CN116826714A - 基于光伏发电的电力分配方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

基于光伏发电的电力分配方法、系统、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种基于光伏发电的电力分配方法、系统、终端及存储介质，其属于电力技术领域，包括基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型；获取当前时间点之后一段时间内（至少3‑7天内）的气象信息；根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量；基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案。本申请具有在异常天气情况下合理协调分配光伏电力的效果。

Description

基于光伏发电的电力分配方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本申请涉及电力技术领域，尤其是涉及一种基于光伏发电的电力分配方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，全世界都把目光投向可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点，将太阳光能直接转换为电能的光伏发电技术快速发展。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能，主要由太阳电池板、蓄电池、控制器和逆变器等部分组成；光伏发电的发电功率受到外界温度、辐照强度、湿度等气候因素的影响，具有波动性、不稳定性以及不可控性，不能很好的满足供电质量和供电可靠性的要求，为此，在光伏发电高峰将电量储存，在用电高峰将储存的电能输出，实现电力的削峰填谷满足负荷电量需求。
但是，在一些异常天气，光伏系统不能保证发电功率，且居民用电需求也会相应的变化，因此，如何在光伏不能发电的异常天气，协调储能端的电力分配，以及在异常天气之前如何针对储能端的充电量进行合理分配，是一个亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种基于光伏发电的电力分配方法、系统、终端及存储介质，具有在异常天气情况下合理协调分配光伏电力的特点。
本申请目的一是提供一种基于光伏发电的电力分配方法。
本申请的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于光伏发电的电力分配方法，包括：
基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型；
获取当前时间点之后一段时间内（至少3-7天内）的气象信息；
根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量；
基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案。
通过采用上述技术方案，通过电力预测模型，结合之后时间段内的天气情况对居民用电需求以及光伏的发电量进行预测，结合预测的居民用电需求、预测的发电量以及异常天气可能得持续时间，进行电量的合理分配。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型，包括：
采集电网区域内光伏系统的历史气象数据，以及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据；所述历史气象数据包括但不限于温度、辐照强度、湿度等；
根据所述历史气象数据和历史发电数据，构建得到发电预测模型；
根据所述历史气象数据和历史用电数据，构建得到用电预测模型。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量，包括：
根据所述气象信息和发电预测模型，预测得到预测发电量；所述预测发电量以半天或一天为一个预测区间;
根据所述气象信息和用电预测模型，预测得到预测用电量；所述预测用电量以半天或一天为一个预测区间。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案，包括：
比较所述预测发电量和预测用电量，结合剩余电力储能,计算电力供求差值；
根据所述气象信息和历史用电数据，分析用电的优先级；
基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：根据所述气象信息和历史用电数据，分析用电的优先级，包括：
根据所述气象信息,从历史用电数据中筛选出气象信息对应的部分;
确定筛选出的部分历史用电数据对应的用电主体;
分析每一用电主体，并规定所述用电主体的优先级，进行第一序列排序；
分析每一用电主体的用途比例，并根据所述用途比例，进行第二序列排序；所述第二序列排序在第一序列排序的前提下进行。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量，包括：
当电力供求差值表征为供大于求时,按照预测用电量和剩余电力储能的差值,分配预测发电量;
当电力供求差值表征为供小于求时:
按照第一序列排序,给不同的用电主体赋予对应的第一权重值,第一权重值之和为1;
按照第二序列排序,给每一用电主体的不同用电用途赋予对应的第二权重值,每一用电主体对应的第二权重值之和为1;
计算第一权重值、第二权重值和用途比例三者的乘积,并按照乘积大小进行第三序列排序;
基于预设的分配比例规则,按照所述第三序列排序，生成供电比例；
根据所述供电比例，将预测发电量进行分配,生成电力分配方案。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量，还包括：
基于预设的重要性规则，筛选出可停运以及可半停运的用电主体或用电用途；
根据筛选的用电主体或用电用途，调整所述供电比例，并重新生成电力分配方案。
本申请目的二是提供一种基于光伏发电的电力分配系统。
本申请的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于光伏发电的电力分配系统，包括：
建模模块，用于基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型；
获取模块，用于获取当前时间点之后一段时间内（至少3-7天内）的气象信息；
预测模块，用于根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量;
分析模块,用于基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案。
本申请目的三是提供一种终端。
本申请的上述申请目的三是通过以下技术方案得以实现的：
一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行的上述基于光伏发电的电力分配方法的计算机程序指令。
本申请目的四是提供一种计算机介质，能够存储相应的程序。
本申请的上述申请目的四是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种基于光伏发电的电力分配方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过电力预测模型，结合之后时间段内的天气情况对居民用电需求以及光伏的发电量进行预测，结合预测的居民用电需求、预测的发电量以及异常天气可能得持续时间，进行电量的合理分配。
附图说明
图1是本申请实施例中一种基于光伏发电的电力分配方法的流程示意图。
图2是本申请实施例中一种基于光伏发电的电力分配系统的结构示意图。
附图标记说明：1、建模模块；2、获取模块；3、预测模块；4、分析模块。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例作出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合说明书附图对本申请实施例做进一步详细描述。
本申请提供一种基于光伏发电的电力分配方法，所述方法的主要流程描述如下。
如图1所示：
步骤S101：基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型。
光伏发电系统受外界温度、辐照强度、湿度等气候因素的影响，其发电功率呈现波动性和不确定性；例如，在一些阴雨天气光伏发电系统的发电功率基本为零，在一些雾霾天气光伏发电系统的发电功率也较正常情况低，并且在阴雨天气以及雾霾天气下，比较晴朗天气时，采光用电相对增多，夏季阴雨天空调用电相对减少，这些情况均会给异常天气下光伏系统的电力分配带来影响。
在本申请实施例中，首先采集电网区域内光伏系统的历史气象数据，以及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据；所述历史气象数据包括但不限于温度、辐照强度、辐照时间、湿度等；然后基于神经网络模型，根据所述历史气象数据和历史发电数据，构建得到发电预测模型；根据所述历史气象数据和历史用电数据，构建得到用电预测模型。
步骤S102：获取当前时间点之后一段时间内（至少3-7天内）的气象信息。
当前时间即进行电力分配的时间点，可以是平常气象情况下，也可以是异常天气刚开始的时间点；获取之后3-7天内的气象数据，给电力预测模型充足的预测条件，更准确地预测之后的发电量和用电量。
步骤S103：根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量。
在本申请实施例中，获取得到气象信息后，根据所述气象信息和发电预测模型，预测得到预测发电量；所述预测发电量以半天或一天为一个预测区间;根据所述气象信息和用电预测模型，预测得到预测用电量；所述预测用电量以半天或一天为一个预测区间。
可以理解的是，以半天或一天为一个预测区间，可以使得预测发电量和预测用电量的数据更具有针对性和准确性。
步骤S104：基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案。
在本申请实施例中，首先比较所述预测发电量和预测用电量，结合剩余电力储能,计算电力供求差值；然后根据所述气象信息和历史用电数据，分析用电的优先级；最后基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量。
具体的，根据所述气象信息和历史用电数据，分析用电的优先级，包括：根据所述气象信息,从历史用电数据中筛选出气象信息对应的部分;确定筛选出的部分历史用电数据对应的用电主体;分析每一用电主体，并规定所述用电主体的优先级，进行第一序列排序；分析每一用电主体的用途比例，并根据所述用途比例，进行第二序列排序；所述第二序列排序在第一序列排序的前提下进行。
进一步的，基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量，包括：当电力供求差值表征为供大于求时,按照预测用电量和剩余电力储能的差值,分配预测发电量;当电力供求差值表征为供小于求时:按照第一序列排序,给不同的用电主体赋予对应的第一权重值,第一权重值之和为1;按照第二序列排序,给每一用电主体的不同用电用途赋予对应的第二权重值,每一用电主体对应的第二权重值之和为1;计算第一权重值、第二权重值和用途比例三者的乘积,并按照乘积大小进行第三序列排序;基于预设的分配比例规则,按照所述第三序列排序，生成供电比例；根据所述供电比例，将预测发电量进行分配,生成电力分配方案。
其中预设分配比例规则指的是预设一个固定比例，例如预设固定比例为30%，按照第三序列排序，将前30%的用电进行充足供电，即将预测用电量和剩余电力充能的差值补足;第三序列排序中剩余的70%，将预测发电量补足之前差值剩余电量，按照所述乘积的大小为比例进行分配。
进一步的，基于预设的重要性规则，筛选出可停运以及可半停运的用电主体或用电用途；根据筛选的用电主体或用电用途，调整所述供电比例，并重新生成电力分配方案；例如，在异常天气持续时间较长时，或者是预测发电量和剩余电力储能之和，相对预测用电量而言差值较大时，可以筛选出可停运或可半停运的用电主体或用电用途，例如车站等公共场所的空调系统用电，或者车站、商场等地点的电动扶梯等，将这些用电主体和用电用途按照停运或半停运进行电力分配。
本申请还提供一种基于光伏发电的电力分配系统，如图2所示，一种基于光伏发电的电力分配系统，包括：建模模块1，用于基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型；获取模块2，用于获取当前时间点之后一段时间内（至少3-7天内）的气象信息；预测模块3，用于根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量;分析模块4,用于基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案。
为了更好地执行上述方法的程序，本申请还提供一种终端，终端包括存储器和处理器。
其中，存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令以及用于实现上述基于光伏发电的电力分配方法的指令等；存储数据区可存储上述基于光伏发电的电力分配方法中涉及到的数据等。
处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器内的数据，执行本申请的各种功能和处理数据。处理器可以为特定用途集成电路、数字信号处理器、数字信号处理装置、可编程逻辑装置、现场可编程门阵列、中央处理器、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述基于光伏发电的电力分配方法的计算机程序。
以上描述仅为本申请得较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种基于光伏发电的电力分配方法，其特征在于，包括：
基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型；
获取当前时间点之后一段时间内（至少3-7天内）的气象信息；
根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量；
基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案。
2.根据权利要求1所述的基于光伏发电的电力分配方法，其特征在于，所述基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型，包括：
采集电网区域内光伏系统的历史气象数据，以及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据；所述历史气象数据包括但不限于温度、辐照强度、湿度等；
根据所述历史气象数据和历史发电数据，构建得到发电预测模型；
根据所述历史气象数据和历史用电数据，构建得到用电预测模型。
3.根据权利要求1所述的基于光伏发电的电力分配方法，其特征在于，所述根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量，包括：
根据所述气象信息和发电预测模型，预测得到预测发电量；所述预测发电量以半天或一天为一个预测区间;
根据所述气象信息和用电预测模型，预测得到预测用电量；所述预测用电量以半天或一天为一个预测区间。
4.根据权利要求1所述的基于光伏发电的电力分配方法，其特征在于，所述基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案，包括：
比较所述预测发电量和预测用电量，结合剩余电力储能,计算电力供求差值；
根据所述气象信息和历史用电数据，分析用电的优先级；
基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量。
5.根据权利要求4所述的基于光伏发电的电力分配方法，其特征在于，所述根据所述气象信息和历史用电数据，分析用电的优先级，包括：
根据所述气象信息,从历史用电数据中筛选出气象信息对应的部分;
确定筛选出的部分历史用电数据对应的用电主体;
分析每一用电主体，并规定所述用电主体的优先级，进行第一序列排序；
分析每一用电主体的用途比例，并根据所述用途比例，进行第二序列排序；所述第二序列排序在第一序列排序的前提下进行。
6.根据权利要求5所述的基于光伏发电的电力分配方法，其特征在于，所述基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量，包括：
当电力供求差值表征为供大于求时,按照预测用电量和剩余电力储能的差值,分配预测发电量;
当电力供求差值表征为供小于求时:
按照第一序列排序,给不同的用电主体赋予对应的第一权重值,第一权重值之和为1;
按照第二序列排序,给每一用电主体的不同用电用途赋予对应的第二权重值,每一用电主体对应的第二权重值之和为1;
计算第一权重值、第二权重值和用途比例三者的乘积,并按照乘积大小进行第三序列排序;
基于预设的分配比例规则,按照所述第三序列排序，生成供电比例；
根据所述供电比例，将预测发电量进行分配,生成电力分配方案。
7.根据权利要求6所述的基于光伏发电的电力分配方法，其特征在于，所述基于预设的分配规则，根据所述电力供求差值和用电优先级，分配预测发电量，还包括：
基于预设的重要性规则，筛选出可停运以及可半停运的用电主体或用电用途；
根据筛选的用电主体或用电用途，调整所述供电比例，并重新生成电力分配方案。
8.一种基于光伏发电的电力分配系统，其特征在于，包括：
建模模块(1)，用于基于电网区域内光伏系统的历史气象数据及所述历史气象数据对应时间下的历史发电数据和历史用电数据，构建电力预测模型；
获取模块(2)，用于获取当前时间点之后一段时间内（至少3-7天内）的气象信息；
预测模块(3)，用于根据所述气象信息和电力预测模型，得到所述当前时间点之后一段时间内的预测发电量和预测用电量;
分析模块(4),用于基于预设的电力分配规则，根据所述气象信息、预测发电量和预测量用电，分析得到电力分配方案。
9.一种终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-7中任一种方法的计算机程序指令。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-7中任一种方法的计算机程序。
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