CN116757409A - 一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，包括步骤：S1、通过各用电分支节点的用电量，计算总节点的配电电量期望值；S2、通过总节点配电电量期望值，计算各产电节点转化电能时物料的损耗量；S3、根据时间变化/物料原价变化，不断动态调整最佳成本的各产电节点转化电能的物料提供量；S4、根据各用电分支节点的用电量，实时调整总节点配电电量期望值；S5、根据质量守恒定理，实时调节物料的损耗量和总节点配电电量使其达到动态平衡。通过本发明采用的电力物料供需动态平衡方法，可以实现任意划分方式，对用电用户数据库中的所有用户进行有选择性的进行观的调控分配电力的供需平衡。

Description

一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法
技术领域
本发明属于智能供电技术领域，具体来说，涉及一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法。
背景技术
随着经济的高速发展和负荷的不断增长，电力供需矛盾进一步深化。尤其是城市核心区域在电力负荷高峰时段，由于运行方式调整裕度小，输变电设备重载和过载问题严重，对地区电网调度产生巨大压力。近些年，随着智能电网建设的推进以及需求响应、能效管理等技术的发展与应用，商业中央空调、电动汽车、分布式储能、普通居民等可中断/可调节的用户侧多元微负荷快速增长并形成了新的可调度资源，这为地区电网调度运行带来了新的变化。多元微负荷具有响应快、经济性高和体现不同用户用电意愿等优点，但也具有单体容量小、分布分散等缺点。
现有调控策略只能从电力分配方向上进行宏观的调控分配电力的供需平衡，无法从根源上对电力物料进行调配动态平衡，即无法通过电力的供需平衡对火力发电、风力发电、水能发电和核能发电中，热能、风力、水能和核能等多种电力物料进行有效调度以及精准的控制，进而导致电网动态物料供给平衡能力差，电网运行压力大，无法有效保障电网的合理运行分配，影响电网的经济运行水平，无法有效缓解地区电网供需矛盾和调度压力。
发明内容
针对现有调控策略只能从电力分配方向上进行宏观的调控分配电力的供需平衡，无法从根源上对电力物料进行调配动态平衡的问题，本发明提供了一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，包括步骤：
S1、通过各用电分支节点的用电量，计算总节点的配电电量期望值；
S2、通过总节点配电电量期望值，计算各产电节点转化电能时物料的损耗量；
S3、根据时间变化/物料原价变化，不断动态调整最佳成本的各产电节点转化电能的物料提供量；
S4、根据各用电分支节点的用电量，实时调整总节点配电电量期望值；
S5、根据质量守恒定理，实时调节物料的损耗量和总节点配电电量使其达到动态平衡。
进一步地，所述步骤S1中采用模糊匹配算法查询用电用户数据库中所需查找区域内的所有用户建立总节点的历史配电电量数据，并根据所有用户建立的总节点的历史配电电量数据计算该区域内配电电量期望值。
进一步地，所述步骤S2中物料的损耗量包括燃煤损耗量、风能转换量、水能转换量、核能损耗量和太阳能转换量。
进一步地，所述步骤S3中最佳成本计算公式为：minR*燃煤生产成本单价+F总/(t+1)+S总/(t+1)+H*核能生产成本单价+Tai总/(t+1)；R为燃煤损耗量，F总为风能电站建设总费用，S总为水电站建设总费用，H为核能损耗量，Tai总为太阳能电站建设总费用，t为建设年数。
进一步地，所述总结点与分支节点之间排布方式采用多叉树式排布分列；多叉树分支汇总计算总节点在各分支节点电量传输导致的传输电能损耗量。
进一步地，结合传输电能损耗量，最佳成本计算公式变形为：min[R*燃煤生产单价+R损*燃煤实时单价]+[F总/(t+1)+f+F损]+[S总/(t+1)+s+S损]+[H总/(t+1)+H*核能生产成本单价+H损*核原料实时单价]+[Tai总/(t+1)+tai+Tai损]，其中R损为燃煤发电传输线路的传输电能损耗量，F损为风能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本，S损为水能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本，H损为核能发电传输线路的传输电能损耗量，Tai损为太阳能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本；f为风能发电转化电能时其它原料成本价，s为水能发电转化电能时其它原料成本价，H总为核电站建设总费用，tai为太阳能发电转化电能时其它原料成本价。
进一步地，所述燃煤损耗量计算公式为按照1度电所需标准煤的质量(3600000J/29260J/g=123.03g)进行转化；风能转换量计算公式为P=A*V*Cp*D*η，P：功率，A：扫风面积，V：风速，Cp：风能转化率值，D：空气密度，η：系数；水能转换量计算公式为发电的功率P=0.7mgh，核能损耗量按照核能→内能→机械能→电能形式，其转换比例按照1.5吨裂变铀或钚=100万千瓦，太阳能转换量计算公式为理论年发电量*实际发电效率。
进一步地，所述物料的损耗量必须在该分支节点内产电工厂可承接的最大物料的损耗量范围以内。
本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
通过本发明采用的电力物料供需动态平衡方法，可以实现任意划分方式，对用电用户数据库中的所有用户进行有选择性的进行观的调控分配电力的供需平衡。同时能对各产电节点电力物料进行有效调度以及精准的控制，实现合理分配，保证原料成本最经济节约。
附图说明
图1为本发明一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法的流程图；
图2为本发明总节点与分支节点之间排布方式采用多叉树式排布分列的结构示意图。
实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
如图1所示，一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，包括步骤： S1、通过各用电分支节点的用电量，计算总节点的配电电量期望值；S2、通过总节点配电电量期望值，计算各产电节点转化电能时物料的损耗量；S3、根据时间变化/物料原价变化，不断动态调整最佳成本的各产电节点转化电能的物料提供量；S4、根据各用电分支节点的用电量，实时调整总节点配电电量期望值；S5、根据质量守恒定理，实时调节物料的损耗量和总节点配电电量使其达到动态平衡。
步骤S1中采用模糊匹配算法查询用电用户数据库中所需查找区域内的所有用户建立总节点的历史配电电量数据，并根据所有用户建立的总节点的历史配电电量数据计算该区域内配电电量期望值。如SELECT Columnlist FROM table WHERE columnlist LIKE‘%value%’；其中“value”为模糊匹配的关键词，可以是区域地址、区域户主身份证码等关键词。通过模糊匹配算法可以快速定位需要查找区域内历史配电电量数据，并计算配电电量期望值；历史配电电量数据采用前一个季度的记录，计算得到每个月的配电电量期望值。
步骤S2中物料的损耗量包括燃煤损耗量、风能转换量、水能转换量、核能损耗量和太阳能转换量。还可以是其它能量的转换，如潮汐能转换量、生物能转换量等等。通过物料的损耗量可以得到该物料发电时，物料的成本价。
步骤S3中最佳成本计算公式为：minR*燃煤生产成本单价+F总/(t+1)+S总/(t+1)+H*核能生产成本单价+Tai总/(t+1)；R为燃煤损耗量，F总为风能电站建设总费用，S总为水电站建设总费用，H为核能损耗量，Tai总为太阳能电站建设总费用，t为建设年数。在最优成本的基础上，得到R，F总，S总，H和Tai总的最优解，进而调配各产电节点转化电能的物料提供量。
如图2所示，总节点与分支节点之间排布方式采用多叉树式排布分列；多叉树分支汇总计算总节点在各分支节点电量传输导致的传输电能损耗量。当总节点为A时，其产电节点b1/用电节点b1的损耗量可记为3+2+2=7。
结合传输电能损耗量，最佳成本计算公式变形为：min[R*燃煤生产单价+R损*燃煤实时单价]+[F总/(t+1)+f+F损]+[S总/(t+1)+s+S损]+[H总/(t+1)+H*核能生产成本单价+H损*核原料实时单价]+[Tai总/(t+1)+tai+Tai损]，其中R损为燃煤发电传输线路的传输电能损耗量，F损为风能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本，S损为水能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本，H损为核能发电传输线路的传输电能损耗量，Tai损为太阳能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本；f为风能发电转化电能时其它原料成本价，s为水能发电转化电能时其它原料成本价，H总为核电站建设总费用，tai为太阳能发电转化电能时其它原料成本价。通过各产电节点传输电能损耗量的损耗成本，得出最少成本数值，进而合理分配给各节点物料提供量。确保用户短分支节点和产电端分支节点的用电产电量达到质量守恒，防止某一类产电分支节点产电量过大，导致能源损耗量过大，成本过高。
燃煤损耗量计算公式为按照1度电所需标准煤的质量(3600000J/29260J/g=123.03g)进行转化。火电发电厂分支节点的燃煤损耗量最大值，小于火电发电厂分支节点的已有数值。
风能转换量计算公式为n=(v*v*v*p*S)/2Pt，其中v是风速，p是空气密度，S是面积，P是功率。电做功使空气具有动能，(m*v*v)/2是动能，Pt是风能，相除在约简；还可以采用公式： P=A*V*Cp*D*η，也可以简化成：P=ρ*A*V*Cp；其中：P：功率，A：扫风面积 ，即A=½π*R²（π=3.14159，R为半径，即风叶长度），V：风速，Cp：一种风能转化率值，根据贝兹极限，Cp值最高59%，但目前厂家无法达到这个理论值，根据厂家技术的不同，这个值不同，一般都做到20-30,40以上的很少。所以这个值也比较重要。D：空气密度，随海拔升高而降低，η：系数。根据当天天气或者风力发电厂所在位置处风能大小，决定当天风能发电最大产电量，实时进行调控，因为天气，影响该分支节点风电转化量，需要将该节点产电量转化给其它节点或者其它类别节点如热能发电、核能发电和水能发电节点，根据该节点成本化零，其它节点最佳成本计算公式为：min[R*燃煤生产单价+R损*燃煤实时单价]+[S总/(t+1)+s+S损]+[H总/(t+1)+H*核能生产成本单价+H损*核原料实时单价]+[Tai总/(t+1)+tai+Tai损]，计算其各项分支节点的损耗量或者转化量。同样实现最低成本下，各产电分支节点产电量与用电量节点达到平衡。
水能转换量计算公式为发电的功率P=0.7mgh，核能损耗量按照核能→内能→机械能→电能形式，其转换比例按照1.5吨裂变铀或钚=100万千瓦，太阳能转换量计算公式为理论年发电量*实际发电效率。
物料的损耗量必须在该分支节点内产电工厂可承接的最大物料的损耗量范围以内。即0<R<max R，风能转换量<分支节点风能最大转换量，水能转换量<分支节点水能最大转换量，核能损耗量<分支节点核能最大转换量，太阳能转换量<分支节点太阳能最大转换量。
本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
通过本发明采用的电力物料供需动态平衡方法，可以实现任意划分方式，对用电用户数据库中的所有用户进行有选择性的进行观的调控分配电力的供需平衡。同时能对各产电节点电力物料进行有效调度以及精准的控制，实现合理分配，保证原料成本最经济节约。
以上对本申请提供的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，包括步骤：
S1、通过各用电分支节点的用电量，计算总节点的配电电量期望值；
S2、通过总节点配电电量期望值，计算各产电节点转化电能时物料的损耗量；
S3、根据时间变化/物料原价变化，不断动态调整最佳成本的各产电节点转化电能的物料提供量；
S4、根据各用电分支节点的用电量，实时调整总节点配电电量期望值；
S5、根据质量守恒定理，实时调节物料的损耗量和总节点配电电量使其达到动态平衡。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，所述步骤S1中采用模糊匹配算法查询用电用户数据库中所需查找区域内的所有用户建立总节点的历史配电电量数据，并根据所有用户建立的总节点的历史配电电量数据计算该区域内配电电量期望值。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，所述步骤S2中物料的损耗量包括燃煤损耗量、风能转换量、水能转换量、核能损耗量和太阳能转换量。
4.根据权利要求3所述的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，所述步骤S3中最佳成本计算公式为：minR*燃煤生产成本单价+F总/(t+1)+S总/(t+1)+H*核能生产成本单价+Tai总/(t+1)；R为燃煤损耗量，F总为风能电站建设总费用，S总为水电站建设总费用，H为核能损耗量，Tai总为太阳能电站建设总费用，t为建设年数。
5.根据权利要求4所述的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，所述总结点与分支节点之间排布方式采用多叉树式排布分列；多叉树分支汇总计算总节点在各分支节点电量传输导致的传输电能损耗量。
6.根据权利要求5所述的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，结合传输电能损耗量，最佳成本计算公式变形为：min[R*燃煤生产单价+R损*燃煤实时单价]+[F总/(t+1)+f+F损]+[S总/(t+1)+s+S损]+[H总/(t+1)+H*核能生产成本单价+H损*核原料实时单价]+[Tai总/(t+1)+tai+Tai损]，其中R损为燃煤发电传输线路的传输电能损耗量，F损为风能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本，S损为水能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本，H损为核能发电传输线路的传输电能损耗量，Tai损为太阳能发电传输线路的传输电能损耗量的总损耗成本；f为风能发电转化电能时其它原料成本价，s为水能发电转化电能时其它原料成本价，H总为核电站建设总费用，tai为太阳能发电转化电能时其它原料成本价。
7.根据权利要求6所述的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，所述燃煤损耗量计算公式为按照1度电所需标准煤的质量(3600000J/29260J/g=123.03g)进行转化；风能转换量计算公式为P=A*V*Cp*D*η，P：功率，A：扫风面积，V：风速，Cp：风能转化率值，D：空气密度，η：系数；水能转换量计算公式为发电的功率P=0.7mgh，核能损耗量按照核能→内能→机械能→电能形式，其转换比例按照1.5吨裂变铀或钚=100万千瓦，太阳能转换量计算公式为理论年发电量*实际发电效率。
8.根据权利要求7所述的一种基于模糊匹配研判电力物料供需动态平衡方法，其特征在于，所述物料的损耗量必须在该分支节点内产电工厂可承接的最大物料的损耗量范围以内。
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