CN116073415A - 一种电力储能调度系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力储能调度系统，涉及电力储能调度技术领域，解决了现有技术没有结合用电区域的实际情况来进行电力调度决策，导致电力调度无法满足经济性和便捷性双重需求的技术问题；本发明包括若干相互连接的电力调度模块，且每个电力调度模块均与电力储能模块一一对应；本发明提取对应电力储能装置的电力调度线路，计算电力调度线路的调度损耗率，结合知识图谱构建技术建立电力调度图谱，能够直观地表现出电力储能调度线路，为后续电力调度提供数据基础；根据电力基础信息预测区域电力需求，当电力储能装置的未来储能不能满足区域电力需求时，则划分经济调度组，能够在电力损耗较小的情况下完成电力调度，实现经济性和便捷性的双重保障。

Description

一种电力储能调度系统
技术领域
本发明属于电力储能调度领域，涉及一种基于分布式技术的电力储能调度技术，具体是一种电力储能调度系统。
背景技术
储能技术是应对大规模可再生能源并网问题的最有效手段。为了支撑可再生能源的发展，具有灵活调节能力的储能资源将成为未来电力系统的重要组成环节。但是，受限于高昂的投资成本，电力储能调度技术仍然得到广泛应用。
现有技术(公开号为CN111652447A的发明专利申请)公开了基于分布式神经动态优化的综合能源系统经济调度方法，给出的调度模型考虑了电网、热网、气网在发电、转换和能源消耗过程中存在着强耦合所带来的影响，以及机组的爬坡约束、操作约束、输电线路的安全潮流约束以及可再生能源发电的不确定性问题，实现了分布式经济调度功能。现有技术在进行能源调度时，主要考虑了电力调度经济性问题，目的是为了降低通信负担，而没有结合用电区域的实际情况来进行电力调度决策，导致电力调度无法满足经济性和便捷性双重需求；因此，亟须一种能够综合考虑电力调度经济性以及用户用电便捷性需求的电力储能调度系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种电力储能调度系统，用于解决现有技术没有结合用电区域的实际情况来进行电力调度决策，导致电力调度无法满足经济性和便捷性双重需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种电力储能调度系统，包括若干相互连接的电力调度模块，且每个电力调度模块均与电力储能模块一一对应，电力储能模块用于控制电力储能装置进行储能以及电力调度；
通过电力调度模块提取对应电力储能装置与其他电力储能装置的电力调度线路，计算各电力调度线路的调度损耗率；以及根据若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱；
通过电力调度模块获取对应电力调度区域的电力基础信息，将电力基础信息与需求预测模型相结合预测区域电力需求；其中，电力基础信息指影响区域电力需求的因素，需求预测模型基于人工智能模型构建；
分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求；是，则计算电力储能装置的剩余电能；否，则基于该电力储能装置和电力调度图谱建立经济调度组，在经济调度组中调度剩余电能；其中，经济调度组基于调度损耗率划分。
优选的，所述电力调度模块均与一个所述电力储能模块通信和/或电气连接；且若干所述电力调度模块之间通信和/或电气连接；
所述电力储能模块与所述电力储能装置通信和/或电气连接，用于控制电力储能装置以及从电力储能装置采集数据；其中，电力储能装置用于存储电能。
优选的，所述电力调度模块计算电力调度线路的调度损耗率，包括：
将电力调度模块对应的电力储能装置标记为目标储能装置；
提取目标储能装置与其他电力储能装置之间的电力调度线路；其中，电力调度线路指目标储能装置与其他电力储能装置的直接线路或者间接线路；
提取电力调度线路的历史调度数据，根据历史调度数据计算调度损耗率。
优选的，基于若干所述电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱，包括：
以电力储能装置作为图谱实体，电力调度线路作为图谱实体之间的关联关系，结合知识图谱构建技术构建电力调度图谱；
将具有指向性的调度损耗率与终点的图谱实体进行关联，并将构建完成的电力调度图谱备份存储在若干电力调度模块之中。
优选的，所述电力调度模块根据电力调度区域的电力基础信息预测区域电力需求，包括：
提取对应电力调度区域的电力基础信息；其中，电力调度模块与电力调度区域一一关联，电力基础信息包括环境数据、人口数据或者经济数据；
将电力基础信息整合拼接，生成模型输入数据；将模型输入数据输入至需求预测模型，获取输出的区域电力需求。
优选的，所述需求预测模型基于人工智能模型建立，包括：
提取标准训练数据；其中，标准训练数据包括与模型输入数据内容属性一致的标准输入数据以及标准输出数据，标准输出数据为标准输入数据对应的实际电力需求；
通过标准训练数据训练构建的人工智能模型，将训练完成的人工智能模型标记为需求预测模型；其中，人工智能模型包括BP神经网络模型或者RBF神经网络模型，且各电力调度区域的需求预测模型对应的标准训练数据不同。
优选的，在获取区域电力需求之后，所述电力调度模块分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求，包括：
将电力储能装置的当前储备电能和未来生产电能之和标记为未来储能WC；将区域电力需求标记为QX；
当WC≥α×QX时，则判定未来储能满足区域电力需求；其中，α为根据经验设定的大于0的比例系数，且α∈[1，2]。
优选的，在所述电力储能装置的未来储能无法满足区域电力需求时，结合电力调度图谱建立经济调度组，包括：
以当前的电力储能装置为中心，根据电力调度图谱调取以该电力储能装置为终点的若干电力调度线路；
将电力调度线路对应的调度损耗率标记为DSL；当DSL≤DSY时，则将该直接线路对应的始点电力储能装置纳入经济调度组；其中，DSY为调度损耗阈值。
一种电力储能调度方法，基于电力储能调度系统运行，包括：
提取对应电力储能装置与其他电力储能装置的电力调度线路，计算各电力调度线路的调度损耗率；以及根据若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱；
获取对应电力调度区域的电力基础信息，将电力基础信息与需求预测模型相结合预测区域电力需求；分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求；是，则计算电力储能装置的剩余电能；否，则基于该电力储能装置和电力调度图谱建立经济调度组，在经济调度组中调度剩余电能。
一种电力储能调度装置，包括处理器和存储介质；所述存储介质用于存储操作指令，所述处理器根据操作指令控制电力储能调度系统工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过电力调度模块提取对应电力储能装置的电力调度线路，计算电力调度线路的调度损耗率，结合知识图谱构建技术建立电力调度图谱，能够直观地表现出电力储能调度线路，为后续电力调度提供数据基础；根据电力基础信息预测区域电力需求，当电力储能装置的未来储能不能满足区域电力需求时，则划分经济调度组，能够在电力损耗较小的情况下完成电力调度，实现经济性和便捷性的双重保障。
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为本发明的系统原理示意图；
图2为本发明的工作步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。
现有技术在进行电力储能调度时，通过分布式技术来完成电力调度，能够降低通信负担，提高电力调度的经济性；但是现有技术并没有以用电单位为导向，没有结合用电区域的实际情况来进行电力调度决策，导致在电力调度过程中无法满足经济性和便捷性的双重需求。
本发明通过电力调度模块提取对应电力储能装置的电力调度线路，计算电力调度线路的调度损耗率，结合知识图谱构建技术建立电力调度图谱，能够直观地表现出电力储能调度线路，为后续电力调度提供数据基础；根据电力基础信息预测区域电力需求，当电力储能装置的未来储能不能满足区域电力需求时，则划分经济调度组，能够在电力损耗较小的情况下完成电力调度，实现经济性和便捷性的双重保障。
请参阅图1-图2，本发明第一方面实施例提供了一种电力储能调度系统，包括若干相互连接的电力调度模块，且每个电力调度模块均与电力储能模块一一对应，电力储能模块用于控制电力储能装置进行储能以及电力调度；通过电力调度模块提取对应电力储能装置与其他电力储能装置的电力调度线路，计算各电力调度线路的调度损耗率；以及根据若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱；通过电力调度模块获取对应电力调度区域的电力基础信息，将电力基础信息与需求预测模型相结合预测区域电力需求；其中，电力基础信息指影响区域电力需求的因素，需求预测模型基于人工智能模型构建；分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求；是，则计算电力储能装置的剩余电能；否，则基于该电力储能装置和电力调度图谱建立经济调度组，在经济调度组中调度剩余电能；其中，经济调度组基于调度损耗率划分。
本发明中电力调度模块与电力储能模块一一对应连接，电力储能模块与电力储能装置一一对应连接；电力调度模块主要负责对应电力调度区域的数据处理以及与其他电力调度区域的电力调度模块进行数据交互；电力储能模块具体控制电力储能装置工作，如储能、电力调度等；电力储能装置负责存储电能或者生产电能，电力储能装置中的电能是动态变化的，会有电能消耗也会有电能存储。
本发明中电力调度模块计算电力调度线路的调度损耗率，包括：将电力调度模块对应的电力储能装置标记为目标储能装置；提取目标储能装置与其他电力储能装置之间的电力调度线路；提取电力调度线路的历史调度数据，根据历史调度数据计算调度损耗率。
电力调度线路指目标储能装置与其他电力储能装置的直接线路或者间接线路，也就是说电力调度线路可以是两个电力储能装置的直接连接，也可以是以某电力储能装置为中转的间接连接。电能在调度输送过程中，会出现损耗，当某电力调度线路的损耗较大时，则没必要通过该电力调度线路进行电力输送，否则会浪费电力资源，提高电力使用成本。
当电力调度线路为直接线路时，则根据历史输送数据可以统计其对应的调度损耗率；当电力调度线路为间接线路时，可基于直接线路的计算方式来计算对应的调度损耗率。举例说明间接线路的调度损耗率计算过程：电力储能装置A至C的电力调度线路经过电力储能装置B，A→B的调度损耗率为SAB，B→C的调度损耗率为SBC，则A→C的调度损耗率可以通过公式(1-(1-SAB)×(1-SBC))获得。
调度损耗率越低说明电力资源的浪费的越少，当调度损耗率比较大时，则从成本的考虑上来说不适合进行电能调度，而且电力调度区域的环境因素也会影响调度损耗率，可以根据不同的环境确定不同的调度损耗率，进而实现电力的精准调度。
本发明中基于若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱，包括：以电力储能装置作为图谱实体，电力调度线路作为图谱实体之间的关联关系，结合知识图谱构建技术构建电力调度图谱；将具有指向性的调度损耗率与终点的图谱实体进行关联，并将构建完成的电力调度图谱备份存储在若干电力调度模块之中。
基于知识图谱构建技术建立调度知识图谱，在调度知识图谱中能够直观地看到各电力储能装置之间的连接关系，也能够看到电力调度线路，而且通过关联的调度损耗率还可以预估电力调度线路是否合适。本发明中的始点和终点(即上述的调度损耗率的指向性)是一个相对概念，始点是指电力资源调度的出发点，而终点是电力资源调度的目的地。
本发明中电力调度模块根据电力调度区域的电力基础信息预测区域电力需求，包括：提取对应电力调度区域的电力基础信息；将电力基础信息整合拼接，生成模型输入数据；将模型输入数据输入至需求预测模型，获取输出的区域电力需求。
电力调度模块与电力调度区域一一关联，也就是说电力调度模块只负责一个电力调度区域的信息处理；电力基础信息包括环境数据、人口数据或者经济数据，这些数据都能够影响未来的电力需求，将环境数据(气候类型、温度、湿度等)、人口数据(常驻人口、成年人、未成年人等)和经济数据(经济类型、经济总量等)整合拼接成模型输入数据，如[气候类型，温度，湿度，常驻人口，成年人，未成年人，经济类型，经济总量]，其中气候类型和经济类型这种无法量化的数据通过人工设置标签来整合。
在一个可选的实施例中，需求预测模型基于人工智能模型建立，包括：
提取标准训练数据；通过标准训练数据训练构建的人工智能模型，将训练完成的人工智能模型标记为需求预测模型。
标准训练数据包括与模型输入数据内容属性一致的标准输入数据以及标准输出数据，标准输出数据为标准输入数据对应的实际电力需求，可以理解为实际过程中，电力调度区域的环境数据、人口数据、经济数据以及对应的实际用电量。
人工智能模型包括BP神经网络模型或者RBF神经网络模型，且各电力调度区域的需求预测模型对应的标准训练数据不同，也就是说不同的电力调度区域对应的标准训练数据不同，需求预测模型也不同。
本发明中在获取区域电力需求之后，电力调度模块分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求，包括：将电力储能装置的当前储备电能和未来生产电能之和标记为未来储能WC；将区域电力需求标记为QX；当WC≥α×QX时，则判定未来储能满足区域电力需求。
未来储能以及区域电力需求均是对未来的预测，如未来一天、未来一个行为等，需要有完善的基础数据才可以，如未来一天的环境数据(第三方气象平台可以获取)、人口数据(经过授权的情况下可以从相关部门获取或者预测)和经济数据(经过授权的情况下可以从相关部门获取或者预测)。
本发明中在电力储能装置的未来储能无法满足区域电力需求时，结合电力调度图谱建立经济调度组，包括：以当前的电力储能装置为中心，根据电力调度图谱调取以该电力储能装置为终点的若干电力调度线路；将电力调度线路对应的调度损耗率标记为DSL；当DSL≤DSY时，则将该直接线路对应的始点电力储能装置纳入经济调度组；其中，DSY为调度损耗阈值。
在经济调度组中筛选出电能过剩的电力储能装置，通过筛选出的电力储能装置将剩余的电能调度出来，实现电力资源的合理调度。若经济调度组中没有电能过剩的电力储能装置则提高调度损耗阈值。
一种电力储能调度方法，基于电力储能调度系统运行，包括：
提取对应电力储能装置与其他电力储能装置的电力调度线路，计算各电力调度线路的调度损耗率；以及根据若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱；获取对应电力调度区域的电力基础信息，将电力基础信息与需求预测模型相结合预测区域电力需求；分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求；是，则计算电力储能装置的剩余电能；否，则基于该电力储能装置和电力调度图谱建立经济调度组，在经济调度组中调度剩余电能。
一种电力储能调度装置，包括处理器和存储介质；存储介质用于存储操作指令，处理器根据操作指令控制电力储能调度系统工作。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：
通过电力调度模块提取对应电力储能装置与其他电力储能装置的电力调度线路，计算各电力调度线路的调度损耗率；以及根据若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱。
通过电力调度模块获取对应电力调度区域的电力基础信息，将电力基础信息与需求预测模型相结合预测区域电力需求。
分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求；是，则计算电力储能装置的剩余电能；否，则基于该电力储能装置和电力调度图谱建立经济调度组，在经济调度组中调度剩余电能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电力储能调度系统，包括若干相互连接的电力调度模块，且每个电力调度模块均与电力储能模块一一对应，电力储能模块用于控制电力储能装置进行储能以及电力调度；其特征在于：
通过电力调度模块提取对应电力储能装置与其他电力储能装置的电力调度线路，计算各电力调度线路的调度损耗率；以及根据若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱；
通过电力调度模块获取对应电力调度区域的电力基础信息，将电力基础信息与需求预测模型相结合预测区域电力需求；其中，电力基础信息指影响区域电力需求的因素，需求预测模型基于人工智能模型构建；
分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求；是，则计算电力储能装置的剩余电能；否，则基于该电力储能装置和电力调度图谱建立经济调度组，在经济调度组中调度剩余电能；其中，经济调度组基于调度损耗率划分。
2.根据权利要求1所述的一种电力储能调度系统，其特征在于，所述电力调度模块均与一个所述电力储能模块通信和/或电气连接；且若干所述电力调度模块之间通信和/或电气连接；
所述电力储能模块与所述电力储能装置通信和/或电气连接，用于控制电力储能装置以及从电力储能装置采集数据；其中，电力储能装置用于存储电能。
3.根据权利要求2所述的一种电力储能调度系统，其特征在于，所述电力调度模块计算电力调度线路的调度损耗率，包括：
将电力调度模块对应的电力储能装置标记为目标储能装置；
提取目标储能装置与其他电力储能装置之间的电力调度线路；其中，电力调度线路指目标储能装置与其他电力储能装置的直接线路或者间接线路；
提取电力调度线路的历史调度数据，根据历史调度数据计算调度损耗率。
4.根据权利要求3所述的一种电力储能调度系统，其特征在于，基于若干所述电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱，包括：
以电力储能装置作为图谱实体，电力调度线路作为图谱实体之间的关联关系，结合知识图谱构建技术构建电力调度图谱；
将具有指向性的调度损耗率与终点的图谱实体进行关联，并将构建完成的电力调度图谱备份存储在若干电力调度模块之中。
5.根据权利要求4所述的一种电力储能调度系统，其特征在于，基于若干所述电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱，所述电力调度模块根据电力调度区域的电力基础信息预测区域电力需求，包括：
提取对应电力调度区域的电力基础信息；其中，电力调度模块与电力调度区域一一关联，电力基础信息包括环境数据、人口数据或者经济数据；
将电力基础信息整合拼接，生成模型输入数据；将模型输入数据输入至需求预测模型，获取输出的区域电力需求。
6.根据权利要求5所述的一种电力储能调度系统，其特征在于，所述需求预测模型基于人工智能模型建立，包括：
提取标准训练数据；其中，标准训练数据包括与模型输入数据内容属性一致的标准输入数据以及标准输出数据，标准输出数据为标准输入数据对应的实际电力需求；
通过标准训练数据训练构建的人工智能模型，将训练完成的人工智能模型标记为需求预测模型；其中，人工智能模型包括BP神经网络模型或者RBF神经网络模型，且各电力调度区域的需求预测模型对应的标准训练数据不同。
7.根据权利要求6所述的一种电力储能调度系统，其特征在于，在获取区域电力需求之后，所述电力调度模块分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求，包括：
将电力储能装置的当前储备电能和未来生产电能之和标记为未来储能WC；将区域电力需求标记为QX；
当WC≥α×QX时，则判定未来储能满足区域电力需求；其中，α为根据经验设定的大于0的比例系数，且α∈[1，2]。
8.根据权利要求7所述的一种电力储能调度系统，其特征在于，在所述电力储能装置的未来储能无法满足区域电力需求时，结合电力调度图谱建立经济调度组，包括：
以当前的电力储能装置为中心，根据电力调度图谱调取以该电力储能装置为终点的若干电力调度线路；
将电力调度线路对应的调度损耗率标记为DSL；当DSL≤DSY时，则将该直接线路对应的始点电力储能装置纳入经济调度组；其中，DSY为调度损耗阈值。
9.一种电力储能调度方法，基于权利要求1至8任意一项所述的一种电力储能调度系统运行，其特征在于，包括：
提取对应电力储能装置与其他电力储能装置的电力调度线路，计算各电力调度线路的调度损耗率；以及根据若干电力储能装置之间的电力调度线路建立电力调度图谱；
获取对应电力调度区域的电力基础信息，将电力基础信息与需求预测模型相结合预测区域电力需求；分析电力储能装置的未来储能是否满足区域电力需求；是，则计算电力储能装置的剩余电能；否，则基于该电力储能装置和电力调度图谱建立经济调度组，在经济调度组中调度剩余电能。
10.一种电力储能调度装置，其特征在于，包括处理器和存储介质；所述存储介质用于存储操作指令，所述处理器根据操作指令控制根据权利要求1-8任意一项所述的一种电力储能调度系统工作。
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