【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种综合能源系统分时段调度方法，尤其是涉及一种基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法及系统。
技术介绍
1、当前世界面临日益严峻的能源与环境问题。在此背景下，发展如风能、太阳能和地热能等可再生能源并建设综合能源系统，已成为全球科技发展的重点方向。这不仅对构建低碳高效的能源体系，也对能源系统的互联网化具有深远的影响。然而，综合能源系统在供需双方的复杂性和不确定性方面面临诸多挑战，这大幅提升了能源调度的难度。为了更加有效地管理和调配各类能源资源，并在时间尺度上精确捕捉能源需求的动态变化及其复杂性，迫切需要对综合能源系统的调度策略进行研发。
2、中国专利cn115063003b公开一种基于多元负荷时序分析的综合能源系统分时段调度方法，基于对综合能源系统的多元负荷出力规律的分析得到综合能源系统优化调度方案，且在多元负荷出力规律分析中，利用模糊熵获取多元负荷时间序列的复杂性判断矩阵，根据多元负荷时间序列的复杂性判断矩阵划分调度时段，给出不同调度时段的调度方式。然而，使用模糊熵进行多元时序分析存在熵值计算和计算重构子序列复杂程度复杂等缺点，因此，需要开发一种新的综合能源系统分时段调度策略。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种更准确地预测和捕捉能源需求动态变化、实现能源节约和优化的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法及系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、第一方面，
4、获取采集的综合能源系统的多元负荷时间序列，计算所述多元负荷时间序列的多尺度排列熵，确定调度时段及不同调度时段的调度方式；
5、根据所述调度时段，构建针对综合能源系统的分时段优化调度模型，求解获得最优调度方案。
6、进一步地，计算所述多元负荷时间序列的多尺度排列熵的过程具体包括：
7、提取所述综合能源系统的多元负荷时间序列的粗颗粒化时间序列；
8、计算所述粗颗粒化时间序列的排列矩阵；
9、根据所述排列矩阵，计算获得所述多尺度排列熵。
10、进一步地，所述多元负荷时间序列表示为：
11、
12、其中，为第s类能源的多元负荷时间序列，为长度为n的第s类能源的综合能源的常规负荷时间序列，为长度为n的第s类能源的微源出力时间序列，为长度为n的第s类能源的微源能耗时间序列；s代表热、电、气类能源中的一种能源，h代表热能，e代表电能，g代表气能；
13、将热、电、气类能源的多元负荷时间序列按照设定尺度进行粗颗粒化处理，获得所述粗颗粒化时间序列。
14、进一步地，所述粗颗粒化时间序列表示为：
15、
16、其中，为第s类能源的粗颗粒化时间序列，c为尺度因子，[]表示取整。
17、进一步地，计算所述粗颗粒化时间序列的排列矩阵的过程包括：
18、对所述粗颗粒化时间序列进行相空间重构，公式如下：
19、
20、其中，表示粗颗粒化时间序列第l个重构分量，表示为第l个重构分量第1个元素，表示为第l个重构分量第2个元素，表示为第l个重构分量第m个元素，τ表示为延时因子，m表示为嵌入维数，k＝[n/c]-(m-1)τ，n为多元负荷时间序列的序列长度，s代表热、电、气类能源中的一种能源；
21、将所述相空间重构所得到的序列合并为所述排列矩阵。
22、进一步地，计算获得所述多尺度排列熵的过程包括：
23、将所述排列矩阵的重构分量中的元素进行升值排序，从升值排序后的重构分量得到重构符号序列，表示为：
24、r(g)＝(j1,j2,…,jm)
25、其中，g＝1,2,…,h，满足h≤m！，j1,j2,…,jm代表各元素在重构分量中的下标索引值；
26、计算每一种m维符号序列的概率，表示为：
27、
28、其中，pn为r(n)符号序列出现的概率，numn为r(n)序列在m！种排列方法中出现的次数；
29、计算多尺度排列熵，表示为：
30、
31、进一步地，计算获得所述多尺度排列熵的过程还包括：
32、对计算获得的多尺度排列熵进行归一化处理，表示为：
33、
34、其中，hp为归一化后的多尺度排列熵，hp∈[0,1]。
35、进一步地，根据多尺度排列熵hp与设定的排列熵复杂性判断阈值hp(θ)间的关系划分所述调度时段，并确定不同调度时段的调度方式，具体地：
36、若hp＜hp(θ)，则调度模式选择稳定调度模式，若hp≥hp(θ)，则调度模式选择快速调度模式。
37、进一步地，所述优化调度模型以经济性为目标，考虑的约束条件包括电功率平衡约束、热功率平衡约束、气功率平衡约束和设备运行约束。
38、第二方面，本专利技术还提供一种基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度系统，包括一个或多个处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述调度方法的指令。
39、与现有技术相比，本专利技术能够实现能源资源的更加高效和可持续利用，通过分时段调度方法，可以更好地匹配能源供需，优化能源利用效率，从而实现能源的节约和优化，对于当前社会追求可持续发展、节能减排的需求具有重要意义。具体地，本专利技术具有以下有益效果：
40、1、本专利技术使用多尺度排列熵对能源负荷的时间序列进行分析，能够更准确地预测和捕捉能源需求的动态变化，有助于更好地理解能源负荷的复杂性和随机性，从而为调度提供更为精确的基础。同时，本专利技术使用的多尺度排列熵，基于排列的思想简化了熵值计算，降低了计算重构子序列的复杂程度，且具有较高的抗噪声能力并对时间序列长度要求不高。
41、2、本专利技术还引入了多尺度因子，将排列熵扩展到多个时间尺度上，以便提供不同时间尺度的观察视角，提高调度精确性。
42、3、本专利技术分时段调度方法能根据能源需求的不同阶段调整能源输出，优化各类型能源(如电、热、气)的供给与需求平衡。这种方法不仅减少了能源浪费，还提高了能源使用的经济效益。
43、4、系统通过精细的时段划分和多元负荷的深入分析，能够在不同调度时段内选择适宜的调度模式，如快速调度模式和稳定调度模式。这样的策略可以根据实际需求灵活调整，增强系统的稳定性和可靠性。
44、5、本专利技术方法在设计目标函数时，考虑了设备运行费用、能源购买费用及环境成本费用，综合考量了经济效益和环境影响。通过优化调度，可以在保证能源供应的同时，减少环境污染和能源成本。
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1.一种基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，计算所述多元负荷时间序列的多尺度排列熵的过程具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，所述多元负荷时间序列表示为：
4.根据权利要求3所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，所述粗颗粒化时间序列表示为：
5.根据权利要求2所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，计算所述粗颗粒化时间序列的排列矩阵的过程包括：
6.根据权利要求5所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，计算获得所述多尺度排列熵的过程包括：
7.根据权利要求6所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，计算获得所述多尺度排列熵的过程还包括：
8.根据权利要求1所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，根据多尺度排
9.根据权利要求1所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，所述优化调度模型以经济性为目标，考虑的约束条件包括电功率平衡约束、热功率平衡约束、气功率平衡约束和设备运行约束。
10.一种基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度系统，其特征在于，包括一个或多个处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-9任一所述调度方法的指令。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，计算所述多元负荷时间序列的多尺度排列熵的过程具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，所述多元负荷时间序列表示为：
4.根据权利要求3所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，所述粗颗粒化时间序列表示为：
5.根据权利要求2所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，计算所述粗颗粒化时间序列的排列矩阵的过程包括：
6.根据权利要求5所述的基于多尺度排列熵的综合能源系统分时段调度方法，其特征在于，计算获得所述多尺度排列熵的过程包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：吴司敏，杜洋，郭灵瑜，杨忠光，陈洪涛，汪志辉，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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