基于能源互联的配网调度管理方法与流程

1.本发明涉及基于能源互联的配网调度管理方法。


背景技术：

2.目前，电力行业的发展存在两种模式的转变：一是由集中发电向集中和分布发电相结合；二是由供方主导向供方和用户共同参与相结合，由于电能具有实时平衡特性，即供应侧和需求侧应实时平衡，而大规模的新能源和分布式电源并网会影响电网的潮流、电压、系统稳定和电能质量，因此，随着电网动态特性复杂程度不断增加，对配网调控可靠性要求越来越高，相比主网网架结构，配电网发展滞后相对薄弱，现有调控管理模式的状态感知和风险评估难以满足需求，存在问题有：数据难以互联贯通、信息难以全景检测、配网难以协同管控、运维效率低。


技术实现要素：

3.本发明所要达到的目的就是提供基于能源互联的配网调度管理方法，能实现台区至线路至变电站的点-线-面多层级自平衡，有效提升配电网弹性能力和稳定运行能力。
4.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：基于能源互联的配网调度管理方法，适用于能源调度平台，所述能源调度平台包括融合终端和调度主站，所述融合终端包括空间数据库引擎和关系数据库管理系统，所述融合终端和调度主站相连，包括以下步骤：
5.s1：获取环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据，并通过空间数据库引擎将环境数据、储能设备状态数据和实时数据汇聚在关系数据库管理系统内；
6.s2：融合终端对s1获取的储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据进行分析，并评估发电设备的出力预测和用电设备的运行状态；
7.s3：将s2评估的发电设备的出力预测和s1获取的环境数据作为训练样本，构建基于随机森林算法的短时光伏出力预测模型，完成光伏预测数据的挖掘；
8.s4：根据s3挖掘的光伏预测数据，结合用户负荷监测值，以台区为基础单元，制定储能充放电策略，当负荷变化达到储能设定阈值时，则自动切换充放电模式，当台区内无法实现自平衡时，则以上一级线路乃至变电站为单元进行区域多台储能设备的集群调控；
9.s5：将s4制定的储能充放电策略传输至调度主站。
10.优选的，s1步骤中的环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据通过采集装置获取，所述采集装置包括用于采集用电设备运行状态的实时数据的第一采集组件，用于采集环境数据的第一传感器组，用于采集储能设备状态数据的第二传感器组，以及用于接收环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据的网关，所述第一采集组件、第一传感器组和第二传感器组均与网关相连，网关与融合终端相连。
11.优选的，所述第一采集组件包括电压互感器、电流互感器和频率监测仪，所述第一
传感器组包括温度传感器、湿度传感器和日照强度传感器，所述第二传感器组包括氢气传感器和一氧化碳传感器。
12.优选的，所述网关通过4g网络或/和5g网络与融合终端相连。
13.优选的，s2步骤中的发电设备的出力预测通过随机森林算法进行评估，用电设备的运行状态通过误差反向传播人工神经网络和主成分分析方法进行评估。
14.优选的，所述融合终端和调度主站之间设有网络安全接入区。
15.优选的，所述网络安全接入区包括依次相连的纵向加密装置、前置网关机、正向隔离装置和边界网关机，所述纵向加密装置与调度主站相连，所述边界网关机与融合终端相连。
16.优选的，所述边界网关机通过disa规约或iec101规约来读取融合终端内的数据，边界网关机读取后的数据通过e文本格式数据传输至调度主站。
17.综上所述，本发明的优点：通过s1实时数据的获取、s2实时数据的分析、s3光伏预测数据的挖掘、s4制定储能充放电策略和s5储能充放电策略上传的配网调度管理方法，由于s1步骤将环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据通过空间数据库引擎汇聚在关系数据库管理系统内，空间数据库引擎能将实时数据汇聚在关系数据库管理系统内，通过关系数据库管理系统向调度主站发送，实现了多元化数据的采集和存储，能实现数据的统一管理及数据安全校验，从而确保数据的安全传输，收集统计数据、气象数据、节能减排数据、设备通讯状态和站点运行状态，绘制功率实时趋势图，从而分析设备运行参数，绘制日负荷曲线并检测设备运行健康状态，然后通过基于随机森林算法的短时光伏出力预测模型，完成光伏预测数据的挖掘，有效提高辖区内的发电计划和电气设备检修的合理性，从而使其能查询多时空、多地域的光伏功率数据，作为能源聚合调控的有力基础支撑，对现场储能设备的调控管理，本平台具有高效、安全、稳定等优点，实现对现场设备可观、可测、可控的功能，s4步骤中通过结合光伏预测数据与用户负荷数据，自动制定储能充放电策略，当负荷变化达到储能设定阈值时，则自动切换充放电模式，当台区内无法实现自平衡时，则以上一级线路乃至变电站为单元进行区域多台储能设备的集群调控，从而合理安排设备低谷时充电时间和高峰放电时间，可将变压器负荷峰谷差降低35％、提升电能质量，多台储能联合调控时，可将10kv线路峰谷差率减少30％，同时降低线路10％的负载率，解除线路红色预警，也能将区域内110kv变电站的容载比由1.21提升至1.37，解除变电站红色预警状态，从而达到从台区至线路至变电站的点-线-面多层级自平衡，有效提升配电网弹性能力和稳定运行能力，有效的研判了有源设备运行工况，最终由调控主站制定源端运行方式及策略，提升可再生能源利用率，最后，调度主站能实现储能设备的多元数据，可查看每个储能设备的历史充放电数据和削峰填谷电量。
附图说明
18.下面结合附图对本发明作进一步说明：
19.图1为本发明中调度平台的结构框图。
具体实施方式
20.基于能源互联的配网调度管理方法，适用于能源调度平台，如图1所示，所述能源
调度平台包括融合终端1和调度主站2，所述融合终端包括空间数据库引擎和关系数据库管理系统，所述融合终端和调度主站相连，包括以下步骤：
21.s1：获取环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据，并通过空间数据库引擎将环境数据、储能设备状态数据和实时数据汇聚在关系数据库管理系统内；
22.s2：融合终端对s1获取的储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据进行分析，并评估发电设备的出力预测和用电设备的运行状态；
23.s3：将s2评估的发电设备的出力预测和s1获取的环境数据作为训练样本，构建基于随机森林算法的短时光伏出力预测模型，完成光伏预测数据的挖掘；
24.s4：根据s3挖掘的光伏预测数据，结合用户负荷监测值，以台区为基础单元，制定储能充放电策略，当负荷变化达到储能设定阈值时，则自动切换充放电模式，当台区内无法实现自平衡时，则以上一级线路乃至变电站为单元进行区域多台储能设备的集群调控；
25.s5：将s4制定的储能充放电策略传输至调度主站。
26.通过s1实时数据的获取、s2实时数据的分析、s3光伏预测数据的挖掘、s4制定储能充放电策略和s5储能充放电策略上传的配网调度管理方法，由于s1步骤将环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据通过空间数据库引擎汇聚在关系数据库管理系统内，空间数据库引擎能将实时数据汇聚在关系数据库管理系统内，通过关系数据库管理系统向调度主站发送，实现了多元化数据的采集和存储，能实现数据的统一管理及数据安全校验，从而确保数据的安全传输，收集统计数据、气象数据、节能减排数据、设备通讯状态和站点运行状态，绘制功率实时趋势图，从而分析设备运行参数，绘制日负荷曲线并检测设备运行健康状态，然后通过基于随机森林算法的短时光伏出力预测模型，完成光伏预测数据的挖掘，有效提高辖区内的发电计划和电气设备检修的合理性，从而使其能查询多时空、多地域的光伏功率数据，作为能源聚合调控的有力基础支撑，对现场储能设备的调控管理，本平台具有高效、安全、稳定等优点，实现对现场设备可观、可测、可控的功能，s4步骤中通过结合光伏预测数据与用户负荷数据，自动制定储能充放电策略，当负荷变化达到储能设定阈值时，则自动切换充放电模式，当台区内无法实现自平衡时，则以上一级线路乃至变电站为单元进行区域多台储能设备的集群调控，从而合理安排设备低谷时充电时间和高峰放电时间，可将变压器负荷峰谷差降低35％、提升电能质量，多台储能联合调控时，可将10kv线路峰谷差率减少30％，同时降低线路10％的负载率，解除线路红色预警，也能将区域内110kv变电站的容载比由1.21提升至1.37，解除变电站红色预警状态，从而达到从台区至线路至变电站的点-线-面多层级自平衡，有效提升配电网弹性能力和稳定运行能力，有效的研判了有源设备运行工况，最终由调控主站制定源端运行方式及策略，提升可再生能源利用率，最后，调度主站能实现储能设备的多元数据，可查看每个储能设备的历史充放电数据和削峰填谷电量。
27.s1步骤中的环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据通过采集装置3获取，所述采集装置3包括用于采集用电设备运行状态的实时数据的第一采集组件31，用于采集环境数据的第一传感器组32，用于采集储能设备状态数据的第二传感器组33，以及用于接收环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据的网关34，所述第一采集组件31、第一传感器组32和第二传感器组33均与网关34相连，网关34与融
合终端1相连，能实现环境数据、储能设备状态数据以及用电设备运行状态的实时数据相互独立的采集，三组数据互不干涉，提高了数据的采集质量，其次，网关能对采集的数据进行接收，保证数据能安全的传输至融合终端内，所述第一采集组件包括电压互感器、电流互感器和频率监测仪，所述第一传感器组包括温度传感器、湿度传感器和日照强度传感器，所述第二传感器组包括氢气传感器和一氧化碳传感器，能有效的采集用电设备的电压、电流和频率，通过温度传感器、湿度传感器和日照强度传感器实时的采集温度、湿度和日照强度，能准确的获取环境数据，氢气传感器和一氧化碳传感器能有效的监测储能设备的可燃气体，从而能准备的监测储能设备的状态，所述网关通过4g网络或/和5g网络与融合终端相连，能确保网关内的数据准确的传输至融合终端内，满足不同的应用场合。
28.s2步骤中的发电设备的出力预测通过随机森林算法进行评估，用电设备的运行状态通过误差反向传播人工神经网络和主成分分析方法进行评估，随机森林算法不需要进行特征提取，具有处理样本缺失问题能力，模型训练速度快；人工神经网络通过将样本映射到高维空间，通过误差反向传播算法修正模型权值阈值，对样本进行模式分类，准确率高，模型泛化能力强；主成分分析在最大程度保留样本特征，消除相关性(剔除冗余信息)保留主要成分，有效减少模型训练时间。
29.所述融合终端和调度主站之间设有网络安全接入区4，实现了数据的安全传输，所述网络安全接入区4包括依次相连的纵向加密装置、前置网关机、正向隔离装置和边界网关机，所述纵向加密装置与调度主站相连，所述边界网关机与融合终端相连，能将融合终端内的数据先传输至边界网关机，然后在通过边界网关机将读取后的数据上传至调度主站，能实现数据的统一管理及数据安全校验，从而确保数据的安全传输，所述边界网关机通过disa规约或iec101规约来读取融合终端内的数据，边界网关机读取后的数据通过e文本格式数据传输至调度主站，能实现数据的统一管理及数据安全校验，从而确保数据的安全传输。
30.以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。