主动配电网云边协同调控方法、装置和终端设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及电力系统运行技术领域，公开了一种主动配电网云边协同调控方法、装置和终端设备。上述主动配电网云边协同调控方法包括：根据配电网内电能交互关系，确定配电网云边协同体系架构；根据分布式光伏台区运行规则，构建台区优化调控模型；基于台区优化调控模型和配电网云边协同体系架构，构建主动配电网云边协同调控模型；云端接收电能数据和初步计算结果，并根据电能数据和初步计算结果，对主动配电网云边协同调控模型进行训练，输出模型优化结果；电能数据为台区采集并进行预处理的电能数据，初步计算结果为台区对电能数据进行初步计算的结果；云端根据模型优化结果，向各台区发送调控指令，各台区根据调控指令调整台区内电能出力和储存。台区内电能出力和储存。台区内电能出力和储存。

【技术实现步骤摘要】
主动配电网云边协同调控方法、装置和终端设备


[0001]本专利技术涉及电力系统运行
，具体涉及一种主动配电网云边协同调控方法、装置和终端设备。

技术介绍

[0002]光伏作为一种新型清洁能源，近些年广泛应用于电力系统中。在国家政策的大力扶持下，我国光伏装机容量短期内迅猛增长，新能源代替传统能源已经成为未来能源的发展趋势。然而，由于光伏、风电等新能源出力具有波动性和随机性的特点，高比例新能源接入电网势必给电力系统优化调控带来巨大挑战。同时，随着高渗透率分布式光伏接入配电网，如何实现对配电网内部资源的主动管理与调控，保障配电网安全经济运行也成为了亟待解决的关键问题。
[0003]国内外针对智能电网框架下的主动配电网运行优化研究取得了突出进展，主要集中在多场景技术和区域协调控制方法。在多场景技术上，采用包含日前调控和实时调控的主动配电系统两步优化调控模型；在区域协调控制方法上，将主动配电网进行区域划分，并在每个区域中配置协调控制器进行区域自动控制，该调控方式为统一调控方式。然而，随着国家电力体制改革的持续推进，用户侧分布式电源市场逐步开放，配电网中大量的分布式电源由新能源供应商投资建设，形成了独立的调控单元。因此，上述研究工作均以配电网对分布式电源拥有绝对调控权为基础，无法实现分布式能源配电网云端和边端电能协同调控。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种主动配电网云边协同调控方法，以实现分布式能源配电网云端和边端电能协同调控。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种主动配电网云边协同调控方法，包括：根据配电网内电能交互关系，确定配电网云边协同体系架构；根据分布式光伏台区运行规则，构建台区优化调控模型；基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构，构建主动配电网云边协同调控模型；云端接收电能数据和初步计算结果，并根据所述电能数据和所述初步计算结果，对所述主动配电网云边协同调控模型进行训练，输出模型优化结果；所述电能数据为台区采集并进行预处理的电能数据，所述初步计算结果为台区对所述电能数据进行初步计算的结果；所述云端根据所述模型优化结果，向各台区发送调控指令，各台区接收所述调控指令并根据所述调控指令调整台区内电能出力和储存。
[0007]基于第一方面，在一些实施例中，所述根据分布式光伏台区运行规则，构建台区优化调控模型，包括：根据分布式光伏台区运行规则，以台区最小运行成本函数为目标函数，基于目标函数对应的约束条件，构建台区优化调控模型；所述台区最小运行成本函数的表达式为：
[0008][0009]其中，为t时刻的售电电价，为t时刻的购电电价，分别为第i个台区在t时刻的售电净负荷和购电净负荷，为第i个台区在t时刻的用电量，为负荷用电效益系数，C
i
为第i个台区在H小时内的总运行效益；根据台区购售电规则，所述台区最小运行成本函数对应的约束条件包括：等式约束：
[0010][0011]不等式约束：
[0012][0013][0014][0015]其中，和分别为第i个台区在t时刻的最大购电净负荷和最大售电净负荷，为1、为0表示边端仅有购电需求，为0、为1表示边端仅有售电需求。
[0016]基于第一方面，在一些实施例中，所述基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构，构建主动配电网云边协同调控模型，包括：基于台区外部的储能系统建立约束条件，所述约束条件包括储能功率平衡约束，储能充放电量上下限约束、储能容量平衡约束和储能容量上下限约束；基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构确定系统运营商和台区运营商的效益计算函数，将所述系统运营商和台区运营商的效益计算函数作为主动配电网云边协同调控模型的目标函数，以储能功率平衡约束、储能充放电量上下限约束、储能容量平衡约束和储能容量上下限约束作为所述目标函数的约束条件，构建主动配电网云边协同调控模型。
[0017]基于第一方面，在一些实施例中，所述基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构确定系统运营商和台区运营商的效益计算函数，包括：系统运营商在t时刻售电至台区的售电量为：其中，为第i个台区在t时刻的购电量；系统运营商在t时刻从台区收购的购电量为：其中，为第i个台区在t时刻的售电量；令得出系统运营商在t时刻的效益计算函数为：当ΔE
t
>0时：当ΔE
t
≤0时：其中，为t时刻的售电电价，为t时刻的购电电价，为t时刻的售电电价，为t时刻的购电电价，为系统运营商在t时刻售电至台区的售电量，为系统运营商在t时刻从台区收购的购电量，C
t
为系统运营商在t时刻的效益；以表示第j个储能系统在t时刻的储能充放电功
率，电能缺额的台区按照所述系统运营商发布的指令从储能单元或电能富余的台区中获得电能，令电能，令分别为第i个台区在t时刻的售电净负荷和购电净负荷，为第i个台区在t时刻的用电量；当时，台区为电能缺额台区，当时，台区为电能富余台区；电能缺额台区运营商在t时刻的效益计算函数为：
[0018][0019]其中，k为储能运行效益系数；电能富余台区运营商在t时刻的效益计算函数为：
[0020][0021]基于第一方面，在一些实施例中，所述储能功率平衡约束为：
[0022][0023]其中，和分别为第j个储能系统在t时刻的充、放电功率，η
ch,j
和η
dis,j
分别为第j个储能系统的充、放电效率；所述储能充放电量上下限约束为：
[0024][0025]其中，和分别为第j个储能系统的最小和最大充、放电功率；所述储能容量平衡约束为：
[0026][0027]其中，为第j个储能系统在t时刻的容量；所述储能容量上下限约束为：
[0028][0029]其中，和为第j个储能系统的容量下限和容量上限。
[0030]基于第一方面，在一些实施例中，所述台区采集并对电能数据进行预处理和初步计算，包括：在台区设置边缘节点，在所述边缘节点下层设置智能终端采集设备，通过所述智能终端采集设备监测和采集电能数据，并对所述电能数据进行预处理，所述预处理包括对所述电能数据进行解析和存储，同时利用全连接卷积神经网络对解析后的电能数据进行初步计算，所述全连接卷积神经网络为：
[0031][0032]其中，L
l+1
＝L，b为偏差量，Z
l
和Z
l+1
表示第l+1层的卷积输入和输出，L
l+1
为Z
l+1
的尺寸，K为卷积输入和输出的通道数；所述智能终端采集设备将所述初步计算结果上传至所述边缘节点上层，所述边缘节点将所述初步计算结果和所述电能数据返回系统运营商。
[0033]基于第一方面，在一些实施例中，所述云端根据所述电能数据和所述初步计算结果，对所述主动配电网云边协同调控模型进行训练，输出模型优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动配电网云边协同调控方法，其特征在于，包括：根据配电网内电能交互关系，确定配电网云边协同体系架构；根据分布式光伏台区运行规则，构建台区优化调控模型；基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构，构建主动配电网云边协同调控模型；云端接收电能数据和初步计算结果，并根据所述电能数据和所述初步计算结果，对所述主动配电网云边协同调控模型进行训练，输出模型优化结果；所述电能数据为台区采集并进行预处理的电能数据，所述初步计算结果为台区对所述电能数据进行初步计算的结果；所述云端根据所述模型优化结果，向各台区发送调控指令，各台区接收所述调控指令并根据所述调控指令调整台区内电能出力和储存。2.如权利要求1所述的主动配电网云边协同调控方法，其特征在于，所述根据分布式光伏台区运行规则，构建台区优化调控模型，包括：根据分布式光伏台区运行规则，以台区最小运行成本函数为目标函数，基于目标函数对应的约束条件，构建台区优化调控模型；所述台区最小运行成本函数的表达式为：其中，为t时刻的售电电价，为t时刻的购电电价，分别为第i个台区在t时刻的售电净负荷和购电净负荷，为第i个台区在t时刻的用电量，为负荷用电效益系数，C
i
为第i个台区在H小时内的总运行效益；根据台区购售电规则，所述台区最小运行成本函数对应的约束条件包括：等式约束：不等式约束：不等式约束：不等式约束：其中，和分别为第i个台区在t时刻的最大购电净负荷和最大售电净负荷，为1、为0表示边端仅有购电需求，为0、为1表示边端仅有售电需求。3.如权利要求1所述的主动配电网云边协同调控方法，其特征在于，所述基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构，构建主动配电网云边协同调控模型，包括：基于台区外部的储能系统建立约束条件，所述约束条件包括储能功率平衡约束，储能充放电量上下限约束、储能容量平衡约束和储能容量上下限约束；基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构确定系统运营商和台区运营商的效益计算函数，将所述系统运营商和台区运营商的效益计算函数作为主动配电网
云边协同调控模型的目标函数，以储能功率平衡约束、储能充放电量上下限约束、储能容量平衡约束和储能容量上下限约束作为所述目标函数的约束条件，构建主动配电网云边协同调控模型。4.如权利要求3所述的主动配电网云边协同调控方法，其特征在于，所述基于所述台区优化调控模型和所述配电网云边协同体系架构确定系统运营商和台区运营商的效益计算函数，包括：系统运营商在t时刻售电至台区的售电量为：其中，为第i个台区在t时刻的购电量；系统运营商在t时刻从台区收购的购电量为：其中，为第i个台区在t时刻的售电量；令得出系统运营商在t时刻的效益计算函数为：当ΔE
t
>0时：当ΔE
t
≤0时：其中，为t时刻的售电电价，为t时刻的购电电价，为t时刻的售电电价，为t时刻的购电电价，为系统运营商在t时刻售电至台区的售电量，为系统运营商在t时刻从台区收购的购电量，C
t
为系统运营商在t时刻的效益；以表示第j个储能系统在t时刻的储能充放电功率，电能缺额的台区按照所述系统运营商发布的指令从储能单元或电能富余的台区中获得电能，令运营商发布的指令从储能单元或电能富余的台区中获得电能，令分别为第i个台区在t时刻的售电净负荷和购电净负荷，为第i个台区在t时刻的用电量；当时，台区为电能缺额台区，当时...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁纪峰，曾四鸣，范辉，李铁成，罗蓬，王磊，傅本栋，吴赋章，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司国家电网有限公司武汉大学，
类型：发明
国别省市：