一种基于多类型储能资源时空分布的能源调度方法与流程

本发明涉及能源调度领域，尤其涉及一种基于多类型储能资源时空分布的能源调度方法。

背景技术：

1、双碳目标下大力发展以新能源为主体的新型电力系统已经成为能源系统清洁低碳转型的重要举措。然而，风、光、水等多种类型清洁能源的时空特性、运行特性与调节能力均存在显著差异。

2、从空间角度考虑，例如水电的产生需要依靠特殊的地理环境，存在地域的限制，电力的调度存在一定的电力运输成本。

3、新能源的多时间尺度不确定性为电网运行带来挑战。不同储能类型的储能具有不同的响应特性及容量水平，适用于不同时间尺度的电力系统应用场景。从短时间尺度来看，风光等新能源出力的不确定性以及负荷需求的波动性对电网的调峰调频能力提出了更高的要求；从长时间尺度来看，风、光、水力资源具有季节波动性，能量的跨季平移将成为满足电量长期供需平衡的必要手段。

4、目前存在考虑多时空尺度的综合能源协同运行方案，例如，一种在中国专利文献上公开的“分布式综合能源系统的多时空尺度协同优化运行方法”，其公告号cn113673739a，计及分布式综合能源系统中的能量输入、生产、转换、存储和消费环节，考虑多类异质能流的响应特性差异，建立分布式综合能源系统的多维能量供需平衡模型；基于分布式综合能源系统的多维能量供需平衡模型，根据不同能源设备的响应时间和调控范围，建立分布式综合能源系统的分层协同调控架构；基于分布式综合能源系统的分层协同调控架构，建立分布式综合能源系统的多时空尺度协同优化运行模型，采用混合整数线性规划方法进行求解。但是该方案仅考虑粗放的时空分布特性，计算场景不精确。

技术实现思路

1、本发明主要解决现有技术综合能源调度仅考虑粗放的时空分布特性，计算场景不精确的问题；提供一种基于多类型储能资源时空分布的能源调度方法。

2、本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

3、一种基于多类型储能资源时空分布的能源调度方法，包括以下步骤：

4、s1：统计台区中的能源资源种类，根据电网拓扑划分调度区域；

5、s2：根据调度区域中各能源的历史能源出力，整合各能源资源的时间出力特性，划分调控时间段；

6、s3：获取不同调度区域在各调控时间段内的用电需求，进行区域内能源调度；

7、s4：若区域内能源调度无法满足用电需求，则根据当前调控时间段内各调度区域的能源储能积累进行区域间能源调度；

8、s5：记录存储各能源资源的出力以及能源调度过程。

9、从空间上进行调度区域的划分，从时间上进行调控时间段的划分，结合时空特性，进行场景的细致划分，考虑更加全面。分时间段依次进行区域内调度以及区间调度，调度更加细致。

10、作为优选，根据不同能源资源的电力拓扑耦合位置结合设备地理位置划分调度区域，具体过程为：

11、分别构建以不同能源资源为头部设备的电力拓扑；

12、根据各电力拓扑的耦合位置，判断电力拓扑对应的区域是否整合为第一区域；

13、根据第一区域中各电力设备的地理位置，对于相邻电力设备之间的距离大于距离范围阈值的设备划分为不同区域，细化划分形成调度区域。

14、根据电力拓扑关系结合设备地理位置划分电力调节的地理区域，便于进行电力调度。

15、作为优选，所述电力拓扑的耦合位置包括中部设备耦合尾部设备隔离、尾部设备耦合和拓扑设备断续耦合；

16、当电力拓扑中中部设备耦合尾部设备隔离时，将电力拓扑划分为同一第一区域；

17、当电力拓扑中尾部设备耦合时，将电力拓扑中尾部耦合区域划分为同一第一区域，同一电力拓扑中其他部分的电力设备对应的区域划分为同一第一区域；

18、当电力拓扑中设备断续耦合时，将电力拓扑划分为同一第一区域。

19、作为优选，获取历史能源出力与历史环境数据变化，拟合各环境因素与能源出力的关联系数，关联系数的拟合过程包括：

20、1)定性筛选关联参数：

21、分别以各环境因素为横坐标，以各能源出力为纵坐标，组合构建若干环境-出力关联坐标系；将各能源资源的历史能源出力数据与对应的历史环境数据分别绘制到相应的环境-出力关联坐标系中；

22、将坐标系中的数据点拟合为光滑曲线，取环境数据与出力数据正相关或负相关的曲线，其对应的环境因素为对应类型的储能资源的关联参数；

23、2)定量计算关联系数：

24、对于同一类型的能源资源，将与其正相关的环境因素划分为第一集群，将与其负相关的环境因素划分为第二集群；

25、分别将第一集群和第二集群中的环境因素的关联系数作为未知数，构建多元函数，代入对应的数据拟合计算关联系数。

26、先定性筛选，进一步定量计算，通过历史数据定量描述环境因素与各类型储能出力的关系，依次来通过实时环境数据预估各类型的能源出力；将历史数据与实时数据相结合，提高能源出力预估的准确性，用于获取能源出力的时间特性。

27、作为优选，根据天气预报获得全天的预估环境数据变化；以关联系数为权重，加权计算获得各能源资源的全天出力特性；

28、根据各能源资源的时间出力特性划分调控时间段的过程为：

29、以时间为横坐标，以能源出力为纵坐标，构建时间-出力坐标系；

30、在对应的时间-出力坐标系中绘制计算得到的能源全天出力变化曲线；

31、取斜率k为0处为第一分界点；

32、根据相邻第一分界点之间的能源出力差进行阈值比较剔除噪音点，获得第二分界点；

33、将所有类型能源的全天出力变化曲线绘制在同一时间-出力坐标系中，并将对应的第二分界点绘制在同一时间坐标轴上，以相邻的第二分界点之间为一个时段。

34、根据不同类型的能源出力变化的特点划分时间段，便于每个时间段的精确控制，协同调度。

35、作为优选，遍历所有第一分界点，计算相邻第一分界点之间的能源出力差与相邻第一分界点之间时间差；

36、当相邻第一分界点之间的储能出力差大于等于边界差阈值时，该相邻的第一分界点均为第二分界点；

37、当相邻第一分界点之间的能源出力差小于边界差阈值，且时间差小于时间阈值时，将该相邻的第一分界点划分到同一波动集合中，将存在交集的波动集合合并，取各波动集合中时间差最大的两个第一分界点为第二分界点；

38、剔除剩余所有第一分界点。

39、出去干扰的边界点，使得时间段的划分更加准确。

40、作为优选，区域内能源调度的过程为：

41、判断同一调度区域内当前时段的各能源资源出力总和是否满足用电需求；若是，则对于各能源出力就地消纳；否则，调用历史储能资源；

42、判断该调度区域内当前时段的各储能资源出力总和与历史储能之和是否满足用电需求；若是，则结合能源出力与储能资源；否则，进行区域间调度。

43、作为优选，所述的区域间能源调度的过程为：

44、获取当前时段区域内能源调度完成后的储能积累量；

45、根据周围需要进行区域间能源调度的对象数量以及各调度区间的储能积累量选取调度区域；

46、根据剩余的用电需求量从选取的调度区域中进区域间的能源协同调度。

47、作为优选，调度区域的选取过程具体为：

48、对于各调度区域设置初始为0的选取标识flag;

49、若存在需要进行区域间能源调度的对象，则该对象周围的调度区域的选取标识flag加一；

50、需要进行区域间能源调度的对象的选取标识flag恒为0；

51、根据选取标识flag从小到大排序，选择选取标识flag最小的调度区域；

52、判断被选择的调度区域的储能积累量是否满足其周围所有需要进行区域间能源调度的对象的剩余的用电需求；若是，则以该方案进行调度，否则，根据排序选择下一调度区域作为协同调度的调度区域。

53、作为优选，能源出力包括氢能、风力、水力、火力和光伏；环境因素包括风力大小、风向、降水强度、降水时间、光照角度、光照强度、温度和湿度。

54、本发明的有益效果是：

55、本方案从空间上进行调度区域的划分，从时间上进行调控时间段的划分，分时间段依次进行区域内调度以及区间调度，结合时空特性，进行场景的细致划分，调度更加细致，考虑更加全面。