一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法与流程

本发明涉电力，具体为一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法。

背景技术：

1、虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法是指通过综合利用多种能源资源，并结合负荷需求和能源储存技术，进行优化调度和配置，以实现电力系统的高效、可靠、可持续运行的方法，具体而言，这种方法旨在最大化利用可再生能源和节能潜力，同时平衡电力供需之间的差异，并通过储能技术解决能源波动性带来的不稳定性，虚拟电厂多能互补的概念是指通过整合多种能源资源，如太阳能和风能等，使它们互相补充，以弥补各自的不足。通过多种能源的组合，可以平滑能源的供应和减少能源波动性，提高能源利用效率。

2、传统的虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法可能会存在通常基于规则和经验，缺乏对复杂系统的深入建模和综合优化，这可能导致优化结果不够准确和灵活，难以适应实时变化的市场需求和能源供给情况的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，解决了导致优化结果不够准确和灵活，难以适应实时变化的市场需求和能源供给情况的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，包括以下步骤：

3、步骤一、数据采集，用于收集不同能源的生产能力、成本和供需情况的实时数据；

4、步骤二、源荷储模型建立，包括各能源类型的功率特性、约束条件和环境影响；

5、步骤三、基于预测或实时数据进行源、荷和储的优化配置；

6、步骤四、输出优化配置指令到相应的能源管理系统或者设备。

7、优选的，所述步骤一中，数据采集模块能够从多个不同的数据源，包括物联网(iot)设备、传感器、历史数据库以及第三方气象服务获取信息。

8、优选的，所述步骤一中，不同能源为太阳能、风能、水电、燃料电池和化石燃料的一种或者多种。

9、优选的，所述步骤一中，还包括一个或多个下列优化目标：

10、a)总成本最小化；

11、b)碳排放最小化；

12、c)电力系统稳定性最大化；

13、d)可再生能源利用率最大化。

14、优选的，所述步骤三中，优化配置指令能通过多种通信协议包括mqtt,restfulapi,modbus，发送到能源管理系统或者设备。

15、优选的，所述步骤一中，用户接口模块能够以图形或者报表的形式展示优化结果，同时也能够提供历史数据查询和故障预警功能。

16、优选的，所述步骤一中，多源数据接入：使用先进的物联网(iot)传感器，分别安装在太阳能电池板、风力发电机、水电站、燃料电池和化石燃料供应设备上，持续获取生产能力和实时输出数据，通过与公用事业和能源供应商的api或数据接口集成，获取实时的电力价格、成本和供应情况，接入地理信息系统(gis)，以获取与能源生产相关的环境和位置数据。

17、优选的，所述步骤二中，源荷储模型建立需要使用到时间序列数据，包括历史数据、预测数据和实时数据。

18、优选的，所述步骤二中，源：可以采用时间序列分析、回归分析等方法，为每种能源建立一个模型库，以预测其产量，荷：可以使用统计方法、机器学习方法等，为每种荷建立一个模型库，预测其消费，储：对于能源存储，可以建立一个状态模型库，描述其充电、放电、寿命和效率特性。

19、优选的，所述步骤三中，目标函数计算公式为：η＝(有效利用能量/供给能量)x100％＝(1-损失能量/供给能量)x 100％，其中能源数据通过步骤一数据中的数据采集，优化算法的目标是最小化成本、最大化利润、最小化碳排放，约束条件：前面提到的各种约束条件需要在优化算法中进行体现，储能的容量限制、太阳能的最大输出限制。

20、本发明提供了一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法。具备以下

21、有益效果：

22、1、本发明通过多源数据接入，可以从各种能源类型太阳能、风能和水电，获得全面的信息，这有助于更准确地了解整个能源系统的状态，使用先进的iot传感器和高速通信技术，可以实时获取和传输数据，从而快速做出决策或应对突发事件，数据预处理步骤可以确保收集到的数据准确和可靠，从而提高后续分析和优化的准确性。

23、2、本发明通过方案允许与其他系统或数据源集成，这意味着可以根据需要轻松添加或删除数据输入源，数据的加密和安全传输机制确保了信息不会被非授权用户访问或篡改，结合实时与历史数据，系统能识别出生产和消费的模式，还可以设置预警机制，有助于及时识别和解决问题，数据可视化和实时监控仪表板提供了方便的决策支持工具，操作者或决策者可以基于这些数据做出更明智的选择，通过实时监控和优化，能源生产和消费更为高效，这可以降低运营成本，提高能源利用率。

24、3、本发明通过实时数据可用于优化可再生能源的利用，减少对化石燃料的依赖，从而减少碳排放和环境破坏，收集的数据可以用于报告和合规性检查，确保企业或机构遵守相关的法律和规章，该数据采集方案为能源系统的有效管理和可持续发展提供了强有力的支持。

技术特征：

1.一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤一中，数据采集模块能够从多个不同的数据源，包括物联网(iot)设备、传感器、历史数据库以及第三方气象服务获取信息。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤一中，不同能源为太阳能、风能、水电、燃料电池和化石燃料的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括一个或多个下列优化目标：

5.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤三中，优化配置指令能通过多种通信协议包括mqtt,restful ap i,modbus，发送到能源管理系统或者设备。

6.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤一中，用户接口模块能够以图形或者报表的形式展示优化结果，同时也能够提供历史数据查询和故障预警功能。

7.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤一中，多源数据接入：使用先进的物联网(iot)传感器，分别安装在太阳能电池板、风力发电机、水电站、燃料电池和化石燃料供应设备上，持续获取生产能力和实时输出数据，通过与公用事业和能源供应商的api或数据接口集成，获取实时的电力价格、成本和供应情况，接入地理信息系统(gis)，以获取与能源生产相关的环境和位置数据，如太阳辐射度、风速和水流速度。

8.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤二中，源荷储模型建立需要使用到时间序列数据，包括历史数据、预测数据和实时数据。

9.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤二中，源：可以采用时间序列分析、回归分析等方法，为每种能源建立一个模型库，以预测其产量，荷：可以使用统计方法、机器学习方法等，为每种荷建立一个模型库，预测其消费，储：对于能源存储，可以建立一个状态模型库，描述其充电、放电、寿命和效率特性。

10.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，其特征在于，所述步骤三中，目标函数计算公式为：η＝(有效利用能量/供给能量)x 100％＝(1-损失能量/供给能量)x 100％，其中能源数据通过步骤一数据中的数据采集，优化算法的目标是最小化成本、最大化利润、最小化碳排放，约束条件：前面提到的各种约束条件需要在优化算法中进行体现，储能的容量限制、太阳能的最大输出限制。

技术总结
本发明涉及电力技术领域，公开了一种虚拟电厂多能互补的源荷储优化配置方法，包括以下步骤：步骤一、数据采集，用于收集不同能源的生产能力、成本和供需情况的实时数据；步骤二、源荷储模型建立，包括各能源类型的功率特性、约束条件和环境影响；步骤三、使用优化算法，基于预测或实时数据进行源、荷和储的优化配置；步骤四、输出优化配置指令到相应的能源管理系统或者设备。通过多源数据接入，可以从各种能源类型太阳能、风能和水电，获得全面的信息，这有助于更准确地了解整个能源系统的状态，使用先进的IoT传感器和高速通信技术，数据预处理步骤可以确保收集到的数据准确和可靠，从而提高后续分析和优化的准确性。

技术研发人员：张家乐,许超,杨智菲,王媛,苏承启
受保护的技术使用者：山西省能源互联网研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15