专利名称：基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法
技术领域：
本发明属于海洋能发电领域，具体涉及一种基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法。
背景技术：
随着人类社会的发展，人口不断增加，土地和能源变得紧缺，越来越多的国家把目光投向了对海岛的开发。我国岛屿众多，国家对海岛的开发力度也在加大，为解决岛屿上的电力供应问题，很多岛屿上都建起了海洋能发电设施，这些发电设施主要是依靠波浪能和潮流能来发电，然而波浪能和潮流能受气候因素的影响很大，具有较大的不稳定性，某些时刻发电量不足，某些时刻发电量过剩，而现有技术在应对这个问题时很是被动，只能在发电不足时少用电，发电过剩时多余的电能被白白浪费，所以现在急需一种行之有效的针对海洋能发电系统的负载优化调度方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种行之有效的基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，它由以下步骤实现
(1)建立中长期海洋来能预测的数学模型，根据模型预测当前的海洋来能值；
(2)建立前一天的海洋来能预测的数学模型，根据模型预测当前的海洋来能值；
(3)采集当前时刻的影响海洋来能大小的气象要素；
(4)建立基于气象要素的当前时刻的海洋来能值；
(5)综合步骤(1) (4)的值，分析整理成有效的多维海洋来能随机序列；
(6)将步骤(5)中得到的有效的多维海洋来能随机序列换算为转化成电能后的理论预测值；
(7)将步骤(6)中得到的预测值与海洋能转换成电能的历史数据进行平均运算后得到修正的预测结果；
(8)将步骤(7)中得到的结果经过人工神经网络计算单元再次进行误差修正，得出最终的海洋能发电功率预测结果；
(9)建立负载功耗历史信息数据库，从中查询出去年同时期的负载需求值和前一天同时期的负载需求值并进行平均运算得出历史同期负载需求平均值；
(10)建立储能单元查询模块，查询出当前的储能值；
(11)将步骤(8) (10)得出的值按多目标优化原则进行综合协调，最后得出输送给储能单元的能量值和输送给用户的能量值。所述步骤(7)中的平均是指加权平均，海洋能转换成电能的历史数据所占的权重为 80%ο
所述步骤(11)中的多目标优化原则是指经济最优原则、供电最优原则和储能最优原则。所述步骤(11)中的输送给用户的能量值，分为固定负载能量部分和可变负载能量部分；固定负载能量部分优先输送。采用本发明针对基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，具有以下优点
第一，本发明通过本发明通过对海洋能发电能量、储能单元能量、负载消耗功率的综合预测，提前对负载做出优化调度，使得负载功耗和总供电能量保持一个动态平衡，保持整个电网稳定持续的运行。第二，本发明通过对预测结果进行多目标优化处理，实现最优化的负载调度，减少了能量损耗，提高了发电的效率。
附图是本发明基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。如附图所示，一种基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，其特征在于它由以下步骤实现
(1)建立中长期海洋来能预测的数学模型，根据模型预测当前的海洋来能值；
(2)建立前一天的海洋来能预测的数学模型，根据模型预测当前的海洋来能值；
(3)采集当前时刻的影响海洋来能大小的气象要素；
(4)建立基于气象要素的当前时刻的海洋来能值；
(5)综合步骤(1) (4)的值，分析整理成有效的多维海洋来能随机序列；
(6)将步骤(5)中得到的有效的多维海洋来能随机序列换算为转化成电能后的理论预测值；
(7)将步骤(6)中得到的预测值与海洋能转换成电能的历史数据进行平均运算后得到修正的预测结果；
(8)将步骤(7)中得到的结果经过人工神经网络计算单元再次进行误差修正，得出最终的海洋能发电功率预测结果；
(9)建立负载功耗历史信息数据库，从中查询出去年同时期的负载需求值和前一天同时期的负载需求值并进行平均运算得出历史同期负载需求平均值；
(10)建立储能单元查询模块，查询出当前的储能值；
(11)将步骤(8) (10)得出的值按多目标优化原则进行综合协调，最后得出输送给储能单元的能量值和输送给用户的能量值。所述步骤(7)中的平均是指加权平均，海洋能转换成电能的历史数据所占的权重为 80%ο所述步骤(11)中的多目标优化原则是指经济最优原则、供电最优原则和储能最优原则。
所述步骤(11)中的输送给用户的能量值，分为固定负载能量部分和可变负载能量部分；固定负载能量部分优先输送。本发明在具体实施时，预测周期最小为1小时，最大为M小时，用户可以按需求设定。步骤(1)中所述的中长期海洋来能预测的数学模型，可采用可查询的数据库结构，事先将发电海域的历史海洋来能信息输入数据库，然后从中检索出每年与预测时刻同时期的海洋能值并求出这些值的平均数。步骤(2)中所述的前一天的海洋来能预测的数学模型， 即前一天与当前预测时段相同时段内的海洋来能值。步骤(3)和步骤(4)中所述的当前时刻是指开始对下一时段进行预测的起始时刻；步骤(3)中所述气象要素是指浪高、风速、风向、潮流的流速。步骤(5)中的多维海洋来能随机序列包含上述气象要素、当前时刻的海洋来能预测值、中长期海洋来能预测值、前一天海洋来能预测值以及时间维度。步骤(6)中所述的换算是指通过对上述的多维海洋来能随机序列的序结构特征分析，得到序结构的特征向量，并计算出海洋能发电系统的未来功率输出的预测值。步骤(7)中所述的人工神经网络可采用过程神经网络。过程神经元增加了一个对于时间的聚合算子，使网络同时具有时空二维信息处理能力，因为本系统中的输入、输出是依赖于时间变化，所以可以利用过程神经网络来描述海洋能发电预测模型。需要说明的是上述步骤中，如果遇到某步骤需要查询历史数据，但相应历史数据缺失的情况，本发明方法将跳过该步骤，并继续运行接下来的步骤。 在电能调度的步骤上，所述的经济最优原则是指海洋能发电系统的发电容量大于固定负载需求时，将发电量分配给储能系统和可变负载系统，达到能量的最大利用；所述的供电最优原则是指满足可靠性和安全性的供电运行策略；所述储能最优原则是指通过充放电控制回路，使储能装置运行在最佳的条件下。所述的固定负载能量部分是指与军事、医院等重要部门的用电和照明等基础生活用电需求，所述可变负载能量部分是指空调、冰箱等民用电与制淡、制冰等工业用电需求。
权利要求
1.一种基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，其特征在于它由以下步骤实现(1)建立中长期海洋来能预测的数学模型，根据模型预测当前的海洋来能值；(2)建立前一天的海洋来能预测的数学模型，根据模型预测当前的海洋来能值；(3)采集当前时刻的影响海洋来能大小的气象要素；(4)建立基于气象要素的当前时刻的海洋来能值；(5)综合步骤(1) (4)的值，分析整理成有效的多维海洋来能随机序列；(6)将步骤(5)中得到的有效的多维海洋来能随机序列换算为转化成电能后的理论预测值；(7)将步骤(6)中得到的预测值与海洋能转换成电能的历史数据进行平均运算后得到修正的预测结果；(8)将步骤(7)中得到的结果经过人工神经网络计算单元再次进行误差修正，得出最终的海洋能发电功率预测结果；(9)建立负载功耗历史信息数据库，从中查询出去年同时期的负载需求值和前一天同时期的负载需求值并进行平均运算得出历史同期负载需求平均值；(10)建立储能单元查询模块，查询出当前的储能值；(11)将步骤(8) (10)得出的值按多目标优化原则进行综合协调，最后得出输送给储能单元的能量值和输送给用户的能量值。
2.根据权利要求1所述的基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，其特征在于所述步骤(7)中的平均是指加权平均，海洋能转换成电能的历史数据所占的权重为 80%ο
3.根据权利要求1所述的基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，其特征在于所述步骤(11)中的多目标优化原则是指经济最优原则、供电最优原则和储能最优原则。
4.根据权利要求1所述的基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，其特征在于所述步骤(11)中的输送给用户的能量值，分为固定负载能量部分和可变负载能量部分；固定负载能量部分优先输送。
全文摘要
本发明涉及一种基于来能预测的海洋能发电系统的负载优化调度方法，它包括以下步骤建立中长期海洋来能预测的数学模型和前一天的海洋来能预测的数学模型，根据以上模型预测当前的海洋来能值；采集当前时刻的影响海洋来能大小的气象要素；建立基于气象要素的当前时刻的海洋来能值；综合以上步骤的值，整理成有效的多维海洋来能随机序列；然后将序列经过换算和修正得出最终的海洋能预测结果；将最终的海洋能预测结果结合储能单元的能量信息和负载需求值信息，通过多目标优化原则进行调度实现能量的合理分配。采用这种调试方法能够提高海洋能发电系统的能量利用效率。
文档编号G06F19/00GK102289571SQ20111020809
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者张惠娣, 曾成洲, 陈俊华 申请人:浙江大学宁波理工学院