一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法与流程

本发明涉及电能质量调控，尤其涉及一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法。

背景技术：

1、台区储能是一种将储能设备(如蓄电池、超级电容器等)与分布式电源(如太阳能光伏、风力发电等)结合在一起的能源解决方案。这种系统主要应用于配电网中的各个台区(即配电变压器供电的区域)，以提高电力系统的可靠性、稳定性和能源利用效率。

2、然而，当前由于分布式电源、负荷双向波动以及单相发电用电引发的电能质量问题日益突出，例如，电压和频率的波动，将导致电网电压及频率的波动，进而影响电力系统的稳定运行，而谐波会对电网设备和用电设备造成损害，因单相发电用电容易引起电网三相不平衡，导致电网损耗增加，影响电力系统的稳定性和可靠性，分布式电源和负荷的瞬时功率波动容易引起电网电压和频率的瞬时变化，影响电力系统的稳定性，而分布式电源和负荷的波动会导致负荷预测误差，进而影响电力系统的调度和运行。

3、因此需要一种包括动态电压稳定控制、有功功率和无功功率优化控制、谐波抑制控制、频率控制、三相不平衡控制、预测与优化控制、通信与协同控制以及智能化管理与决策的电能质量问题综合调控方法。

技术实现思路

1、为了克服当前由于分布式电源、负荷双向波动以及单相发电用电引发的电能质量问题日益突出，目前尚无有效的综合调控方法的缺点，本发明提供一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法。

2、本发明提供以下技术实施方案：一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，包括以下步骤：

3、s1、在台区储能系统中安装传感器和监测设备，实时收集电能质量数据；

4、s2、对所述电能质量数据进行分析和诊断，根据分析和诊断结果对分布式能源和负荷的波动进行预测，得到预测电能质量参数；

5、s3、根据预测电能质量参数制定储能系统调度策略；

6、s4、通过优化算法得到最佳的储能系统调度策略，对当前电能质量问题进行调控；

7、s5、将优化的储能系统调度策略传递给储能系统的控制器，对储能设备进行调度控制；

8、s6、实时监控电能质量参数的变化，并根据参数的变化情况调整调度策略；

9、s7、对调控效果进行评估，并根据评估结果进一步优化调度策略；

10、s8、对台区储能系统进行定期维护和升级。

11、进一步的，所述对分布式能源和负荷的波动进行预测具体包括以下步骤：

12、s2.1、采集各种能源和负荷的数据，对数据进行清洗和预处理，以及对数据进行标准化和归一化处理；

13、s2.2、基于主成分分析法从原始数据中提取时间序列数据中的周期性、趋势性、季节性和随机性特征；

14、s2.3、使用k最临近模型进行预测；

15、s2.4、使用历史数据对模型进行训练和验证，以评估模型的预测准确性和鲁棒性；

16、s2.5、对预测结果进行误差分析、模型性能评价和可视化操作；

17、s2.6、根据预测结果和误差分析，对模型进行优化和改进；

18、s2.7、将优化后的模型应用于实时数据，进行实时预测和优化。

19、进一步的，所述电能质量数据包括电压、电流、谐波以及电压闪变参数。

20、进一步的，所述优化算法为基于迭代算法的线性规划，具体包括以下步骤：

21、s4.1、确定储能系统的调度目标，根据调度目标建立线性规划模型，对模型进行松弛线性化；

22、s4.2、基于随机梯度下降法初始化算法参数并进行迭代收敛；

23、s4.3、迭代完成后，对最优解、目标函数的最小值、决策变量的取值进行分析，根据分析结果确定储能系统的调度策略。

24、进一步的，所述控制器基于硬件或软件搭建而成。

25、进一步的，所述对系统进行定期维护和升级具体包括硬件设备的更换、软件系统的更新以及优化算法的改进。

26、进一步的，所述调度策略包括充电、放电、电压支持以及谐波补偿，所述调整调度策略基于预设规则进行或通过在线优化算法实现。

27、进一步的，所述能源和负荷的数据包括太阳能、风能、储能以及需求侧管理数据。

28、进一步的，所述对数据进行清洗和预处理包括去除异常值和缺失值。

29、进一步的，所述步骤s2.3具体包括：

30、s2.3.1、收集分布式能源和负荷的历史数据，包括发电量、用电量、气象数据，确保数据质量和完整性；

31、s2.3.2、对收集的数据进行预处理，包括数据清洗、缺失值填充、异常值处理，并对数据进行标准化或归一化；

32、s2.3.3、根据问题需求，选择时间特征、气象特征或能源和负荷的历史数据进行建模；

33、s2.3.3、将预处理后的数据划分为训练集和测试集。训练集用于训练knn模型，测试集用于评估模型的预测性能；

34、s2.3.4、通过交叉验证方法选择最佳的k值，使用训练集数据训练knn模型；

35、s2.3.5、使用训练好的knn模型对测试集的分布式能源和负荷波动进行预测；

36、s2.3.6、评估knn模型的预测性能，并根据评估结果，对模型进行优化。

37、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

38、本发明通过基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，可以实现对分布式能源和负荷波动的预测，从而实现对储能系统调度策略的优化，该综合调控方法可以有效解决台区分布式能源和负荷波动导致的电能质量问题，提高电能质量和供电可靠性。本方法还可以提升台区储能系统的调度性能，提高电能质量的稳定性，为智能电网的稳定运行提供有力保障，同时，通过对系统的定期维护和升级，可以保证储能系统能够应对各种复杂工况，满足未来电网发展的需求，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述对分布式能源和负荷的波动进行预测具体包括以下步骤：

3.如权利要求1所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述电能质量数据包括电压、电流、谐波以及电压闪变参数。

4.如权利要求1所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述优化算法为基于迭代算法的线性规划，具体包括以下步骤：

5.如权利要求1所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述控制器基于硬件或软件搭建而成。

6.如权利要求1所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述对系统进行定期维护和升级具体包括硬件设备的更换、软件系统的更新以及优化算法的改进。

7.如权利要求1所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述调度策略包括充电、放电、电压支持以及谐波补偿，所述调整调度策略基于预设规则进行或通过在线优化算法实现。

8.如权利要求2所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述能源和负荷的数据包括太阳能、风能、储能以及需求侧管理数据。

9.如权利要求2所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述对数据进行清洗和预处理包括去除异常值和缺失值。

10.如权利要求2所述的一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，其特征是，所述步骤s2.3具体包括：

技术总结
本发明涉及电能质量调控技术领域，尤其涉及一种基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，该方法包括S1、通过监测设备收集电能质量数据；S2、对分布式能源和负荷的波动进行预测；S3、制定储能系统调度策略；S4、优化储能系统调度策略，对当前电能质量问题进行调控；S5、通过控制器对储能设备进行调度控制；S6、监控电能质量参数的变化，并调整调度策略；S7、对调控效果进行评估；S8、对台区储能系统进行定期维护和升级。本发明通过基于台区储能的电能质量问题综合调控方法，可以实现对分布式能源和负荷波动的预测，从而实现对储能系统调度策略的优化，进而有效解决台区分布式能源和负荷波动导致的电能质量问题，提高电能质量和供电可靠性。

技术研发人员：郝成钢,贾克音,孙刚,冀爽,计蕴宁,郑世洋,黄雅楠,鲁中超
受保护的技术使用者：国网吉林省电力有限公司四平供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15