一种柔性互联配电网动态优化调度方法及系统技术方案

技术编号：43390659 阅读：1 留言：0更新日期：2024-11-19 18:04

一种柔性互联配电网动态优化调度方法及系统，互联配电网动态优化调度系统连接有数据采集与处理模块、状态估计与监控模块、负荷预测模块、优化与控制模块、通信模块、用户界面与可视化模块、安全性与故障检测模块，所述数据采集与处理模块，用于负责收集、处理和准备各种数据，以便系统能够进行状态估计、负荷预测、优化控制和监控等任务。本发明专利技术通过数据采集与处理模块利用机器学习、优化算法和数据分析等技术，能够实时分析和处理大量的电力系统数据，并且可以更准确地建模和预测电力系统的行为，并提供更优化的调度策略；本发明专利技术可以及时发现潜在的故障和安全隐患，并通过实施相应的应对措施，减少大量的人工检修和思考应对措施的时间。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电，具体为一种柔性互联配电网动态优化调度方法及系统。

技术介绍

1、配电网调度系统是用于管理和控制配电网的自动化系统。它通过集成实时监测、通信、控制和决策支持功能，提供对配电网运行情况的全面监控和调度控制。

2、现在的配电网调度系统常规老旧，不具备足够的计算和存储能力，不足以支持高速数据处理和长期数据存储，导致系统能耗大，稳定性差，效率不足等问题，并且现在的系统在出现故障和安全隐患时仅仅是通过指示灯闪烁来进行提示，并不会具体指出故障和隐患的具体所在，从而导致在使用过程中仍旧需要通过人工花费大量时间去进行排查，耗费大量的时间和人工，同时，配电网调度系统涉及大量的数据采集、传输和存储，而常规系统中这些数据通常采用文字或者代码进行展示，大大增加了新手或者非专业人士使用或者查时的难度。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种柔性互联配电网动态优化调度方法及系统，解决了现有系统中能耗大，稳定性差，效率不足以及出现故障隐患人需要耗费人力、时间进行排查并处理的问题。

2、本专利技术还提供了一种实现柔性互联配电网动态优化调度方法的系统。

3、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种柔性互联配电网动态优化调度系统，包括互联配电网动态优化调度系统，所述互联配电网动态优化调度系统连接有数据采集与处理模块、状态估计与监控模块、负荷预测模块、优化与控制模块、通信模块、用户界面与可视化模块、安全性与故障检测模块；

<p>4、所述数据采集与处理模块，用于负责收集、处理和准备各种数据，以便系统能够进行状态估计、负荷预测、优化控制和监控等任务；

5、所述状态估计与监控模块与负荷预测模块、优化与控制模块连接，配合所述数据采集与处理模块采集的电流、电压、频率、功率、电压质量、温度等等数据进行估计电力系统的状态，并监视节点和线路的电压、电流等参数，解决电力系统的优化问题，并生成实际的控制策略，以及保留用于预测未来的电力负荷需求，以支持优化决策；

6、所述通信模块，该模块负责在不同部件、子系统和远程站点之间传输数据和信息，以实现系统的监控、控制、保护和管理；

7、所述用户界面与可视化模块，该模块提供用户友好的方式来与系统、应用程序或数据进行交互，并以可视化的形式呈现信息；

8、所述安全性与故障检测模块，该模块可以防止未经授权的访问和恶意攻击，而故障检测模块则专注于监控系统健康状态，及时检测和处理故障以确保系统的可靠性和连续性。

9、优选的，所述数据采集与处理模块包括数据采集单元、数据清洗与校正单元、数据存储单元、数据传输单元、大数据处理单元和数据质量监控单元；

10、所述数据采集单元负责从电力设备和传感器获取实时数据；

11、所述数据采集单元连接有数据清洗与校正单元，用于对采集到的数据进行处理，包括去噪声、校正和补全缺失数据；

12、所述数据清洗与校正单元连接有数据存储单元，用于将历史数据存储在数据库中，以供后续分析和查询；

13、所述数据存储单元连接有数据传输单元，用于将数据传输给其他模块或系统；

14、所述数据传输单元连接有大数据处理单元，用于在系统需要处理大量数据时，可以引入大数据技术和工具来有效地存储和处理数据；

15、所述大数据处理单元连接有数据质量监控单元，用于监测数据质量，检测异常数据点，并执行数据质量改进策略。

16、优选的，所述状态与监控模块包括状态估计单元、监控与报警单元、数据可视化单元、高精度状态估计单元和基于人工智能的异常检测单元；

17、所述状态估计单元通过测量数据估计电力系统的状态参数，如电压、相位角等；

18、所述状态估计单元连接有监控与报警单元，用来实时监测系统状态，发现异常并生成警报；

19、所述监控与报警单元连接有数据可视化单元，用来将系统状态可视化，以便操作人员实时监视电力系统；

20、所述数据可视化单元连接有高精度状态估计单元，用于实施更复杂的状态估计算法以提高状态估计的精度；

21、所述高精度状态估计单元连接有基于人工智能的异常检测单元，通过使用机器学习或深度学习技术来检测系统中的异常情况。

22、优选的，所述负荷预测模块包括负荷数据预处理单元、负荷预测算法单元、预测结果验证与校正单元、长期负荷预测单元和气象数据整合单元；

23、所述负荷数据预处理单元用于对采集到的负荷数据进行清洗和平滑处理；

24、所述负荷数据预处理单元连接有负荷预测算法单元，使用时间序列分析或机器学习方法进行负荷预测；

25、所述负荷预测算法单元连接有预测结果验证与校正单元，用于验证预测结果的准确性，并根据需要进行校正；

26、所述预测结果验证与校正单元连接有长期负荷预测单元，用于长期负荷预测以支持规划决策；

27、所述长期负荷预测单元连接有气象数据整合单元，用于将气象数据与负荷数据结合以提高负荷预测的准确性。

28、优选的，所述优化与控制模块包括优化算法单元、控制生成单元、优化结果评估单元、分布式优化单元和多目标优化单元；

29、所述优化算法单元用于进行线性规划、整数规划、动态规划等优化；

30、具体地，首先由数据采集与处理模块收集分布式机组参数形成配电网等效机组设备参数，将设备参数的边界运行约束通过通信模块传递到优化与控制模块，机组运行的数学表达如下，式中为机组运行可行域，p为机组与配电网耦合功率变量，f为等效机组运行约束集；rt表示t维实数；

31、p＝{p∈rt∣f(p)≤0} (1)。

32、优化与控制模块将配电网等效机组设备参数运行约束纳入电力系统优化模型进行集中优化从而得到集中调度方案，其优化模型的数学表达如下。优化模型的目标函数为最大化社会福利；优化模型的约束条件包括电力系统运行约束和配电网等效机组可行域约束。式中，x为电力系统运行变量，g为目标函数表达式，g电力系统运行约束表达式，i为配电网等效机组；

33、

34、求解上式可得到系统运行决策，配电网根据策略中等效机组运行功率进行分散响应，通过求解配电网分布式机组分配问题获得分布式机组设备的响应功率，其数学优化模型表达如下；优化模型的目标函数为最小化调控偏差；优化模型的约束条件包括分布式机组的运行约束；式中，qj为分布式机组运行功率等等，hi为偏差目标函数表达式，ci为分布式机组成本目标函数，hi为设备运行约束表达式，j为配电网分布式机组；

35、

36、相较于传统集中式优化调控，柔性互联配电网动态优化调度方法及系统，降低了电力大优化模型复杂度和优化求解难度，能够适应新型电力系统的发展特点和目标形态。

37、所述优化算法单元连接有控制生成单元，用于生成实际的控制策略，包括设备状态调整、发电机输出控制等；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于：互联配电网动态优化调度系统(1)连接有数据采集与处理模块(2)、状态估计与监控模块(3)、负荷预测模块(4)、优化与控制模块(5)、通信模块(6)、用户界面与可视化模块(7)、安全性与故障检测模块(8)；

2.根据权利要求1所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述数据采集与处理模块(2)包括数据采集单元(21)、数据清洗与校正单元(22)、数据存储单元(23)、数据传输单元(24)、大数据处理单元(25)和数据质量监控单元(26)；

3.根据权利要求1所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述状态与监控模块包括状态估计单元(31)、监控与报警单元(32)、数据可视化单元(33)、高精度状态估计单元(34)和基于人工智能的异常检测单元(35)；

4.根据权利要求1所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述负荷预测模块(4)包括负荷数据预处理单元(41)、负荷预测算法单元(42)、预测结果验证与校正单元(43)、长期负荷预测单元(44)和气象数据整合单元(45)；

5.根据权利要求1所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述优化与控制模块(5)包括优化算法单元(51)、控制生成单元(52)、优化结果评估单元(53)、分布式优化单元(54)和多目标优化单元(55)；

6.根据权利要求5所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述优化算法单元(51)由数据采集与处理模块收集分布式机组参数形成配电网等效机组设备参数，将设备参数的边界运行约束通过通信模块传递到优化与控制模块，机组运行的数学表达如下，式中为机组运行可行域，p为机组与配电网耦合功率变量，f为等效机组运行约束集；RT表示T维实数；

7.根据权利要求5所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述优化与控制模块(5)将配电网等效机组设备参数运行约束纳入电力系统优化模型进行集中优化从而得到集中调度方案，其优化模型的数学表达如下：优化模型的目标函数为最大化社会福利；优化模型的约束条件包括电力系统运行约束和配电网等效机组可行域约束；式中，x为电力系统运行变量，G为目标函数表达式，g电力系统运行约束表达式，i为配电网等效机组；

8.根据权利要求5所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述分布式优化单元(54)的算法如下：

9.根据权利要求1所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，其特征在于，所述通信模块(6)包括通信协议处理单元(61)、数据传输与接收单元(62)、通信安全单元(63)和IOT集成单元(64)；

10.一种柔性互联配电网动态优化调度系统的方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的一种柔性互联配电网动态优化调度系统，包括以下步骤：

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【技术特征摘要】

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨志淳，沈煜，杨帆，闵怀东，崔世常，雷杨，胡伟，朱一峰，陈鹤冲，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：

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