配电网电热负荷能量迁移需求指数预测方法及装置与流程

本发明属于配电网优化调度，特别是涉及到一种配电网电热负荷能量迁移需求指数预测方法。

背景技术：

1、目前大量的新能源接入配电网，在解决了可再生能源消纳问题的同时，也带来了许多负面影响，例如，过多的可再生能源接入配电网可能会导致电压波动和供需不平衡，这将对配电网的安全运行产生不利影响，特别是在负荷较低的情况下，还会有弃风弃光现象的发生。另一方面，在目前社会的高速发展下，电力用户的需求一直处于上升状态，配电网中的调控措施难以维持源荷平衡。由此主动配电网技术得到发展，主动配电网技术通过在储能系统、分布式能源及负荷三者间的协同互动，对负荷特性优化的同时也使得分布式发电带来的波动性问题得到了改善，有效降低了分布式电源接入配电网所带来的负面影响。但由于分布式电源和负荷的不确定性，电能转换成热能有时延，热负荷可能无法快速实时供应。为了协调配网区域的热能供需矛盾，需要对区域内的热负荷进行时间上的迁移，通过电制热及储热装置，将供热时段进行迁移，实现热负荷的转移。然而，目前对于区域内供热用户的需求变化还没有较为成熟的预测方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种配电网电热负荷能量迁移需求指数预测方法及装置，通过电热负荷能量迁移需求指数的预测值，根据预测值的大小，判断此时刻是否有能量迁移需求，并采取不同的措施，能够促进调节热能的供需矛盾。

2、配电网电热负荷能量迁移需求指数预测方法，包括以下步骤，

3、步骤一、根据配电网实际运行数据，建立配电网电热负荷能量迁移需求指数的时间序列模型；

4、步骤二、采用归一化模型对n个时刻测量的配电网电负荷功率、配电网热负荷功率、配电网总发电功率、供热机组供热功率以及配电网储热装置总放热功率进行数据归一化处理；

5、步骤三、计算未来下一时刻tn+1配电网电负荷功率、配电网热负荷功率、配电网总发电功率、供热机组供热功率、配电网储热装置总放热功率归一化值的预测值；

6、步骤四、根据所述步骤三获得的预测值，建立未来下一时刻tn+1配电网电热负荷能量迁移需求指数的预测值模型；

7、通过模型计算获得下一时刻配电网电热负荷能量迁移需求指数的预测值。

8、所述步骤二归一化模型为：

9、

10、式中，为第ti时刻配电网电负荷功率测量值的归一化值，pl,min为在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网电负荷功率测量值的最小值，pl,max在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网电负荷功率测量值的最大值；为第ti时刻配电网热负荷功率测量值的归一化值，ql,min在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网热负荷功率测量值的最小值，ql,max在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网热负荷功率测量值的最大值；为第ti时刻配电网总发电功率的归一化值，pg,min在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网总发电功率测量值的最小值，pg,max在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网总发电功率测量值的最大值；为第ti时刻供热机组供热功率的归一化值，qg,min在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中供热机组供热功率测量值的最小值，qg,max在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中供热机组供热功率测量值的最大值。为第ti时刻配电网储热装置总放热功率的归一化值，qc,max为在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网储热装置总放热功率测量值的最大值，qc,min为在这n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,...,tn中配电网储热装置总放热功率测量值的最小值。

11、所述步骤三归一化值的预测值的计算公式为：

12、

13、式中，为配电网未来下一时刻tn+1的电负荷功率归一化值的预测值，为配电网未来下一时刻tn+1的热负荷功率归一化值的预测值，为配电网未来下一时刻tn+1的总发电功率归一化值的预测值，为未来下一时刻tn+1的供热机组供热功率归一化值的预测值，为配电网未来下一时刻tn+1的储热装置总放热功率归一化值的预测值。

14、所述步骤四获得的配电网电热负荷能量迁移需求指数预测值大于0.596，证明下一时刻电网中的电热负荷能量迁移需求较大，增加配电网内的电制热功率并提升储热系统荷能状态；

15、配电网电热负荷能量迁移需求指数预测值小于0.596，减小电制热功率并降低储热系统荷能状态。

16、所述步骤一时间序列模型为：

17、

18、式中，n为自然数，i∈{1,2,…,n}，t1,t2,t3,...,ti,...,tn为n个固定时间间隔的时刻，表示ti时刻测量得到的配电网电负荷功率，表示在ti时刻测量得到的配电网热负荷功率，表示在ti时刻测量得到的配电网总光伏出力，表示在ti时刻配电网总风电出力，表示在ti时刻配电网中总储能出力，pl,max表示在t1,t2,t3,...,ti,...,tn这n个固定时间间隔的时刻配电网电负荷功率最大值，ql,max表示在t1,t2,t3,...,ti,...,tn这n个固定时间间隔的时刻配电网热负荷功率最大值，表示在ti时刻测量得到的配电网总负荷功率，wall为配电网供电电源总装机容量。

19、所述步骤四未来下一时刻tn+1配电网电热负荷能量迁移需求指数的预测值模型为：

20、

21、式中，为配电网未来下一时刻tn+1的电负荷功率归一化值的预测值，为配电网未来下一时刻tn+1的热负荷功率归一化值的预测值，为配电网未来下一时刻tn+1的总发电功率归一化值的预测值，为未来下一时刻tn+1的供热机组供热功率归一化值的预测值，为配电网未来下一时刻tn+1的储热装置总放热功率归一化值的预测值。

22、配电网电热负荷能量迁移需求指数预测预测装置，包括建模单元，用于建立配电网电热负荷能量迁移需求指数的时间序列模型；

23、模型训练单元，用于数据归一化处理及归一化数据值的预测；

24、预测单元，用于配电网电热负荷能量迁移需求指数值的预测。

25、所述模型训练单元包括数据归一化模块，用于配电网电负荷功率、配电网热负荷功率、配电网总发电功率、供热机组供热功率以及配电网储热装置总放热功率进行数据归一化处理；

26、归一化值预测值获得模块，用于计算未来下一时刻tn+1配电网电负荷功率、配电网热负荷功率、配电网总发电功率、供热机组供热功率、配电网储热装置总放热功率归一化值的预测值。

27、通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明为配电网优化调度提供了一种配电网电热负荷能量迁移需求指数预测方法。对配电网电负荷功率、配电网热负荷功率、配电网总发电功率、供热机组供热功率、配电网储热装置总放热功率进行测量，并对数据归一化处理。计算出下一时刻的配电网电负荷功率、配电网热负荷功率、配电网总发电功率、供热机组供热功率、配电网储热装置总放热功率的预测值，并根据以上预测值计算配电网电热负荷能量迁移需求指数预测值，可根据预测值的大小，采取不同的措施，能够促进调节热能的供需矛盾。