【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，更具体地说，本专利技术涉及一种基于多元信息融合的资源分层分区聚合系统。
技术介绍
1、在当前的电力市场环境中，中长期交易确保了电力系统的基础供电需求，而需求响应机制则在需求高峰时通过激励措施调整电网负载，维持电网的稳定性，虚拟电厂作为核心，通过信息通信技术整合多样的电力资源，不仅提升了能源供给的灵活性和可靠性，而且还通过市场交易增加了经济效益，随着对碳排放的全球关注逐步增加，引入碳交易市场成为必然趋势，在这一市场中，碳排放权的买卖激励电力生产者和消费者采用更环保的运营方式，虚拟电厂在电力资源调度时，必须考虑碳排放成本，不仅影响运营决策，也为虚拟电厂带来通过碳信用交易获得收入的新机会，虚拟电厂的运营模式深受技术、政策和环境因素的共同影响，技术因素(资源的启动时间、运行曲线及其爬坡能力)直接影响调度策略的制定；政策因素如电力市场规则、碳排放政策和环保法规则框定了运营的边界；环境因素尤其对于风电和光伏这样的可再生能源来说，其发电效率高度依赖于天气条件。此外，有效的资源聚合不仅需考虑单个资源的操作特性，还需兼顾资源间的时空分布和相互作用，可再生能源的不稳定性需要通过储能设施或可调负荷进行平衡，资源的地理分布和电网的承载能力也直接影响聚合策略的制定和实施，虚拟电厂的高效运营依赖于实时数据(实时的市场价格、资源的实际输出和消费需求的变化)收集和准确预测，以及天气条件的预测，这些数据的融合和分析对于制定响应策略和优化资源调度至关重要。因此，如何提出一个能够整合电力和碳交易市场要求的灵活资源联合出清模型，优化电力系统的运
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种基于多元信息融合的资源分层分区聚合系统，是通过整合电力和碳交易市场需求，创建了一个灵活资源联合出清模型，有效提升了电力系统的运行效率和经济性，并实现了低碳目标，通过集成数据管理、资源调节分析、优化资源配置，以及市场响应策略，不仅保证了电力供需平衡，还显著降低了运营成本和碳排放，支持了电力市场的绿色转型和可持续发展，增强了电力市场的适应性和竞争力。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于多元信息融合的资源分层分区聚合系统，包括数据管理与分析中心、资源特性与调节能力模块、资源聚合与分配模块、市场响应与出清模块、集成控制中心，数据管理与分析中心收集和处理电力设备性能参数、历史运行数据，利用数据清洗、处理及分析技术提取数据中的有用信息，预测电力市场和电力资源的未来趋势，向资源特性与调节能力模块提供数据，用于支持资源特性与调节能力模块中模型参数的设定、更新，向市场响应与出清模块提供实时电力市场和预测数据，用于调整电力市场出清政策，资源特性与调节能力模块记录和更新每种电力资源的技术参数，分析每种电力资源的调节范围和速度，评估其在不同市场情况下的性能，资源聚合与分配模块根据电力资源的地理位置、连接容量和调节特性，将电力资源分区分层进行聚合，根据电力市场需求和价格信号动态调整电力资源分配，优化电力资源的空间和功能配置，最大化资源利用效率，市场响应与出清模块综合考虑电力需求、供应能力和碳排放成本，进行电力市场的出清，根据实时市场信息和预测数据调整出清策略，优化电力供需平衡，集成控制中心实时监控系统状态和电力资源分配效果，确保系统运行在最优状态，提供基于数据和模型分析的决策建议。
4、作为本专利技术进一步的方案，在资源特性与调节能力模块中，资源特性与调节能力模型用于描述和分析电力系统中单个资源及资源组的实时调节能力变化的动态行为，利用响应时间常数、调节能力增量量化电力资源在外部控制信号或内部状态变化下的调节行为，为电力系统的调度和管理提供分析数据，资源特性与调节能力模型的公式为：
5、
6、式中：t为当前时间，r(t)为在时间t的电力资源调节能力，即电力资源能够在一段时间内改变的电量(单位，兆瓦)，r0为基础调节能力，即电力资源在没有任何外部调节输入时的消耗水平(单位，兆瓦)，δr为调节能力的增量，即电力资源在接收到改变输出的命令后，能够达到的调节范围，τ为资源响应时间常数，即电力资源达到新的稳定状态所需的时间，r0和δr通过设备制造商提供的技术数据获取，τ通过实时监测设备响应过程获得。
7、作为本专利技术进一步的方案，在资源聚合与分配模块中，通过电力资源融合与分配模型，基于初始电力分布和基础电力资源调节能力，对每个时间步，考虑电力资源调节输入和市场需求变化，使用差分方法更新关于位置和时间的电力分布、关于时间的电力资源调节能力、基于市场预测和实施需求数据的电力源项和负载，模拟电力网络中的电力从供应点到需求点的电力流动和分配过程，应用优化算法优化资源配置，减少成本并满足电力和碳排放目标，电力资源融合与分配模型的公式为：
8、
9、式中：x为电网关键节点的位置，p(x,t)为关于位置x和时间t的电力分布，p0(x)为初始时刻关于位置x的电力分布，通过电力公司的数据库及安装在电网关键节点的传感器收集，α为电力传输效率，通过电网运营历史数据中分析得出，s(x,t)为电力的源项和负载，通过市场操作数据和预测模型获取，为从初始时刻到时间t电力分布因传输效率和空间分布变化的累积影响，考虑了电力在传输过程中的损耗和分布的扩散效应。
10、作为本专利技术进一步的方案，在资源聚合与分配模块中，电力资源融合与分配模型获取p(x,t)的过程包括：
11、步骤一，初始化和数据准备：从电力公司的数据库和安装在电网关键节点的传感器收集初始电力分布数据p0(x)，通过分析电网运营的历史数据分析电力传输效率α，用于分析电力在网络中的损耗和传播速度，使用市场操作数据和预测模型获取电力需求和供给情况，包括来自各种电力资源的生成数据和消费数据；
12、步骤二，数值离散化：设定空间δx和时间δt步长离散化电力资源融合与分配模型的公式，采用向前欧拉方法和中心差分法等效时间导数和空间二阶导数，其中时间导数等效于空间二阶导数等效于
13、步骤三，求解偏微分方程：使用梯形法计算从初始时刻到当前时间的积分项，对于每个时间步t，使用上一时间步的电力分布和当前的源项、负载更新电力分布，即
14、步骤四，应用优化算法：定义优化问题的目标函数为最小化运行成本和碳排放，同时满足电力需求和操作约束，使用线性规划的优化算法确定每个时间步中电力资源的最优配置；
15、步骤五，分析和调整：分析电力分布的变化、电力资源配置的效率以及成本、碳排放的减少这样的求解结果，根据实际运行情况和市场反馈，调整模型参数和优化算法，提高模型的精确性和适应性。
16、作为本专利技术进一步的方案，在步骤一中，从电力公司的数据库和安装在电网关键节点的传感器收集初始电力分布数据p0(x)的过程包括：
17、步骤1，设备和传感器部署：在电网中识别关键的输电线路、变电站、发电站的节点，在这些节本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多元信息融合的资源分层分区聚合系统，其特征在于，包括数据管理与分析中心、资源特性与调节能力模块、资源聚合与分配模块、市场响应与出清模块、集成控制中心，数据管理与分析中心收集和处理电力设备性能参数、历史运行数据，利用数据清洗、处理及分析技术提取数据中的有用信息，预测电力市场和电力资源的未来趋势，向资源特性与调节能力模块提供数据，用于支持资源特性与调节能力模块中模型参数的设定、更新，向市场响应与出清模块提供实时电力市场和预测数据，用于调整电力市场出清政策，资源特性与调节能力模块记录和更新每种电力资源的技术参数，分析每种电力资源的调节范围和速度，评估其在不同市场情况下的性能，资源聚合与分配模块根据电力资源的地理位置、连接容量和调节特性，将电力资源分区分层进行聚合，根据电力市场需求和价格信号动态调整电力资源分配，优化电力资源的空间和功能配置，最大化资源利用效率，市场响应与出清模块综合考虑电力需求、供应能力和碳排放成本，进行电力市场的出清，根据实时市场信息和预测数据调整出清策略，优化电力供需平衡，集成控制中心实时监控系统状态和电力资源分配效果，确保系统运行在最优状态。
<...【技术特征摘要】
1.一种基于多元信息融合的资源分层分区聚合系统，其特征在于，包括数据管理与分析中心、资源特性与调节能力模块、资源聚合与分配模块、市场响应与出清模块、集成控制中心，数据管理与分析中心收集和处理电力设备性能参数、历史运行数据，利用数据清洗、处理及分析技术提取数据中的有用信息，预测电力市场和电力资源的未来趋势，向资源特性与调节能力模块提供数据，用于支持资源特性与调节能力模块中模型参数的设定、更新，向市场响应与出清模块提供实时电力市场和预测数据，用于调整电力市场出清政策，资源特性与调节能力模块记录和更新每种电力资源的技术参数，分析每种电力资源的调节范围和速度，评估其在不同市场情况下的性能，资源聚合与分配模块根据电力资源的地理位置、连接容量和调节特性，将电力资源分区分层进行聚合，根据电力市场需求和价格信号动态调整电力资源分配，优化电力资源的空间和功能配置，最大化资源利用效率，市场响应与出清模块综合考虑电力需求、供应能力和碳排放成本，进行电力市场的出清，根据实时市场信息和预测数据调整出清策略，优化电力供需平衡，集成控制中心实时监控系统状态和电力资源分配效果，确保系统运行在最优状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于多元信息融合的资源分层分区聚合系统，其特征在于，在资源特性与调节能力模块中，资源特性与调节能力模型用于描述和分析电力系统中单个资源及资源组的实时调节能力变化的动态行为，利用响应时间常数、调节能力增量量化电力资源在外部控制信号或内部状态变化下的调节行为，为电力系统的调度和管理提供分析数据，资源特性与调节能力模型的公式为：
3.根据权利要求2所述的一种基于多元信息融合的资源分层分区聚合系统，其特征在于，在资源聚合与分配模块中，通过电力资源融合与分配模型，基于初始电力分布和基础电力资源调节能力，对每个时间步，考虑电力资源调节输入和市场...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨正，朱长荣，张晓毅，王翟子帅，田志强，于浩，张凯，
申请(专利权)人：国网冀北综合能源服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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