率变化因素的作用机理。在此基础上，运用一定的数学和统计学方法建立历史功率与未来功率、外部因素与历史功率的映射模型，使时间趋势向外延伸，从而计算得到分布式光伏功率的发展变化趋势，确定变量预测值，得到场站未来的发电情况，便于对该地区整个分布式光伏发电的调度控制。

面向整县屋顶光伏开发的分布式光伏功率预测技术，从探究海量分布式光伏数据特点提升功率预测精度、西北地区气候特点对分布式光伏发电功率预测、台区表后分布式光伏辨识与预测系统开示范发应用四个层面分别展开具体研究内容。

面向海量分布式光伏数据特点的分布式光伏发电功率预测精度提升技术。单个分布式光伏容量小，但区域分布式光伏数量众多、安装分散，一般没有专门配备高精的光伏计量表计，因此历史功率数据存在严重的数据缺失问题，这些数据缺失会较大程度上影响分布式光伏发电功率预测的准确性，进而影响电网规划或调度运行决策。提升分布式光伏预测精度的先决条件是对海量分布式光伏数据进行异常值修复。现有的光伏异常数据修复方法大多用于集中式光伏，而分布式光伏出力较大型集中式光伏波动性更像，而且不像集中式光伏那样配备专门的气象实测或预报数据，因此，难以直接套用现有的光伏异常数据修复方法。同时现有的一些分布式光伏数据修复方法也多依靠历史功率，挖掘功率演变趋势，忽略了周边出力模式相近场站的信息。针对这一问题，分析海量分布式光伏出力特性，研究各场站在时空维度的出力模式演变特性。在此基础上，构建不依赖历史功率数据的分布式光伏时空维度数据修复方法，用以提升分布式光伏数据质量，从而提升分布式光伏预测精度。

适应潮湿地区气候特点的分布式光伏发电功率预测方法，潮湿天气会削弱地表辐射强度，严重的潮湿天气会导致分布式光伏出力短时间内波动剧烈。受本身气候的影响，某些地区高湿天气频发，极大地增加了分布式光伏发电功率预测难度。现有方法缺乏专门对高湿天气影响的研究，同时对于湿度影响因素的考虑也仅局限于对时空分辨率较低的实测或预报湿度值的利用。针对这一问题，研究基于卫星遥感图像数据的高湿天气辨识方法，构建正常天气与高湿天气的有效划分方法；研究高湿天气下水汽分布特征的挖掘方式。在此基础上，分别探究正常天气与高湿天气下的影响分布式光伏出力的关键因素，研究两种不同天气状态下的各场站出力时空关联关系的有效表征体系的构建方式。基于关联关系的有效表征，实现分布式光伏发电功率的精准预测。

基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据，具体包括：

S301、所述分布式光伏发电功率预测模型根据分布式光伏发电状态和用户负荷的强影响关系，确定不同分布式光伏渗透率场景下电网负荷的演变规律；

S302、根据所述演变规律结合不同的天气状态进行发电功率的预测，生成发电功率预测数据。

本发明中考虑表后分布式光伏容量与发电功率预测的负荷预测提升技术。常用的电网负荷预测思路是直接利用电网测得的负荷数据建立预测模型，然而配电网中存在部分小型分布式光伏没有配备专门电能表计。这种情况下电网仅能获取地区电网净负荷数据，而它耦合了分布式光伏出力与实际用电负荷的随机波动性，制约了负荷预测精度的提升。基于光伏-负荷解耦的间接负荷预测方法可有效提升电网负荷预测精度，然而现有的解耦方法大多基于晴空发电模型与光伏板物理发电模型相结合来估算光伏出力，这类模型驱动方法需要精确的气象数据及详细的光伏板参数，建模复杂且适用性差。为此，研究基于数据驱动的分布式光伏出力与用户负荷解耦方法，建立分布式光伏容量估计模型，探究分布式光伏出力与用户负荷的强影响因素。研究不同分布式光伏渗透率场景下电网负荷的演变规律分析方法，构建表后分布式光伏发电功率预测模型，用以提升电网负荷预测精度。

根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案，具体包括：

S401、根据储热、蓄冷环节、管网和建筑维护各种储能环节以及电供热、电制冷及工业负荷能源系统中不同类型的能量转换环节和结合智能终端装备直接获取的用电量、终端热用户舒适性数据及冷热源热力系统运行数据建立负荷可塑性评估模型；

S402、基于所述负荷可塑性评估模型建立各类价格机制下可调节负荷可塑性的动态量化评估模型，生成最终可塑性评估方案。

本发明中配电网中用户侧可调节负荷的调节能力主要体现在其用电功率曲线可以根据电网运行的需要进行调节塑造，实现提升配电网分布式可再生能源消纳、平抑配电网潮流的波动性和随机性，实现配电网的安全稳定运行等目标。可调节负荷的用电功率曲线可随电网需求进行重塑的能力即为可调节负荷的可塑性。在保证可调节负荷用电消费总量不变的前提下，可调节负荷的可塑性首要来源于用电系统中储热、蓄冷和储电等储能环节的灵活调节能力，其次来源于用电系统中的电制热、电制冷和充电桩等能量转换环节运行工况的灵活调节空间。可调节负荷的这部分可塑性是其用能系统物理特性产生的，属于可调节负荷物理因素的可塑性。同时，在合理的市场激励机制的引导下，用户可以适当调整和改变用电消费行为，甚至一定程度上牺牲自身的用电舒适度，用电消费总量也不再保持不变，此时也可以为电网提供一定的可调节负荷的可塑性。这部分可塑性是与市场激励机制紧密相关，属于可调节负荷市场因素的可塑性。在新能源为主体的新型电力系统背景下，上述两类可调节负荷可塑性都应该充分地挖掘和利用。

配电网可调节负荷尽管体量较大，但在空间分布上极其分散，资源类型多种多样，不同类型可调节负荷的功率可塑性差别明显，并且与新能源装机富集区域多存在反向分布特征。真正实现用户侧可调节负荷的挖掘和利用工作仍面临很多技术难题，具体表现为：1)由于针对不同类型可调节负荷的用能系统储能特性和能量转换特性的分析研究不足，缺乏对可调节负荷物理因素可塑性的动态量化评估方法；2)可调节负荷市场因素可塑性受市场激励机制的影响极大，但目前尚未有考虑市场因素的可调节负荷可塑性的动态量化评估方法；3)多种可调节负荷的可塑性在时间尺度、响应速度、调节范围以及调节成本等特性上差异明显，用于评估负荷集群可塑性的协同优化聚合方法和调节能力评估方法仍需要进行深入细致的研究工作。后续还需从可调节负荷物理因素及市场因素的功率可塑性在线动态量化评估以及多元可调节负荷优化聚合策略及集群可塑性表征方法两方面入手。

针对可调节负荷单体功率可塑性的评估；针对电供热、电热泵、工业负荷等典型可调节负荷，需研究在不改变用户舒适性或用能行为的前提下，负荷所属物理系统具备的功率可塑性的量化表征方法。首先，分析储热、蓄冷环节、管网和建筑维护等各种储能环节蕴含的物理因素可塑性量化评估模型；其次，研究电供热、电制冷及工业负荷能源系统中不同类型的能量转换环节，研究其运行工况的灵活运行调节空间，构建相对应的物理可塑性量化评估模型；在分析其储能物理特性的基础上，结合智能终端装备直接获取的用电量、终端热用户舒适性数据及冷热源热力系统运行数据，对配电网可调节负荷物理因素可塑性进行动态量化评价，为可调节负荷与分布式光伏优化互补提供基础。

根据物理因素可塑性评估结果，进一步研究综合考虑仅调节负荷所属物理系统与改变用户舒适性时的综合调节能力；基于人工智能算法，建立各类价格机制下可调节负荷可塑性的动态量化评估模型，研究可调节负荷市场因素可塑性与物理因素可塑性的组合效应，分析激励机制对可调节负荷总可塑性的影响规律；基于智能终端装备的运行数据，研究不同类型可调节负荷市场因素可塑性的动态量化评估模型的参数修正方法。最后，根据配电网源荷协调控制的时间尺度，分别建立实时、日内及日前的可塑性评估方法。

由于负荷集中区域多与分布式电源富集区域呈现反向分布特征，故还需研究分布式新能源跨区匹配的优化聚合策略，得到多元可调节负荷的多样化功率可塑性评估方法。针对同质可调节负荷，研究考虑物理因素及计及用户舒适性调节的综合功率可塑性叠加算法；针对多类异质可调节负荷，分析不同类型可调节负荷调节能力特征差异与聚合原理，研究考虑异质可调节负荷可塑性的统一表征方法；最后，考虑台区内与台区间多种时间尺度，提出“台区内自治、台区间互济”原则下的多种异质可调节负荷优化聚合策略，研究其聚合模型及可塑性动态量化评估方法，为充分调用多种异质可调节负荷奠定基础。

基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令，具体包括：

S501、基于数字建模的单一及多台区间进行潮流计算，生成计算结果；

S502、基于所述计算结果建立事件驱动的极端负荷预测模型，进行电压越限、过载风险感知；

S503、通过电压越限、过载风险感知基于台区智能终端装备的开发云边协同单一及多台区间协同优化运行控制策略，生成分布式源荷储综合协调运行控制指令。

根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制，具体包括：

S601、在台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性平抑分布式光伏的随机波动性；

S602、在相邻台区之间进行动态互助调节，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定；

S603、所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行协同调度控制，为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务；

S604、所述配电网分层集中式-分布式优化，对上为集中式优化，而对下会分解为分布式优化，配网自动化-台区智能终端装备集中式优化、台区-柔性负荷分布式优化的分层分布式优化。

本发明中在分布式光伏功率预测和可调节负荷可塑性动态量化评估研究基础上，基于台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制方法研究，主要包括：基于数字建模的单一及多台区间潮流计算方法研究、基于事件驱动的极端负荷预测模型研究，实现电压越限、过载风险感知；基于台区智能终端装备的开发云边协同单一及多台区间协同优化运行控制策略研究。可调节负荷可塑性利用效益评估算法研究。

基于数字建模的单一及多台区间潮流计算方法研究，研究基于分布式光伏功率预测和可调节负荷可塑性量化评估的日前、日内以及超短期用电功率曲线滚动修正算法，基于台区智能终端装备的边缘计算能力实现台区内在线未来态潮流(单相、三相)计算。研究负荷水平与极端气候条件如持续高温或寒潮，突发事件，如局部区域充电汽车聚集充电等事件的量化关系，建立事件驱动的配网及台区过载风险感知。

基于台区智能终端装备的云边协同控制区域AVC/AGC算法研究，建立含分布式光伏、风电、分布式储能及可控负荷配电网的云边协同分布式预测控制模型，研究配电网及配网台区间互联互济的台区智能终端装备之间的分布式光伏和可调节负荷的综合协调运行控制算法，实现分布式源荷的分层分级优化协调控制。

可调节负荷可塑性利用效益评估算法研究，基于台区智能终端装备的边缘计算能力和数据存储能力，分析可调节负荷可塑性实际利用效率和关键受限因素，研究可调节负荷可塑性匹配分布式光伏出力的实际运行效益评估算法。

随着配电网智能终端装备、智能开关以及智能电表的广泛应用，电力系统在配电网已经建立了一条连接海量分散可调节负荷与配电网调控运营体系的安全、可靠、高效的信息通路，其中智能终端装备应用较为广泛，智能终端装备具有很强的边缘计算能力，能够分散、就地实现各种智能复杂的高级算法。智能终端装备通过两个独立通道进行数据通讯，其中通过专网与用采系统互联，实现电量数据上送；另一通道与物联网平台(IOT)互联实现多台终端之间的数据交互与管理。基于以智能终端装备为主体的智能配电自动化设备，可以更加高效安全地将海量分散式的光伏与可调节负荷纳入配电网的调控运营体系，将用户侧可调节负荷挖掘与新型配电系统构建有机地融合在一起，为以新能源为主体的新型电力系统建设提供全新的技术路径。

依托广泛应用的台区智能终端装备和物联网平台(IOT)，基于其边缘计算与信息交互能力，建立面向分布式智能配电网的联邦调控运营架构。连接在每个台区智能终端装备的分布式光伏和用户侧可调节负荷耦合形成一个个微“联邦”。每个联邦对其所耦合的分布式光伏进行态势感知，对出力进行精确的功率预测；对不同类型可调节负荷的可塑性进行动态量化评估，对各类可调节负荷进行可塑性的优化聚合。在联邦内部实行“自治”调度，利用可调节负荷的可塑性平抑分布式光伏的随机波动性。电气相邻的联邦之间可以实现“互济”调度，以提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定水平。所有联邦整体还可以与配电网调控平台进行“协同”调度，为配电网提供调峰、调频以及紧急控制等服务，进一步发挥全体联邦的一致协同作用。通过“内部自治、相邻互济、整体协同”的联邦调控策略，将分布式光伏、用户侧可调节资源与分布式智能配电网三者有机地融合在一起，实现基于智能终端装备的分布式智能配电网的联邦调控运营。

通过建立配网自动化-台区间-台区内-终端负荷的信息通讯渠道与分层分级优化运行体系，在终端负荷建立了将电力需求响应直接嵌入本地自动化的用户物理系统远方终端运行控制模式及装置，包括终端用户一键参与电力系统调节的开关状态识别(供台区获取可调节负荷可调控状态)、上层电力需求侧下发的频差或功率调节需求接收端、终端用户依据上层电力需求的功率调整计划、计及调峰调频等需求与用户系统安全性的综合自动化指令执行机构、终端用户参与辅助服务(电网调节)的退出与恢复机制、终端用户参与调节的结算机制。

在一个具体例子中，在示范区域台区智能终端装备中研发部署的多种算法软件模块，遵循电网安全防护要求完成物联网平台到配电网互联网区的链路，进而实现分布式光伏协调控制模块与物联网平台的链路互通，以及与其他配网侧系统及省级调度互联。结合平行项目的功率预测系统，示范系统以充分消纳分布式光伏，平抑配电网波动性与随机性，降低配电网运行压力，提高配电网安全稳定水平为目标，实现综合协调运行调度控制，通过示范系统实际运行完善和验证研究成果。

如图9所示，现有多个智能终端装备可以通过物联网平台(IOT)互联实现信息共享，并且基于现有的信息链路，可以从配电网互联网接入区部署满足安全防护要求的隔离装置与IOT物联平台实现接口通讯，从而打通配电自动化主站与智能终端装备的通讯链路，基于配电自动化主站研发分布式智能配电网源荷互动主站模块，监听所接入智能终端装备的运行状态，展示光伏功率预测、可调节负荷的可塑性及其他各项运行数据；与配电网调控运营体系互联，实现数据推送与接收；通过安全链路与主网的调度自动化系统互联，推送分布式光伏功率预测结果，为主网进行全网优化调度控制提供基础数据的支撑。

参考图8，本发明还公开了一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控系统，所述系统包括：

数据获取模块110，用于获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

模型建立模块120，用于根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

发电功率预测模块130，用于基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

可塑性评估模块140，用于根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

控制指令生成模块150，用于基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

协调控制模块160，用于根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制。

其中，模型建立模块120获取分布式光伏发电数据，构建光伏时空维度数据修复模型；

通过所述光伏时空维度数据修复模型在不同天气状态下对光伏发电数据进行修正，生成修正结果；

将所述修正结果与用户负荷进行解耦建立分布式光伏发电功率预测模型。

发电功率预测模块130，通过所述分布式光伏发电功率预测模型根据分布式光伏发电状态和用户负荷的强影响关系，确定不同分布式光伏渗透率场景下电网负荷的演变规律；

根据所述演变规律结合不同的天气状态进行发电功率的预测，生成发电功率预测数据。

可塑性评估模块140，根据储热、蓄冷环节、管网和建筑维护各种储能环节以及电供热、电制冷及工业负荷能源系统中不同类型的能量转换环节和结合智能终端装备直接获取的用电量、终端热用户舒适性数据及冷热源热力系统运行数据建立负荷可塑性评估模型；

基于所述负荷可塑性评估模型建立各类价格机制下可调节负荷可塑性的动态量化评估模型，生成最终可塑性评估方案。

控制指令生成模块150，基于数字建模的单一及多台区间进行潮流计算，生成计算结果；

基于所述计算结果建立事件驱动的极端负荷预测模型，进行电压越限、过载风险感知；

通过电压越限、过载风险感知基于台区智能终端装备的开发云边协同单一及多台区间协同优化运行控制策略，生成分布式源荷储综合协调运行控制指令。

协调控制模块160，在台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性平抑分布式光伏的随机波动性；

在相邻台区之间进行动态互助调节，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定；

所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行协同调度控制，为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务；

所述配电网分层集中式-分布式优化，对上为集中式优化，而对下会分解为分布式优化，配网自动化-台区智能终端装备集中式优化、台区-柔性负荷分布式优化的分层分布式优化。

本发明提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控系统，通过建立面向分布式智能配电网的联邦调控运营架构，连接在每个台区智能终端装备的分布式光伏和用户侧可调节负荷耦合形成一个个微联邦。每个联邦对其所耦合的分布式光伏进行态势感知，对发电进行精确的功率预测；对不同类型可调节负荷的可塑性进行动态量化评估，对各类可调节负荷进行可塑性的优化聚合。在联邦内部实行自行调度，利用可调节负荷的可塑性平抑分布式光伏的随机波动性。电气相邻的联邦之间可以实现互助调度，以提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定水平。所有联邦整体还可以与配电网调控平台进行协同调度，为配电网提供调峰、调频以及紧急控制等服务，进一步发挥全体联邦的一致协同作用。将分布式光伏、用户侧可调节资源与分布式智能配电网三者有机地融合在一起，实现基于智能终端装备的分布式智能配电网的联邦调控安全稳定运营。

图8示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，该方法包括：获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制；

台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性进行“自治”调度平抑分布式光伏的随机波动性，在相邻台区之间进行“互济”调度，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定，所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行“协同”调度，形成“内部自治、相邻互济、整体协同”的联邦调控策略为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，该方法包括：获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制；

台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性进行“自治”调度平抑分布式光伏的随机波动性，在相邻台区之间进行“互济”调度，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定，所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行“协同”调度，形成“内部自治、相邻互济、整体协同”的联邦调控策略为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，该方法包括：获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制；

台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性进行“自治”调度平抑分布式光伏的随机波动性，在相邻台区之间进行“互济”调度，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定，所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行“协同”调度，形成“内部自治、相邻互济、整体协同”的联邦调控策略为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，其特征在于，包括：

获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制；

台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性进行“自治”调度平抑分布式光伏的随机波动性，在相邻台区之间进行“互济”调度，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定，所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行“协同”调度，形成“内部自治、相邻互济、整体协同”的联邦调控策略为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务。

2.根据权利要求1所述的基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，其特征在于，根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型，具体包括：

获取分布式光伏发电数据，构建光伏时空维度数据修复模型；

通过所述光伏时空维度数据修复模型在不同天气状态下对光伏发电数据进行修正，生成修正结果；

将所述修正结果与用户负荷进行解耦建立分布式光伏发电功率预测模型。

3.根据权利要求1所述的基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，其特征在于，基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据，具体包括：

所述分布式光伏发电功率预测模型根据分布式光伏发电状态和用户负荷的强影响关系，确定不同分布式光伏渗透率场景下电网负荷的演变规律；

根据所述演变规律结合不同的天气状态进行发电功率的预测，生成发电功率预测数据。

4.根据权利要求1所述的基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，其特征在于，所述根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案，具体包括：

根据储热、蓄冷环节、管网和建筑维护各种储能环节以及电供热、电制冷及工业负荷能源系统中不同类型的能量转换环节和结合智能终端装备直接获取的用电量、终端热用户舒适性数据及冷热源热力系统运行数据建立负荷可塑性评估模型；

基于所述负荷可塑性评估模型建立各类价格机制下可调节负荷可塑性的动态量化评估模型，生成最终可塑性评估方案。

5.根据权利要求1所述的基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，其特征在于，基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令，具体包括：

基于数字建模的单一及多台区间进行潮流计算，生成计算结果；

基于所述计算结果建立事件驱动的极端负荷预测模型，进行电压越限、过载风险感知；

通过电压越限、过载风险感知基于台区智能终端装备的开发云边协同单一及多台区间协同优化运行控制策略，生成分布式源荷储综合协调运行控制指令。

6.根据权利要求1所述的基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法，其特征在于，根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制，具体包括：

在台区内形成联邦利用可调节负荷的可塑性平抑分布式光伏的随机波动性；

在相邻台区之间进行动态互助调节，提升分布式光伏消纳能力和配电网安全稳定；

所有台区形成联邦整体与配电网调控平台进行协同调度控制，为配电网提供调峰、调频以及紧急控制服务；

所述配电网分层集中式-分布式优化，对上为集中式优化，而对下会分解为分布式优化，配网自动化-台区智能终端装备集中式优化、台区-柔性负荷分布式优化的分层分布式优化。

7.一种基于台区智能终端的新型配电网联邦调控系统，其特征在于，所述系统包括：

数据获取模块，用于获取分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系以及多种负荷的运行数据；

模型建立模块，用于根据所述分布式光伏发电数据与用户负荷之间的耦合关系建立分布式光伏发电功率预测模型；

发电功率预测模块，用于基于所述分布式光伏发电功率预测模型进行分布式光伏发电功率的预测，生成发电功率预测数据；

可塑性评估模块，用于根据多种负荷的运行数据建立负荷可塑性评估模型，生成可塑性评估方案；

控制指令生成模块，用于基于所述发电功率预测数据和所述可塑性评估方案，生成对台区智能终端装备开展分布式源荷储综合协调运行控制指令；

协调控制模块，用于根据所述控制指令对台区内负荷进行自行调节、台区间动态互助调节、配电网自动化整体协调控制。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法。

9.一种非暂态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如权利要求1至6任一项所述基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于台区智能终端的新型配电网联邦调控方法。

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