一种能源控制方法及装置与流程

本发明涉及一种能源控制方法及装置，属于综合能源。

背景技术：

1、传统的能源数据采集控制装置主要功能是用电监测及负荷控制，例如：实时采集用户用电的电流、电压、三相及总的有功功率、无功功率、视在功率、功率因数，电网周波，也可提供电网状态如过压、欠压、断相、超负荷、失流、电流不平衡等信息。

2、随着能源结构的转型，用户侧资源的不断丰富，用户综合用能关键技术的研究逐渐深入。未来的综合能源系统将以用户为中心，并由传统的垂直化纵向分层体系到未来的扁平化横向平台体系的转变。能源利用也发展到例如水、电、燃气、风能和太阳能等各种综合能源，用户侧的综合能源数据采集和控制单元将是未来综合能源系统发展和研究的重心之一。

3、随着综合能源业务的发展，用户对“水、气、电、热、冷”等多种能源数据的同时采样需求增加，对多种能源之间的互动、互补要求增加，对能源数据的采集、消耗、控制智能化、可视化要求增加。传统的能源控制装置无法适用于多种能源的数据控制，通用性不强，因此，需要提出一种对多能源综合控制的技术方案。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种能源控制方法及装置，为综合能源的合理控制提出一种行之有效的技术方案。

2、为实现上述目的，本申请提出了一种能源控制方法的技术方案，方法包括以下步骤：

3、1)获取当前时刻以及当前时刻之前第一设定时间段内的各能源的实际输出功率以及负荷消耗功率，各能源包括电网、分布式自然能源、以及分布式储能；

4、2)根据当前时刻以及当前时刻之前第一设定时间段内的各能源的实际输出功率以及负荷消耗功率，结合当前时刻之后第二设定时间段内的天气数据预测当前时刻之后第二设定时间段内每个时刻的电网和分布式储能的需求功率、分布式自然能源的发电功率以及负荷需求功率；

5、3)结合当前时刻之后第二设定时间段内每个时刻的电网和分布式储能的需求功率、分布式自然能源的发电功率、负荷需求功率，以及第二设定时间段内电网的售电价与购电价建立成本最低的目标函数和约束条件；

6、4)求解目标函数得到电网和分布式储能的需求功率的最优解；

7、5)下一时刻根据电网和分布式储能的需求功率的最优解控制电网和分布式储能的输出。

8、另外，本申请还提出一种能源控制装置的技术方案，包括控制器，控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述的能源控制方法。

9、本发明的能源控制方法及装置的技术方案的有益效果是：本发明基于滚动优化的思想，根据当前时刻数据以及之前的历史数据预测将来设定时间段的各能源的功率，进而通过建立的目标函数求解出电网以及蓄电池的需求功率的最优解，在下一时刻按照最优解进行控制输出。本发明不仅保证短期内能量的供求平衡，同时达到经济优化。

10、进一步地，上述能源控制方法及装置中，分布式自然能源为风机、分布储能为蓄电池，所述目标函数c为：

11、

12、其中，esell(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻电网的购电价；tp为第二设定时间段的时长；pg(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻电网的需求功率；ebuy(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻电网的售电价；ebat(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻蓄电池的管理成本；pb(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻蓄电池的需求功率；△t为系统运行时间间隔。

13、进一步地，上述能源控制方法及装置中，所述约束条件为：

14、

15、其中，pw(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻风机的发电功率；pg(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻电网的需求功率；pb(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻蓄电池的需求功率；p1(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻负荷需求功率；为电网的输出下限功率；为电网的输出上限功率；为蓄电池的最小输出功率；为蓄电池的最大输出功率；e(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻蓄电池的soc；τ为蓄电池单位时间内的衰减比例；△e(t+s|t)为当前时刻t后t+s时刻蓄电池的充放电速率；△emin为蓄电池的充放电速率的最小值；△emax为蓄电池的充放电速率的最大值；emin为蓄电池的soc最小值；emax为蓄电池的soc最大值。

16、进一步地，上述能源控制方法及装置中，通过并行粒子群算法求解目标函数。

17、进一步地，上述能源控制方法及装置中，并行粒子群算法中通过混沌模型产生初始种群。

18、进一步地，上述能源控制装置中，所述控制器包括主处理单元和副处理单元，主处理单元和副处理单元通信连接，副处理单元用于对采集的数据进行预处理，主处理单元用于根据预处理后的数据进行预测、以及目标函数的求解。

19、进一步地，上述能源控制装置中，所述主处理单元包括rs845电路、rs485/232电路、mbus电路、看门狗电路、esam电路、主核心板、rtc电路、led电路、4g模块电路、蓝牙模块电路、lora模块电路、以太网模块电路。

20、进一步地，上述能源控制装置中，所述主核心板包括scm701芯片、emmc 8g存储芯片以及8g ddr3-ram随机存储芯片。

21、进一步地，上述能源控制装置中，所述副处理单元包括副核心板、遥信电路、模拟量输入电路、继电器输出电路。

技术特征：

1.一种能源控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的能源控制方法，其特征在于，分布式自然能源为风机、分布储能为蓄电池，所述目标函数c为：

3.根据权利要求2所述的能源控制方法，其特征在于，所述约束条件为：

4.根据权利要求1所述的能源控制方法，其特征在于，通过并行粒子群算法求解目标函数。

5.根据权利要求4所述的能源控制方法，其特征在于，并行粒子群算法中通过混沌模型产生初始种群。

6.一种能源控制装置，包括控制器，其特征在于，控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现权利要求1-5中任一项所述的能源控制方法。

7.根据权利要求6所述的能源控制装置，其特征在于，所述控制器包括主处理单元和副处理单元，主处理单元和副处理单元通信连接，副处理单元用于对采集的数据进行预处理，主处理单元用于根据预处理后的数据进行预测、以及目标函数的求解。

8.根据权利要求7所述的能源控制装置，其特征在于，所述主处理单元包括rs845电路、rs485/232电路、mbus电路、看门狗电路、esam电路、主核心板、rtc电路、led电路、4g模块电路、蓝牙模块电路、lora模块电路、以太网模块电路。

9.根据权利要求8所述的能源控制装置，其特征在于，所述主核心板包括scm701芯片、emmc 8g存储芯片以及8g ddr3-ram随机存储芯片。

10.根据权利要求7所述的能源控制装置，其特征在于，所述副处理单元包括副核心板、遥信电路、模拟量输入电路、继电器输出电路。

技术总结
本发明涉及一种能源控制方法及装置，属于综合能源技术领域。方法包括：获取当前时刻以及当前时刻之前第一设定时间段内的各能源的实际输出功率以及负荷消耗功率，各能源包括电网、分布式自然能源、以及分布式储能；进而预测当前时刻之后第二设定时间段内每个时刻的电网和分布式储能的需求功率、分布式自然能源的发电功率以及负荷需求功率；进而结合第二设定时间段内电网的售电价与购电价建立成本最低的目标函数和约束条件；得到电网和分布式储能的需求功率的最优解，进而控制电网和分布式储能的输出。本发明不仅保证短期内能量的供求平衡，同时达到经济优化。

技术研发人员：高群伟,管少锋,孙艳玲,朱晨光,王洪亮,黄晓洋,郝徐进,赵世伟,关钧洋,田媛,刘宁,高敏,赵宇萌,付豪,李志和
受保护的技术使用者：平高集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13