CN116720678A - 基于区块链的负荷需求响应优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于区块链的负荷需求响应优化方法，所述负荷需求响应优化方法具体为：通过区块链进行集控平台、分布式能源设备、响应负荷和电力市场的数据交互；集控平台基于区块链获取分布式能源设备和响应负荷的业务数据，确定当前电力分配周期的需求响应负荷量和可响应负荷量；集控平台基于区块链获取当前电力分配周期对应时间段内的交易电价数据，根据当前电力分配周期的需求响应负荷量、可响应负荷量以及交易电价数据制定电力分配策略；对当前电力分配周期的负荷需求响应波动量进行预测，以此对电力分配策略进行优化调整。本发明采用区块链技术来进行数据交互，并根据具体运行情况对电力分配策略进行调整，增加其合理性。

Description

基于区块链的负荷需求响应优化方法

技术领域

本发明涉及电力需求响应技术领域，尤其是指基于区块链的负荷需求响应优化方法。

背景技术

电力需求响应是通过电力资源合理分配，减小整体电力负荷的重要手段，旨在改变电力用户的用电方式，降低或转移高峰用电需求。但伴随着电网的规模不断扩大，用电类型和用电量的急剧增加，电力需求响应逐渐被引入电力系统中，以弥补用电类型和用电量增加带来的电力短缺问题。

现有的电力需求响应大多通过是合作博弈、主从博弈等博弈理论、概率研究方法等需求响应方法来实现负荷的控制调配，且此类方法大多需要运用到具体的需求响应模型来确定具体的控制措施。但是现有的需求响应模型大多存在着参数确定困难、相关方法复杂等问题，实施难度较高。且传统的电力需求响应无法实现资源和负载之间的实时交互，沟通效率较低，使得在构建电力分配策略时，无法根据负载的实际运行状况对电力分配策略进行调整，构建的负荷需求响应的电力分配策略合理性不高，无法精准进行负荷需求响应的电力分配。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供基于区块链的负荷需求响应优化方法，通过对每个电力分配周期内分布式能源设备和响应负荷的负荷使用率和响应率来调节下个电力分配周期的电力分配策略，能够解决现有的负荷需求响应方法中存在的未考虑到设备运行波动对响应结果造成的影响，使得进行负荷需求响应时的电力分配策略更加合理。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

基于区块链的负荷需求响应优化方法，包括：

通过区块链进行集控平台、分布式能源设备、响应负荷和电力市场的数据交互；

集控平台基于区块链获取分布式能源设备和响应负荷的业务数据，确定当前电力分配周期的需求响应负荷量和可响应负荷量；

集控平台基于区块链获取当前电力分配周期对应时间段内的交易电价数据，根据当前电力分配周期的需求响应负荷量、可响应负荷量以及交易电价数据制定电力分配策略；

对当前电力分配周期的负荷需求响应波动量进行预测，并根据预测的负荷需求响应波动量对电力分配策略进行优化调整。

进一步的，所述对当前电力分配周期的负荷需求响应波动量进行预测，包括，调取若干个历史电力分配周期的电力分配策略，确定每个历史电力分配周期内每个参与响应的响应负荷的负荷种类、预计响应负荷量、实际响应负荷量以及对应的响应时间段，计算每个历史电力分配周期内每个参与响应的响应负荷的响应负荷波动量，并采集每个历史电力分配周期对应时间段内响应负荷的运行影响因素，构建每个时间段下运行影响因素和每种响应负荷的响应负荷波动量之间的关联关系，根据当前电力分配周期的电力分配策略确定所有参与响应的响应负荷以及对应的响应时间段，同时调取当前电力分配周期对应的响应时间段内的运行影响因素，基于每个时间段下运行影响因素和每种响应负荷的响应负荷波动量之间的关联关系，根据响应时间段内的运行影响因素以及负荷种类预测每个响应负荷的响应负荷波动量。

进一步的，所述电力分配策略包括分布式能源设备参与响应的响应负荷量、参与负荷响应的响应负荷以及每个参与负荷响应的响应负荷的响应负荷量和响应时间。

进一步的，在制定电力分配策略后，还获取电力分配策略内参与负荷响应的响应负荷的历史业务数据，并基于历史业务数据对响应负荷进行聚类分析，获取参与负荷响应的响应负荷的负荷种类，同时获取每个参与负荷响应的响应负荷的位置信息，根据位置信息、负荷种类以及对应的响应时间制定响应负荷的调控顺序以及每次调控过程中进行统一调控的响应负荷。

进一步的，所述根据预测的负荷需求响应波动量对电力分配策略进行优化调整，包括，获取每个响应负荷的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量，先根据每个响应负荷的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量计算响应负荷波动总量，将响应负荷波动总量与波动阈值进行比较，若响应负荷波动总量未超过波动阈值，则根据对应的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量分别调整每个响应负荷的响应负荷量，若响应负荷波动总量超过波动阈值，则先按照负荷需求响应波动趋势对响应负荷进行划分，分为正波动响应负荷和负波动响应负荷，并分别将正波动响应负荷和负波动响应负荷按照负荷需求响应波动量进行从大到小排序，按照排序依次调节正波动响应负荷和负波动响应负荷的响应负荷量，并在每次调节后计算响应负荷波动总量，在响应负荷波动总量大于或等于波动阈值时，停止响应负荷量调节。

进一步的，所述通过区块链进行集控平台、分布式能源设备、响应负荷和电力市场的数据交互，包括，集控平台通过区块链响应侧链与分布式能源设备以及可控负载进行业务数据和电力分配策略的交互，集控平台通过区块链交易侧链与电力市场进行交易电价数据的交互。

进一步的，所述集控平台将电力分配策略上传至区块链响应侧链，并通过控制分布式能源设备以及响应负荷的设备启闭执行电力分配策略。

本发明的有益效果是：

考虑到了响应负荷随时间段波动的用电特征，能够周期性进行电力分配策略的制定。且在制定电力分配策略时，采用区块链技术来进行数据交互，保障了资源和负载之间的实时交互，并能够根据响应负荷的具体运行情况来对电力分配策略进行调整，使得电力分配策略更加合理。

附图说明

图1是本发明的一种流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例：

基于区块链的负荷需求响应优化方法，如图1所示，包括：

通过区块链进行集控平台、分布式能源设备、响应负荷和电力市场的数据交互；

集控平台基于区块链获取分布式能源设备和响应负荷的业务数据，确定当前电力分配周期的需求响应负荷量和可响应负荷量；

集控平台基于区块链获取当前电力分配周期对应时间段内的交易电价数据，根据当前电力分配周期的需求响应负荷量、可响应负荷量以及交易电价数据制定电力分配策略；

对当前电力分配周期的负荷需求响应波动量进行预测，并根据预测的负荷需求响应波动量对电力分配策略进行优化调整。

分布式能源设备包括新能源发电设备等分散电力资源，为负荷需求响应中的响应需求侧，因新能源发电设备的局限性，一般布置在偏远广阔地带，在进行资源整合和响应负荷分配时，处理难度较大。而区块链技术依托其分布式存储，端对端信息传输，共识机制以及智能合约的使用，具有开放共识，自动执行，不可篡改，可追溯的特性，其分布式的特征与响应需求侧资源分散分布的特点完美契合。

所述集控平台能够集合负荷响应各方信息，从而根据具体情况来构建负荷需求响应的电力分配策略，扮演了是将可调度的灵活电力资源聚合并提供给市场购买者的角色。市场购买者即为响应负荷，其会向电力市场上传其电力需求和购电价格，而需求响应的实施需要依靠市场机制、通过特殊的激励政策、价格体系或者两者结合的方式来实现，才能够达到管理电力短缺的目的。而集控平台从电力市场获取的交易电价数据后，才能够获取构建电力分配策略所需的完整数据。

所述可响应负荷量即为响应负荷上传至电力市场上的电力需求，即预期购电量，为了满足后期电力分配，响应负荷同样将电力需求作为业务数据上传至区块链中，供集控平台调用。且因电力需求的波动性，响应负荷同样具备分散特性，区块链技术的分布式特性也能够与其完美契合。

所述对当前电力分配周期的负荷需求响应波动量进行预测，包括，调取若干个历史电力分配周期的电力分配策略，确定每个历史电力分配周期内每个参与响应的响应负荷的负荷种类、预计响应负荷量、实际响应负荷量以及对应的响应时间段，计算每个历史电力分配周期内每个参与响应的响应负荷的响应负荷波动量，并采集每个历史电力分配周期对应时间段内响应负荷的运行影响因素，构建每个时间段下运行影响因素和每种响应负荷的响应负荷波动量之间的关联关系，根据当前电力分配周期的电力分配策略确定所有参与响应的响应负荷以及对应的响应时间段，同时调取当前电力分配周期对应的响应时间段内的运行影响因素，基于每个时间段下运行影响因素和每种响应负荷的响应负荷波动量之间的关联关系，根据响应时间段内的运行影响因素以及负荷种类预测每个响应负荷的响应负荷波动量。

响应负荷的用电特征存在波动性，在不同时间段，其影响因素不同的情况下，其所消耗的负荷量也就不同，很可能存在无法完成消纳分配的响应负荷量或是出现过载情况，响应负荷量不足以应对其负荷需求等情况。因此，对其响应负荷波动量进行预测，从而构建电力分配策略时，能够考虑到响应负荷的负荷波动情况，有效提高负荷需求响应的完成度。

所述影响因素包括响应负荷的设备运行状况、节假日影响等。

所述电力分配策略包括分布式能源设备参与响应的响应负荷量、参与负荷响应的响应负荷以及每个参与负荷响应的响应负荷的响应负荷量和响应时间。

在制定电力分配策略后，还获取电力分配策略内参与负荷响应的响应负荷的历史业务数据，并基于历史业务数据对响应负荷进行聚类分析，获取参与负荷响应的响应负荷的负荷种类，同时获取每个参与负荷响应的响应负荷的位置信息，根据位置信息、负荷种类以及对应的响应时间制定响应负荷的调控顺序以及每次调控过程中进行统一调控的响应负荷。

由于单个电力分配周期内也存在有若干个时间段，不同时间段的交易电价也不同，因此电力分配策略中会根据设定响应负荷的具体响应时间。所以在进行负荷需求响应的电力分配时，需要设定其响应负荷的调控顺序，以满足其设定的响应时间，而为了提高调控效率，对响应负荷进行聚类分析，从而能够对相同负荷种类且位置相近的响应负荷进行统一调控。

所述根据预测的负荷需求响应波动量对电力分配策略进行优化调整，包括，获取每个响应负荷的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量，先根据每个响应负荷的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量计算响应负荷波动总量，将响应负荷波动总量与波动阈值进行比较，若响应负荷波动总量未超过波动阈值，则根据对应的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量分别调整每个响应负荷的响应负荷量，若响应负荷波动总量超过波动阈值，则先按照负荷需求响应波动趋势对响应负荷进行划分，分为正波动响应负荷和负波动响应负荷，并分别将正波动响应负荷和负波动响应负荷按照负荷需求响应波动量进行从大到小排序，按照排序依次调节正波动响应负荷和负波动响应负荷的响应负荷量，并在每次调节后计算响应负荷波动总量，在响应负荷波动总量大于或等于波动阈值时，停止响应负荷量调节。

为了保障响应负荷量波动的调节不会影响到最终的负荷响应需求，设置波动阈值，在根据负荷需求响应波动量调节响应负荷量超过波动阈值时，能够及时停止调节行为。且在调节过程中，先处理波动量大的响应负荷，尽可能降低波动量对负荷响应的影响。

所述通过区块链进行集控平台、分布式能源设备、响应负荷和电力市场的数据交互，包括，集控平台通过区块链响应侧链与分布式能源设备以及可控负载进行业务数据和电力分配策略的交互，集控平台通过区块链交易侧链与电力市场进行交易电价数据的交互。

所述集控平台将电力分配策略上传至区块链响应侧链，并通过控制分布式能源设备以及响应负荷的设备启闭执行电力分配策略。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.基于区块链的负荷需求响应优化方法，其特征在于，包括：

通过区块链进行集控平台、分布式能源设备、响应负荷和电力市场的数据交互；

集控平台基于区块链获取分布式能源设备和响应负荷的业务数据，确定当前电力分配周期的需求响应负荷量和可响应负荷量；

集控平台基于区块链获取当前电力分配周期对应时间段内的交易电价数据，根据当前电力分配周期的需求响应负荷量、可响应负荷量以及交易电价数据制定电力分配策略；

对当前电力分配周期的负荷需求响应波动量进行预测，并根据预测的负荷需求响应波动量对电力分配策略进行优化调整。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的负荷需求响应优化方法，其特征在于，所述对当前电力分配周期的负荷需求响应波动量进行预测，包括，调取若干个历史电力分配周期的电力分配策略，确定每个历史电力分配周期内每个参与响应的响应负荷的负荷种类、预计响应负荷量、实际响应负荷量以及对应的响应时间段，计算每个历史电力分配周期内每个参与响应的响应负荷的响应负荷波动量，并采集每个历史电力分配周期对应时间段内响应负荷的运行影响因素，构建每个时间段下运行影响因素和每种响应负荷的响应负荷波动量之间的关联关系，根据当前电力分配周期的电力分配策略确定所有参与响应的响应负荷以及对应的响应时间段，同时调取当前电力分配周期对应的响应时间段内的运行影响因素，基于每个时间段下运行影响因素和每种响应负荷的响应负荷波动量之间的关联关系，根据响应时间段内的运行影响因素以及负荷种类预测每个响应负荷的响应负荷波动量。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的负荷需求响应优化方法，其特征在于，所述电力分配策略包括分布式能源设备参与响应的响应负荷量、参与负荷响应的响应负荷以及每个参与负荷响应的响应负荷的响应负荷量和响应时间。

4.根据权利要求3所述的基于区块链的负荷需求响应优化方法，其特征在于，在制定电力分配策略后，还获取电力分配策略内参与负荷响应的响应负荷的历史业务数据，并基于历史业务数据对响应负荷进行聚类分析，获取参与负荷响应的响应负荷的负荷种类，同时获取每个参与负荷响应的响应负荷的位置信息，根据位置信息、负荷种类以及对应的响应时间制定响应负荷的调控顺序以及每次调控过程中进行统一调控的响应负荷。

5.根据权利要求3所述的基于区块链的负荷需求响应优化方法，其特征在于，所述根据预测的负荷需求响应波动量对电力分配策略进行优化调整，包括，获取每个响应负荷的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量，先根据每个响应负荷的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量计算响应负荷波动总量，将响应负荷波动总量与波动阈值进行比较，若响应负荷波动总量未超过波动阈值，则根据对应的负荷需求响应波动趋势以及负荷需求响应波动量分别调整每个响应负荷的响应负荷量，若响应负荷波动总量超过波动阈值，则先按照负荷需求响应波动趋势对响应负荷进行划分，分为正波动响应负荷和负波动响应负荷，并分别将正波动响应负荷和负波动响应负荷按照负荷需求响应波动量进行从大到小排序，按照排序依次调节正波动响应负荷和负波动响应负荷的响应负荷量，并在每次调节后计算响应负荷波动总量，在响应负荷波动总量大于或等于波动阈值时，停止响应负荷量调节。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的负荷需求响应优化方法，其特征在于，所述通过区块链进行集控平台、分布式能源设备、响应负荷和电力市场的数据交互，包括，集控平台通过区块链响应侧链与分布式能源设备以及可控负载进行业务数据和电力分配策略的交互，集控平台通过区块链交易侧链与电力市场进行交易电价数据的交互。

7.根据权利要求6所述的基于区块链的负荷需求响应优化方法，其特征在于，所述集控平台将电力分配策略上传至区块链响应侧链，并通过控制分布式能源设备以及响应负荷的设备启闭执行电力分配策略。