一种并网控制器智能平滑方法与流程

本发明涉及控制器平滑，特别是一种并网控制器智能平滑方法。

背景技术：

1、随着可再生能源的广泛应用，电网的稳定运行面临着前所未有的挑战，并网控制器作为连接可再生能源与传统电网的关键技术，其性能直接影响到整个电力系统的安全与效率，在传统电力系统中，电网的调控通常依赖于中央控制系统对大型发电机的调节来实现，这种方法在处理分布式发电和可再生能源的高波动性和不确定性时效率不高，智能并网控制器技术的发展，尤其是采用实时数据采集和高级数据分析技术，为电网的平滑运行提供了新的解决方案，这包括通过高速光电传感器和电流传感器实时监测电网的各个节点，以及使用先进的同步技术网络时间协议ntp保证数据的时序一致性。

2、尽管现有的智能平滑方法已经取得了一定的进展，但依然存在一些明显的不足，现有技术中的数据采集和处理往往不能实时进行，这限制了控制策略的反应速度和准确性，现有的预测模型和控制算法常常缺乏足够的适应性和灵活性，难以有效应对快速变化的电网条件和复杂的电力需求。

技术实现思路

1、鉴于上述现有的并网控制器智能平滑方法中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于现有技术中的数据采集和处理往往不能实时进行，这限制了控制策略的反应速度和准确性，现有的预测模型和控制算法常常缺乏足够的适应性和灵活性，难以有效应对快速变化的电网条件和复杂的电力需求。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种并网控制器智能平滑方法，其包括，实时采集电网数据，对采集的数据进行清洗与提取特征；构建预测模型，基于实时电网数据预测未来电网状态，基于预测结果使用控制模型mpc制定平滑策略，执行控制器平滑操作，并实时监测调整后的电网数据进行评估；将所有数据进行记录存储。

4、作为本发明所述并网控制器智能平滑方法的一种优选方案，其中：所述实时采集电网数据指在电网变电站出入口、负载连接点和可再生能源接入点安装光电传感器和电流传感器实时采集电网电流、电压、频率以及温度数据；

5、使用网络时间协议ntp进行电网数据的时间同步。

6、作为本发明所述并网控制器智能平滑方法的一种优选方案，其中：所述对采集的数据进行清洗与提取特征指对缺失的数据点使用相邻点的平均值进行填充；

7、使用基于标准差的方法识别异常值，若数据点超出平均值的三倍标准差，则认为是异常值，并将其删除；

8、使用小波变换对收集的数据进行分析；

9、将小波变换分析的结果中提取特征；

10、将提取的特征转换为特征向量。

11、所述构建预测模型，基于实时电网数据预测未来电网状态指使用卷积神经网络cnn构建电网状态预测模型，包括输入层、卷积层、池化层、全连接层、输出层；

12、对特征向量v进行归一化处理转换为特征图fin，并将卷积神经网络cnn输入的格式设定为特征图fin形式；

13、将特征图fin输入到电网状态预测模型中；

14、使用卷积层提取特征向量数据中的局部特征；

15、池化层采用最大池化操作减小特征维度；

16、将池化层的输出通过全连接层进行分类；

17、全连接层通过输出层输出预测结果y得到预测电网未来状态；

18、使用历史电网数据训练模型，采用交叉验证方法优化模型参数得到预测模型。

19、所述基于预测结果使用控制模型mpc制定平滑策略指根据预测结果y提供np个时间同步的电网状态预测，包括时间k的电网状态yk；

20、将电网状态yk输入控制模型mpc得到输出；

21、定义控制输入uk和控制约束，约束范围为[-50,50]mw，设定控制目标yref,f；

22、使用mpc优化控制动作；

23、定义控制输入序列，通过迭代更新控制输入uk，在每一步中利用求解器根据优化模型计算误差最小化的控制输入，继续迭代直到达到预设的收敛条件，最终迭代结束后，得到最优控制输入uk，并转换为实际的并网控制器操作指令构建控制平滑策略。

24、所述执行控制器平滑操作指将控制策略通过集成自动化系统scada系统将控制指令发送到相应的执行设备；

25、在各控制节点进行控制数据的时间同步实施具体的控制器平滑操作命令。

26、所述实时监测调整后的电网数据进行评估指从scada系统和传感器重新收集实时数据；

27、使用同步技术将收集的数据时间同步，并对收集实时数据进行预处理；

28、通过收集的实时数据，统计分析和电网状态预测模型，评估电网的实际运行状态；

29、根据性能评估的结果，使用数据分析工具分析控制策略中的偏差，调整控制模型的参数，修改权重因子λ。

30、作为本发明所述并网控制器智能平滑方法的一种优选方案，其中：所述将所有数据进行记录存储指将传感器设备数据、预处理数据、特征向量、预测模型输出、控制决策和操作数据、系统性能评估数据、通信与指令数据以及调整系数和参数进行记录，并使用分布式数据库系统apache cassandra进行存储。

31、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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述并网控制器智能平滑方法的步骤。

32、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述并网控制器智能平滑方法的步骤。

33、本发明有益效果为：本发明通过实时采集电网数据，构建预测模型预测未来电网状态，使用控制模型mpc制定控制策略，能够提前应对电网中可能发生的各种情况，实现更高效和可靠的电网运行管理，优化的控制策略不仅减少能源浪费，还提高电网对可再生能源的适应能力和整体环境的可持续性。

技术特征：

1.一种并网控制器智能平滑方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的并网控制器智能平滑方法，其特征在于：所述实时采集电网数据指在电网变电站出入口、负载连接点和可再生能源接入点安装光电传感器和电流传感器实时采集电网电流、电压、频率以及温度数据；

3.如权利要求2所述的并网控制器智能平滑方法，其特征在于：所述对采集的数据进行清洗与提取特征指对缺失的数据点使用相邻点的平均值进行填充；

4.如权利要求3所述的并网控制器智能平滑方法，其特征在于：所述构建预测模型，基于实时电网数据预测未来电网状态指使用卷积神经网络cnn构建电网状态预测模型，包括输入层、卷积层、池化层、全连接层、输出层；

5.如权利要求4所述的并网控制器智能平滑方法，其特征在于：所述基于预测结果使用控制模型mpc制定平滑策略指根据预测结果y提供np个时间同步的电网状态预测，包括时间k的电网状态yk；

6.如权利要求5所述的并网控制器智能平滑方法，其特征在于：所述执行控制器平滑操作指将控制策略通过集成自动化系统scada系统将控制指令发送到相应的执行设备；

7.如权利要求6所述的并网控制器智能平滑方法，其特征在于：所述实时监测调整后的电网数据进行评估指从scada系统和传感器重新收集实时数据；

8.如权利要求7所述的并网控制器智能平滑方法，其特征在于：所述将所有数据进行记录存储指将传感器设备数据、预处理数据、特征向量、预测模型输出、控制决策和操作数据、系统性能评估数据、通信与指令数据以及调整系数和参数进行记录，并使用分布式数据库系统apache cassandra进行存储。

9.一种计算机设备，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权利要求1至8中任一项所述的并网控制器智能平滑方法的步骤。

10.一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权利要求1至8中任一项所述的并网控制器智能平滑方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种并网控制器智能平滑方法，涉及控制器平滑技术领域，包括实时采集电网数据，对采集的数据进行清洗与提取特征；构建预测模型，基于实时电网数据预测未来电网状态，基于预测结果使用控制模型MPC制定平滑策略，执行控制器平滑操作，并实时监测调整后的电网数据进行评估；将所有数据进行记录存储。本发明通过实时采集电网数据，构建预测模型预测未来电网状态，并使用控制模型MPC制定控制策略，能够提前应对电网中可能发生的各种情况，实现更高效和可靠的电网运行管理，优化的控制策略不仅减少能源浪费，还提高电网对可再生能源的适应能力和整体环境的可持续性。

技术研发人员：刘玮,吴庆祥,丹增敦钥,刘庭江,吴宝泉,李宏
受保护的技术使用者：国网青海省电力公司黄化供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/17