一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统与流程

1.本发明涉及源网荷储优化技术领域，尤其涉及一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统。


背景技术：

2.网荷储是一种包含“电源、电网、负荷、储能”整体解决方案的运营模式，可精准控制社会可中断的用电负荷和储能资源，提高电网安全运行水平，可解决清洁能源消纳过程中电网波动性等问题，源网荷储系统的研究应用，对能源发展意义重大，一是提高大电网故障应对能力，能够使大电网故障应急处理时间从分钟级缩短至毫秒级，为预防控制大面积停电时间提供了专业手段，二是支撑分布式电源发展，随着社会经济的高速发展，风电、光伏等新能源发电在电力系统中的重要性日益增加，与传统的火电、水电机组的出力特性不同，风电和光伏发电的出力具有较强的随机性，而随机性对于电力系统的稳态及动态运行控制造成了重大挑战：
3.现有的基于新能源随机性的源网荷储在使用时有时会利用风电或光伏发电等可再生能源进行发电，而可再生能源的随机性容易对负面影响源网荷储造成不利影响；现有的基于新能源随机性的源网荷储在运行过程中对可控资源的组合不合理，源网荷储中的各支项互动性较差。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明提供了一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统，能够解决新能源随机性的源网荷储在运行过程中对可控资源的组合不合理，源网荷储中的各支项互动性较差等问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法，包括：
8.根据源网荷储系统经济性与可靠性历史关系数据，建立相应数学模型；
9.分析所述数学模型，获取最优成本发电计划；
10.根据所述最优化发电计划，结合约束条件与备用条件，对所述发电计划优化，实现源网荷储运行优化。
11.作为本发明所述的基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统的一种优选方案，其中：所述最优化发电计划包括，增加电网通道、减少电网减少投资、优化输电线输电效率以及采用可再生资源。
12.一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统，其特征在于：包括平台优化单
元、调度管理单元、优化管理单元、协调优化单元、监控预警单元以及安全校验单元。
13.作为本发明所述的基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统的一种优选方案，其中：所述调度管理单元包括，电源管理模块、负荷管理模块、新能源管理模块、多元负荷管理模块、储能模块、负荷功率预测模块、储能状态信息收集模块、电网运行方式选择模块、联络线计划制定模块以及排列组合机组模块，
14.所述联络线计划制定模块根据所述负荷功率预测模块预测的信息与所述储能状态信息收集模块收集的状态信息结合所述电网运行方式选择模块选择的电网运行方式，制定最大化系统的经济性和可靠性指标的公共满意度；
15.当所述排列组合机组模块接收到来自所述联络线计划制定模块制定的计划后，若在调度周期内，则按照约束条件与备用条件实现对发电计划的优化；
16.若不在调度周期内，则搁置此次联络线计划制定模块制定的计划，当搁置计划次数达到3次，则重新对所述负荷功率预测模块预测的信息、所述储能状态信息收集模块收集的状态信息以及所述电网运行方式选择模块选择的电网运行方式，重新制定发电计划；
17.若调度周期修改，则立即暂停此时发电计划，根据新的调度周期获取新的发电计划。
18.作为本发明所述的基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统的一种优选方案，其中：所述平台优化单元包括，数据管理中心模块、物联管理中心模块、网络优化模块、接入网优化模块、业务网优化模块以及支撑网优化模块，
19.所述数据管理中心模块存有所述监控预警单元收集的信息以及分类保存每个模块收集或处理后的数据，当所述数据管理中心模块收集到一个调度周期的数据后，将数据输入调度管理单元，所述调度管理单元根据接受到的信息与自身数据结合制定最优发电计划；
20.所述监控预警单元收集的信息为消纳过程中电网波动信息，分别为发电电压信息、交直流信息、负载信息以及频率信息。
21.作为本发明所述的基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统的一种优选方案，其中：所述发电计划包括增加电网通道、减少电网减少投资、优化输电线输电效率以及采用可再生资源，
22.当计划为增加电网通道时，电网通道增多，且输电效率为增多的电网通道与原电网通道之比与原输电效率之积，根据发电计划的详细数据对可再生能源进行预测，并对线路与机组进行维护；
23.当计划为减少电网减少投资，资金不足，没有外部资金供给时，为了实现源网荷储运行，需根据发电计划的详细数据合理削峰填谷，获得与当前发电计划匹配的电网数目，实现节约资源与短期充足供电；
24.当计划为优化输电线输电效率，根据所述负荷功率预测模块预测用电负荷、输电通道利用率、输电效率以及供电能力相关数据，并根据所求出的相关数据进行优化输电；
25.当计划为采用可再生资源时，对可再生能源发电进行调节和合理分配。
26.作为本发明所述的基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统的一种优选方案，其中：所述新能源管理模块包括，
27.所述新能源管理模块的输出端信号连接有多元负荷管理模块，所述多元负荷管理
模块的输出端信号连接有储能模块，所述储能模块的输出端信号连接有负荷功率预测模块，所述负荷功率预测模块的输出端信号连接有储能状态信息收集模块，所述储能状态信息收集模块的输出端信号连接有电网运行方式选择模块，所述电网运行方式选择模块的输出端信号连接有联络线计划制定模块，所述联络线计划制定模块的输出端信号连接有排列组合机组模块。
28.作为本发明所述的基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统的一种优选方案，其中：所述调度管理单元包括，
29.所述调度管理单元的输出端信号连接有平台优化单元，所述平台优化单元包括有数据管理中心模块与物联管理中心模块，所述平台优化单元的输出端信号连接有网络优化模块，所述网络优化模块的输出端信号连接有接入网优化模块，所述接入网优化模块的输出端信号连接有业务网优化模块，所述业务网优化模块的输出端信号连接有支撑网优化模块。
30.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。
31.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
32.本发明的有益效果：本发明提出一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统，通过安全校验系统、监控预警系统、调度管理系统、常规电源管理模块、常规负荷管理模块、新能源管理模块、多元负荷管理模块、储能模块、负荷功率预测单元、储能状态信息收集单元、电网运行方式选择单元、联络线计划制定单元和排列组合机组单元的相互作用下，通过运用数学模型，制定合理的计划来综合源网荷储系统经济性与可靠性的关系，以最小的成本安排发电计划，实现与给定负荷的平衡并满足一定的约束条件和备用要求，增加源网荷储系统的优化度，使源网荷储系统的各个支项能够良好互动，增加源网荷储系统的策略性。
33.通过协调优化系统、平台优化模块、网络优化模块、接入网优化单元、业务网优化单元、支撑网优化单元、数据管理中心单元和物联管理中心单元的相互作用下，数据管理中心单元互联网能够有效推动电力、冷、热、气及可再生能源等不同形式的能源互联互动，保障电网安全稳定运行，促进清洁能源消纳，提升了调度精益化水平。
34.通过优化管理方法、增加电网通道、减少电网建设投资、优化输电线输电效率和采用可再生资源等方式，通过采用可再生资源的方式能够促进可再生能源使用，减少弃电量，协调电网用电资源，最大化调动负荷侧调节响应能力，让用户深度参与到系统运行的调节中来，通过捕捉灵敏的价格信号充分挖掘并引导用户积极性，增加负荷侧调节的灵活性，其次，在发电侧要增加各类电源的调节能力并将其充分释放，实现电力系统调节资源共享，提高了新能源的发电占比、促进能源就近生产和利用并增加储能系统的规模化应用。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它
的附图。其中：
36.图1为本发明一个实施例提供的一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统的方法流程图；
37.图2为本发明一个实施例提供的一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统的系统架构图；
38.图3为本发明一个实施例提供的一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统的平台优化单元结构图；
39.图4为本发明一个实施例提供的一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统的调度管理单元结构图；
40.图5为本发明一个实施例提供的一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
42.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
43.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
44.本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
45.同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.实施例1
48.参照图1-5，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统，包括：
49.步骤102，根据源网荷储系统经济性与可靠性历史关系数据，建立相应数学模型；
50.步骤104，分析所述数学模型，获取最优成本发电计划；
51.应说明的是，通过运用数学模型，制定合理的计划来综合源网荷储系统经济性与可靠性的关系，以最小的成本安排发电计划，实现与给定负荷的平衡并满足一定的约束条件和备用要求，增加源网荷储系统的优化度，使源网荷储系统的各个支项能够良好互动，增加源网荷储系统的策略性。
52.步骤106，根据所述最优化发电计划，结合约束条件与备用条件，对所述发电计划优化，实现源网荷储运行优化。
53.其中，最优化发电计划包括，增加电网通道、减少电网减少投资、优化输电线输电效率以及采用可再生资源。
54.一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化系统，其特征在于：包括平台优化单元201、调度管理单元202、优化管理单元203、协调优化单元204、监控预警单元205以及安全校验单元206。
55.其中，所述调度管理单元202包括，电源管理模块202a、负荷管理模块202b、新能源管理模块202c、多元负荷管理模块202d、储能模块202e、负荷功率预测模块202f、储能状态信息收集模块202g、电网运行方式选择模块202h、联络线计划制定模块202i以及排列组合机组模块202j，
56.更进一步的，所述联络线计划制定模块202i根据所述负荷功率预测模块202f预测的信息与所述储能状态信息收集模块202g收集的状态信息结合所述电网运行方式选择模块202h选择的电网运行方式，制定最大化系统的经济性和可靠性指标的公共满意度；
57.应说明的是，当所述排列组合机组模块202j接收到来自所述联络线计划制定模块202i制定的计划后，若在调度周期内，则按照约束条件与备用条件实现对发电计划的优化；
58.应说明的是，若不在调度周期内，则搁置此次联络线计划制定模块202i制定的计划，当搁置计划次数达到3次，则重新对所述负荷功率预测模块202f预测的信息、所述储能状态信息收集模块202g收集的状态信息以及所述电网运行方式选择模块202h选择的电网运行方式，重新制定发电计划；
59.应说明的是，若调度周期修改，则立即暂停此时发电计划，根据新的调度周期获取新的发电计划。
60.更进一步的，所述平台优化单元201包括，数据管理中心模块201a、物联管理中心模块201b、网络优化模块201c、接入网优化模块201d、业务网优化模块201e以及支撑网优化模块201f，
61.更进一步的，所述数据管理中心模块201a存有所述监控预警单元205收集的信息以及分类保存每个模块收集或处理后的数据，当所述数据管理中心模块201a收集到一个调度周期的数据后，将数据输入调度管理单元202，所述调度管理单元202根据接受到的信息与自身数据结合制定最优发电计划；
62.应说明的是，所述监控预警单元205收集的信息为消纳过程中电网波动信息，分别为发电电压信息、交直流信息、负载信息以及频率信息。
63.更进一步的，所述发电计划包括增加电网通道、减少电网减少投资、优化输电线输电效率以及采用可再生资源，
64.应说明的是，当计划为增加电网通道时，电网通道增多，且输电效率为增多的电网
通道与原电网通道之比与原输电效率之积，根据发电计划的详细数据对可再生能源进行预测，并对线路与机组进行维护；
65.应说明的是，当计划为减少电网减少投资，资金不足，没有外部资金供给时，为了实现源网荷储运行，需根据发电计划的详细数据合理削峰填谷，获得与当前发电计划匹配的电网数目，实现节约资源与短期充足供电；
66.应说明的是，当计划为优化输电线输电效率，根据所述负荷功率预测模块202f预测用电负荷、输电通道利用率、输电效率以及供电能力相关数据，并根据所求出的相关数据进行优化输电；
67.应说明的是，当计划为采用可再生资源时，对可再生能源发电进行调节和合理分配。
68.更进一步的，所述新能源管理模块202c包括，所述新能源管理模块202c的输出端信号连接有多元负荷管理模块202d，所述多元负荷管理模块202d的输出端信号连接有储能模块202e，所述储能模块202e的输出端信号连接有负荷功率预测模块202f，所述负荷功率预测模块202f的输出端信号连接有储能状态信息收集模块202g，所述储能状态信息收集模块202g的输出端信号连接有电网运行方式选择模块202h，所述电网运行方式选择模块202h的输出端信号连接有联络线计划制定模块202i，所述联络线计划制定模块202i的输出端信号连接有排列组合机组模块202j。
69.应说明的是，数据管理中心单元互联网能够有效推动电力、冷、热、气及可再生能源等不同形式的能源互联互动，能源配置和综合利用效率高、经济效益好，不同能源间协同优化、有效互补，源网荷储协调，各类主体友好互动，保障电网安全稳定运行，促进清洁能源消纳，提升了调度精益化水平。
70.更进一步的，所述调度管理单元202包括，所述调度管理单元202的输出端信号连接有平台优化单元201，所述平台优化单元201包括有数据管理中心模块201a与物联管理中心模块201b，所述平台优化单元201的输出端信号连接有网络优化模块201c，所述网络优化模块201c的输出端信号连接有接入网优化模块201d，所述接入网优化模块201d的输出端信号连接有业务网优化模块201e，所述业务网优化模块201e的输出端信号连接有支撑网优化模块201f。
71.上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
72.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算
机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
73.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
74.根据源网荷储系统经济性与可靠性历史关系数据，建立相应数学模型；
75.分析所述数学模型，获取最优成本发电计划；
76.根据所述最优化发电计划，结合约束条件与备用条件，对所述发电计划优化，实现源网荷储运行优化。
77.实施例2
78.参照图1-5，为本发明的一个实施例，提供了一种基于新能源随机性的源网荷储运行优化方法及系统，为了验证本发明的有益效果，通过对比实验进行科学论证。
79.表1传统技术手段与本发明申请的区别特征
[0080][0081][0082]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0083]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0084]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流
程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0085]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0086]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0087]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0088]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。