源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法及系统与流程

本发明涉及电力系统调度，尤其涉及源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法及系统。

背景技术：

1、源网荷储一体化协同控制平台技术架构是指一个集成了源、网、荷、储四类资源协同控制的平台。它的目标是通过协同控制这些设备，实现电力系统的稳定运行和优化调度。需要结合智能感知、大数据分析、人工智能、控制算法和安全可靠性技术，实现对电力系统和荷电设备的协同控制和优化调度。这可以提高电力系统的运行效率和可靠性，促进可再生能源的大规模应用。

2、通过分析源网荷储系统的管理需求，建立源网荷储协调发展模型和生产模拟模型，并设计新型管理机制，量化测算系统的灵活性资源构成和发展趋势，能够有效地提高系统的运行效率和可靠性。安徽电网对源网荷储综合资源管理平台进行了测试，该平台是一种用于管理源网荷储系统的软件工具，能够对电力系统的资源进行综合管理和优化调度。江苏电力交易中心提出了源网荷储互动交易，通过互动交易实现电力系统的平衡和优化，对江苏电网的运行状况和外来电消纳能力进行规划，为未来电力系统的发展提供指导和决策支持。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法及系统，能够解决传统方法高成本、复杂性、难兼容和安全风险大的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法，包括：

4、构建整体技术架构平台并划分为不同层级，设计并构建图计算平台作为底层支撑平台，平台分为运行环境层、数据库层、数据层、计算层、业务层、转发层和应用层接入层；其中，运行环境层包括centos7、java、kbs；数据库包括图数据库、关系数据库、时序数据库、文件系统；数据层包括，资产组织模型、母线开关模型、节点支路模型；计算层包括，图计算、内存计算、并行计算；业务层包括，监测分析类应用、调度控制类应用、在线评估类应用、模型管理类应用、时序数据管理、数据解析与导入、日志管理、数据归档；转发层包括，代理转发、静态资源分发、日志处理；应用层接入层包括html5、数据接入及对外服务接口；构建图计算平台的技术架构；构建源网荷储协同调控应用的技术架构，开发层级功能模块，使用springboot、kafka和kafka steam流实现多任务之间的并发执行和工作调度。

5、作为本发明所述的源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的一种优选方案，其中：所述构建整体技术架构平台是对图计算平台的应用扩展；平台分为运行环境层、数据库层、数据层、计算层、业务层、转发层和应用层；其中，数据库层、数据层和计算层由图计算平台提供支持和功能集成；业务层、转发层和应用层是根据源网荷储协同调控应用开发需求所开发的专用平台功能。

6、作为本发明所述的源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的一种优选方案，其中：所述图计算平台包括，系统底层、运行环境、数据库与计算引擎层、图算法开发环境、接口服务层、可视化层以及与外部系统的数据接入sdk和后台运维管理；

7、所述系统底层提供硬件部署环境基础，支持云环境部署或本地私有化部署方式，支持多操作系统和计算环境的集群部署；

8、所述运行环境基于自主可控的图数据库基础运行环境，支持物理服务器或虚拟机环境，由图数据库引擎自主调度工作负载，自动进行系统资源监视和负载均衡，具体交互过程如下：

9、通过物理服务器或虚拟机连接图数据库基础运行环境，向图数据库引擎发送请求，请求包括数据查询、数据插入、数据更新操作；图数据库引擎接收到请求后，自主调度工作负载，根据系统资源情况和负载均衡策略，决定将请求分配给相应节点进行处理；节点接收到请求后，开始执行相应的操作，当需要访问数据时，会根据数据的存储位置进行访问，并进行本地存储或者分布式存储；执行完成，节点将结果返回给图数据库引擎；最后，图数据库引擎将结果返回给系统；

10、在交互过程中，图数据库引擎会自动进行系统资源监视，监控节点的负载情况、存储空间的使用情况，根据需要进行负载均衡，同时，图数据库引擎处理节点故障、网络故障。

11、作为本发明所述的源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的一种优选方案，其中：所述数据库用于存储和管理数据，包括图数据库、关系数据库、时序数据库、文件系统；多种数据库融合，能够实现同时对不同的数据进行存储和访问，以下是对图数据库、关系数据库、时序数据库和文件系统的进一步描述：

12、图数据库用于存储和处理图结构数据，其核心是构建以节点和边为主体、包括各类属性的图结构模型；使用图数据库表示和查询电力系统的网络连接关系；在电力系统网架中，节点表示电力系统中的设备或时间，边表示设备之间的连接关系或设备时序关系；

13、关系数据库使用表格结构来存储数据，并通过定义表之间的关系来组织数据，在该系统中，关系数据库用于存储和管理发电机的性能和调节参数信息，创建一个发电机表格，其中每一行代表一个发电机，每一列代表不同的属性，包括功率、电压，通过关系数据库的查询语言，检索和分析数据；

14、时序数据库用于存储和处理时间序列数据，包括历史负荷数据、实时负荷数据、负荷预测和新能源预测数据，时序数据库提供了高效的存储和查询机制；

15、文件系统用于存储和管理文件的数据库类型，将非结构化数据按照文件的形式进行存储，包括文档、图片、日志文件。

16、作为本发明所述的源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的一种优选方案，其中：所述数据层包括资产组织模型、母线开关模型、节点支路模型；

17、资产组织模型；用于存储和管理系统中的各种资产信息，包括电力设备、线路、变压器，资产信息通常存储在关系数据库中，资产组织模型的主要功能是对系统中的各种资产进行分类、组织和管理；

18、母线开关模型和节点支路模型是两个重要模型；母线开关模型用于控制和管理系统中的母线开关设备，其主要功能是对母线开关设备进行建模和模拟；节点支路模型用于描述系统中的节点和支路之间的关系，其主要功能是对节点和支路进行建模和描述。

19、作为本发明所述的源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的一种优选方案，其中：所述计算层包括图计算、内存计算、并行计算；其中，图计算又包括图计算函数、元计算函数、节点并行、分层并行；图计算以图模型为基础进行计算，通过图计算函数、元计算函数、节点并行和分层并行方法对图进行计算和处理，有效地处理复杂的计算任务，提高计算效率和性能；

20、图计算函数对节点进行计算，并根据节点之间的关系进行数据传递和处理；元计算函数通过对图结构进行操作和变换，修改图的结构和属性，改变计算过程和结果，优化计算过程；

21、节点并行将图中的节点分配给不同的计算单元进行并行计算，其能够根据节点之间的依赖关系进行调度和执行；

22、在分层并行中，图被划分为多个层次，每个层次包含一组节点，根据节点之间的依赖关系，将计算任务分配给不同的计算单元进行并行计算。

23、作为本发明所述的源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的一种优选方案，其中：所述构建图计算平台的技术架构包括，设计系统底层，包括运行环境和数据库与计算引擎层；设计图算法开发环境，用于开发图计算平台的算法；设计接口服务层，用于与外部系统进行数据交互；设计可视化层，用于展示图计算平台的计算结果；设计数据接入sdk和后台运维管理，用于与外部系统的数据接入和平台的运维管理。

24、本发明的另外一个目的是提供源网荷储一体化协同控制平台技术架构系统，其能通过实现源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法，解决现有技术中不同供应商的设备和系统存在兼容性问题，导致的集成和协同控制过程中出现困难的问题。

25、作为本发明所述的源网荷储一体化协同控制平台技术架构系统的一种优选方案，其中：所述系统包括，指令采集单元，用于采集系统发出的指令；系统逻辑单元，用于搭载系统标定规则和系统控制逻辑；数据处理单元，用于对指令中或系统程序中的数据进行处理；数据存储单元，用于对采集、计算以及驱动阶段的指令及操作进行存储；数据主控台，对于程序控制的全过程进行跟踪处理。

26、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的步骤。

27、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现源网荷储一体化协同控制平台技术架构优化方法的步骤。

28、本发明的有益效果：本发明方法与现有技术相比具有集成度高、数据智能化、响应速度快、系统可靠性高的优势。源网荷储一体化协同控制平台将电力源网、储能系统和负荷管理系统进行集成，实现了多个系统之间的协同控制和优化调度。相比于传统的分散式控制系统，该平台具有更高的集成度和整体性，能够更好地实现能源的高效利用和协同运行。该平台利用大数据分析和人工智能算法，对电力源、网、荷、储四个系统进行实时监测和预测，能够更准确地预测电力需求和供应情况，从而实现更精细化的能源调度和管理。相比于传统的手动调度和经验判断，该平台具有更高的智能化水平和决策能力。源网荷储一体化协同控制平台采用实时监测和响应的方式，能够快速调整运行状态，以适应电力供需的变化。相比于传统的静态调度方式，该平台具有更快的响应速度和灵活性，能够更好地应对电力系统的不确定性和变化性。该平台通过多节点冗余和自动故障切换等技术手段，提高了系统的可靠性和稳定性。相比于传统的单一控制节点和手动干预，该平台具有更高的系统可用性和鲁棒性，能够更好地应对各种故障和异常情况。