基于源荷多目标协同的台区资源互动调控方法及系统与流程

本发明涉及电网控制技术，具体涉及一种基于源荷多目标协同的台区资源互动调控方法及系统。

背景技术：

1、随着新型负荷和分布式能源的大规模应用及并网接入，对传统配电网的电能质量、可靠性和经济运行将产生影响甚至加剧峰荷，给电网安全运行带来了不可忽视的负载压力，尤其是台区侧配电变压器重载、过载等问题容易频发，而像光伏、充电负荷、空调、生产负荷等新型可调节负荷对象，在负荷架构主体占据较大比重，是电网调控利用的良好资源对象，同时也带来的充电负荷影响，因此需要对不同负荷、电源的协同控制，以使相关资源通过良好的调控治理手段确保电网的安全运行，

2、目前对于电动汽车的充电调控方法以功率调控为主，该方法在实际应用中要求充电桩具备功率可控和通信交互的条件，因此对设备改造升级的要求较高，而实际情况中的充电桩调控大多数以开关的方式来实现负荷条件，而如何平衡调控方式和通信交互的经济成本是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种基于源荷多目标协同的台区资源互动调控方法及系统。

2、本发明第一方面公开了一种基于源荷多目标协同的台区资源互动调控方法，包括：

3、s1:采集台区范围内可调源荷设备运行的实时数据和历史数据，所述实时数据和历史数据均包括源荷设备的负荷数据和/或出力数据；

4、s2：构建基于数据修正的台区源荷资源调控潜力评估模型，对所述历史数据中的异常数据进行修正获得修正数据，再根据修正数据和实时数据计算所述源荷设备的上调潜力值以及下调潜力值；

5、s3：构建台区运行风险预测机制以及台区运行风险调控启动机制，基于所述台区运行风险预测机制预测目标时刻的台区负荷值，并根据台区运行风险调控启动机制的重载边界值判断台区的调控需求；

6、s4：构建源荷多目标协同互动调控模型，基于模型目标约束条件求解模型总目标函数以确定台区源荷调控的实时响应综合效益；

7、s5：联合所述基于数据修正的台区源荷资源调控潜力评估模型、台区运行风险预测机制、台区运行风险调控启动机制以及源荷多目标协同互动调控模型，将所述实时数据和历史数据作为输入求解目标时刻台区内源荷设备所需调控的任务量，根据所述任务量发送调控指令进行台区资源互动调控。

8、在一个可选的实施例中，所述对所述历史数据中的异常数据进行修正获得修正数据包括：

9、s21：对所述历史数据进行诊断检测异常数据，所述异常数据包括对空数据、错误数据以及超额数据，所述异常数据的诊断检测公式为：

10、

11、其中，表示源荷设备历史数据中第k天第t时刻的负荷，表示源荷设备在历史时刻t的平均负荷，表示源荷设备在历史时刻t的负荷标准差；

12、所述平均负荷的计算公式为：

13、

14、其中，表示源荷设备在历史时刻t的平均负荷，nday表示以天为单位的历史采集的天数，表示源荷设备历史数据中历史天数nday内的负荷求和；

15、所述负荷标准差的计算公式为：

16、

17、s22：记录所采集历史天数nday的历史数据中每一时刻的负荷最大值pmax,t、负荷最小值pmin,t以及所述负荷平均，进一步计算源荷设备负荷转移下t时刻的最大转移负荷和最小转移负荷

18、所述负荷最大值pmax,t的计算公式为：

19、

20、所述负荷最小值pmin,t的计算公式为：

21、

22、所述最大转移负荷的计算公式为：

23、

24、其中，nmove表示源荷设备在时刻t时负荷或出力具备转移能力最少的nmove个时刻，nt表示源荷设备在时刻t时负荷或出力具备转移能力最多的nt个时刻。

25、所述最小转移负荷的计算公式为：

26、

27、在一个可选的实施例中，所述再根据修正数据和实时数据计算所述源荷设备的上调潜力值以及下调潜力值包括：

28、s23：根据所述最大转移负荷最小转移负荷以及平均负荷计算所述源荷设备t时刻的上调潜力基准值和下调潜力基准值

29、所述上调潜力基准值和下调潜力基准值的计算公式为：

30、

31、

32、s24：根据t时刻所述实时数据的实时负荷和历史数据的平均负荷计算t时刻实时数据和历史数据的偏差值λt；

33、所述偏差值λt的计算公式为：

34、

35、s25：通过上调潜力基准值和下调潜力基准值的基线组所在类簇上的预测曲线，计算t时刻评估的源荷设备向上调控的上调潜力值pup,t和向下调控的下调潜力值pdown,t，所述上调潜力值pup,t的计算公式为：

36、

37、其中，λt表示t时刻实时数据和历史数据的偏差值，表示t时刻的上调潜力基准值；

38、所述下调潜力值pdown,t的计算公式为：

39、

40、其中，λt表示t时刻实时数据和历史数据的偏差值,表示t时刻的下调潜力基准值。

41、在一个可选的实施例中，所述基于所述台区运行风险预测机制预测目标时刻的台区负荷值包括：

42、s31：根据历史数据计算台区内时刻t的负荷数据的变化程度τt，所述变化程度τt的计算公式为：

43、

44、其中，nday表示以天为单位的历史采集的天数，表示源荷设备历史数据中第k天第t时刻的负荷，t-1表示第t时刻的前一时刻；

45、s32：通过台区内时刻t的负荷数据的变化程度τt预测台区下一时刻t+1的台区负荷值，所述下一时刻t+1的台区负荷值ptoday,t+1的计算公式为：

46、ptoday,t+1＝ptoday,t(τt+1+1)

47、其中，ptoday,t表示当日t时刻的台区负荷，τt+1表示下一时刻t+1的负荷数据的变化程度。

48、在一个可选的实施例中，所述根据台区运行风险调控启动机制的重载边界值判断台区的调控需求包括：

49、s33：若实时t时刻台区负荷ptoday,t或下一时刻t+1台区负荷ptoday,t+1超过台区负荷的重载边界值plim，则台区判断为存在运行风险，需启动调控，并计算台区调控需求。

50、在一个可选的实施例中，所述总目标函数包括：

51、电费收入损失wg,a的第一目标函数，所述第一目标函数表示为：

52、wg,a＝rg,a-r′g,a

53、

54、

55、其中，wg,a表示电网公司的电费收入损失，r′g,a表示进行需求响应时电网公司的电费收入，rg,a表示不进行需求响应的电费收入，pw(λ)表示不进行需求相应时配电网第λ时段的总负荷，cgrid(λ)表示第λ时段电网的电价；

56、源荷响应资源的需求响应补偿成本wg,b的第二目标函数，所述第二目标函数表示为：

57、wg,b＝cfb；

58、延缓输配电容量建设收益wg,d的第三目标函数，通过可避免输配电容量单位成本cg和实际避免输配电容量δp确定可避免输配电建设费用wg,c，所述第三目标函数表示为：

59、

60、其中，wg,c表示可避免输配电建设费用，wg,d表示折算到单次需求响应的可避免输配电建设费用，cg表示可避免输配电容量单位成本，δp表示实际避免输配电容量，nn表示年度发布需求响应的次数，kcz表示差额投资系数；

61、所述实际避免输配电容量δp的计算公式为：

62、

63、其中，α表示电网输配电损失系数；pdeal,t表示调控任务；

64、电网损失减少负相关对应的收益wg,e的第四目标函数，所述第四目标函数表示为：

65、

66、其中，α表示电网输配电损失系数，td表示调度周期的时间段的数量，cgrid(t)表示第t时段电网的电价，p’w(t)表示不进行需求相应时配电网第t时段的总负荷，pw(t)表示进行需求相应时配电网第t时段的总负荷。

67、在一个可选的实施例中，所述目标约束条件包括：

68、调控潜力约束，用于给各个源荷主体制定调控任务时要确保取值范围在下调潜力值和上调潜力值之间，所述调控潜力约束的表达式为：

69、plow,i,t≤prespood,i,t≤pup,i,t

70、其中，plow,i,t表示源荷设备i第t时刻的上调潜力值，pup,i,t表示源荷设备i第t时刻的下调潜力值，prespood,i,t表示源荷主体i第t时刻制定的调控任务；

71、设备响应偏差约束，用于限定响应任务与响应量的差值在-20％～20％之间，且优先对光伏设备进行调控，所述设备响应偏差约束的表达式为：

72、

73、其中，td表示设备响应时长，pagdr,i(t)表示设备i在第t时间段台区配电网下达的响应任务，表示设备i第t时间段聚合商的实际总响应量；

74、调控后负载安全约束，用于确保调后的台区不发生重过载问题，要求台区调控后负荷小于安全系数下台区配变额定容量，所述调控后负载安全约束的表达式为：

75、p′w,t＜0.8pn

76、其中，p’w,t表示t时刻调控后的台区总负荷，pn表示台区配变额定容量，0.8表示台区调控的安全系数；

77、光伏消纳约束，用于将调控后的台区负荷满足完全消纳台区光伏，以满足电力电量平衡原则，所述光伏消纳约束的表达式为：

78、p′w,t≥p′pv,t

79、其中，p′pv,t表示t时刻调控后的光伏出力，p’w,t表示t时刻调控后的台区总负荷。

80、本发明第二方面公开了一种基于源荷多目标协同的台区资源互动调控系统，所述系统包括：

81、数据采集模块,用于采集台区范围内可调源荷设备运行的实时数据和历史数据，所述实时数据和历史数据均包括源荷设备的负荷数据和/或出力数据；

82、调控潜力评估模块，用于构建基于数据修正的台区源荷资源调控潜力评估模型，对所述历史数据中的异常数据进行修正获得修正数据，再根据修正数据和实时数据计算所述源荷设备的上调潜力值以及下调潜力值；

83、风险预测及调控模块，用于构建台区运行风险预测机制以及台区运行风险调控启动机制，基于所述台区运行风险预测机制预测目标时刻的台区负荷值，并根据台区运行风险调控启动机制的重载边界值判断台区的调控需求；

84、多目标调控模块，用于基于模型目标约束条件求解模型总目标函数以确定台区源荷调控的实时响应综合效益；

85、任务求解模块，用于联合所述基于数据修正的台区源荷资源调控潜力评估模型、台区运行风险预测机制、台区运行风险调控启动机制以及源荷多目标协同互动调控模型，将所述实时数据和历史数据作为输入求解目标时刻台区内源荷设备所需调控的任务量，根据所述任务量发送调控指令进行台区资源互动调控。

86、本发明第三方面公开了一种基于源荷多目标协同的台区资源互动调控设备，包括：

87、至少一个处理器，以及，

88、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

89、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如本发明第一方面公开的任一项所述的基于源荷多目标协同的台区资源互动调控方法。

90、本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如本发明第一方面公开的任一项所述的基于源荷多目标协同的台区资源互动调控方法。

91、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

92、本发明通过基于台区侧源荷设备历史量测负荷数据提出了源荷设备调控潜力评估模型，在此基础上综合源荷多目标协同因素建立台区侧源荷资源互动调控模型，针对预测运行风险制定各源荷设备的调控方案，高效解决目前平衡调控方式和通信交互的经济成本的问题。