基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法及系统与流程

本发明涉及光储充协同控制，尤其涉及基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法。

背景技术：

1、能量路由器是一种新型电力电子设备，是具有计算、通信、精确控制、远程协调、自治，以及即插即用等功能的智能体，采用全柔性架构设计，兼具传统变压器、断路器、潮流控制装置和电能质量控制装置的功能，可实现自主分布式运行控制和能量管理。

2、光储充是指对光伏、储能、充电桩的简称。近年来，随着能源消耗的不断增加和能源供应的不稳定性，对于可再生能源的利用和储存的需求日益迫切。光储充协同控制技术应运而生，它结合了光伏发电、储能系统和电动桩充电技术，能够实现对电能的高效利用和储存。然而，在实际应用中，光储充协同控制系统面临着重过载的问题。重过载是指光储充协同控制系统中产生的电能超过了系统的承载能力，导致系统的稳定性和安全性受到威胁。重过载不仅会损坏设备，还可能引发火灾等严重后果，因此亟需解决该问题。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何有效地减少重过载事件的发生，并降低对电网运行的影响，提高电力系统的可靠性和稳定性。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法，包括：采集能量路由器和光储充设备的数据；对数据进行异常判断处理，得到治理重过载方法的运行条件；根据台区负载率和负载率阈值选择不同的控制策略，计算光储充设备的控制功率，并将控制指令下发给光储充设备；使用控制指令调控光储充设备执行开关机与调整功率。

4、作为本发明所述的基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的一种优选方案，其中：所述能量路由器和光储充设备的数据包括，能量路由器的数据、光伏设备的数据、储能设备数据、充电桩设备数据；

5、能量路由器的数据包括设备数量、运行状态、运行模式、网侧电压、网侧电流、网侧功率、直流母线电压；光伏设备的数据包括设备数量、运行状态、发电功率、并网点电压、并网点电流；储能设备数据包括设备数量、运行状态、运行模式、soc、充放电功率、并网点电压、并网点电流；充电桩设备数据包括设备数量、运行状态、充电功率、电压、电流。

6、作为本发明所述的基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的一种优选方案，其中：所述异常判断处理包括，

7、对收集到的数据进行标准化处理，使用多维度z分数对异常值进行检测，表示为：

8、

9、其中，z表示异常检测指标；n表示特征的数量；xi表示第i个特征的值；ui表示第i个特征的均值；σi表示第i个特征的标准差；

10、建立随机森林模型，提取数据特征，划分训练集与测试集，使用训练集训练随机森林模型；从数据集中随机选择样本，在每个决策节点随机选择特征子集，使用信息增益分裂节点表示为：

11、

12、其中，ig表示信息增益；i表示信息熵；dp表示父节点的数据集；dj表示第j个子节点的数据集；nj表示父节点的样本数量；np表示子节点的样本数量；使用训练完成的随机森林模型对输入数据进行异常判断处理，每颗决策树输入数据进行预测，并根据z分数对数据进行异常值检测，随机森林输出的决策由所有决策树对最终结果进行投票决定。

13、作为本发明所述的基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的一种优选方案，其中：所述治理重过载方法的运行条件包括，

14、使用随机森林模型对检测到的异常数据进行分类；确定异常数据点可能对系统造成的影响；根据异常数据的分类和影响，确定系统的运行条件，包括调整光伏发电量、储能设备的充放电策略，调整充电桩的充电功率；根据确定的运行条件，制定相应的应对策略调节设备的运行功率、重新调配资源来减轻和预防重过载的发生。

15、作为本发明所述的基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的一种优选方案，其中：所述控制策略包括，据台区负载率是否超过负载率阈值选择不同的控制策略；

16、根据系统的实时响应和历史性能数据，动态调整控制策略的参数，负载率阈值调整和控制响应灵敏度；计算光储充设备的控制功率，并将控制指令下发给光储充设备；

17、判断台区负载率是否超过负载率阈值：若未超过负载率阈值，则不对光储充设备的功率进行调控；

18、若超过负载率阈值，则根据此时台区负载率和控制负载率达到的目标值，计算能量路由器网侧功率变化量和光储充设备总的调控容量；

19、比较光储充设备总的调控容量和能量路由器的端口功率限制值，若光储充设备总的调控容量大于能量路由器的端口功率限制值，则将能量路由器的端口功率限制值赋值为光储充设备总的调控容量；

20、其中，台区负载率阈值设置为θ；光储充设备根据收到的控制指令执行开关机与调整功率；所述能量路由器连接10kv线路和直流母线，光储充设备均连接在直流母线上，支持控制功率和开关机。

21、作为本发明所述的基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的一种优选方案，其中：所述计算光储充设备的控制功率包括，构建控制策略选择函数，计算得到综合功率调整因子，计算控制功率值；

22、控制策略选择函数f：

23、

24、综合功率调整因子g：

25、

26、计算功率控制值p，表示为：

27、

28、其中，k是调节参数；f表示根据负载率和阈值调整控制策略的灵敏度；g表示功率调节因子；p表示用于给出操作指令的控制功率；λ表示台区负载率；θ表示负载率阈值；pg表示网侧功率；pv表示光伏发电功率；pc表示充电桩充电功率；ps储能设备充放电功率；vg表示网侧电压；ig表示网侧电流。

29、作为本发明所述的基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的一种优选方案，其中：所述控制指令调控包括，

30、根据光储充设备总的调控容量以及光伏发电限制值，计算光伏发电功率控制值，保证光伏发电的功率在可控范围内，避免过载和不足的情况发生；

31、若控制光伏功率达到最大后，台区负载率仍超过阈值，计算储能放电功率控制值；若控制储能功率达到最大后，台区负载率仍超过阈值，计算充电桩放电功率控制值；

32、根据功率控制值p和设备当前的功率状态，确定控制指令的类型；若p为正值且设备处于关机状态，则指令类型为开机，并将设备输出功率调整到p；若p为零或负值且设备正在运行，则指令类型为关机；若p为正值且需要调整设备的输出功率，则指令类型为调整功率，调整到功率为p。

33、第二方面，本发明还提供了基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载系统，包括，数据采集模块：实时监控各设备状态，定期收集能量路由器、光伏设备、储能设备和充电桩的运行数据；

34、异常判断处理模块：对采集到的数据进行分析，使用随机森林算法检测数据异常情况；确定系统的运行条件，以避免过载情况；

35、控制策略选择模块：根据台区负载率和负载率阈值，选择合适的控制策略来调整光储充设备的运行；

36、控制指令执行模块：接收控制策略模块下发的控制指令；控制光伏设备、储能设备和充电桩根据指令进行开关机或调整功率；监控执行情况，确保指令的正确实施。

37、第三方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：存储器和处理器；

38、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的步骤。

39、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法的步骤。

40、本发明的有益效果：本发明提供的基于能量路由器的光储充协同控制治理重过载方法通过精确的数据采集和分析，系统能够实时监测电网的负荷情况，根据电网需求进行相应的光储充设备协同调度和智能化控制，可以实现光储充设备之间的紧密配合，有效解决光储充系统在重过载条件下的控制和治理问题。在电网负荷突然增大或出现故障时，系统能够及时调整光储充设备的运行状态，以避免系统发生过载。同时，系统还能够通过对充放电过程的监控和调节，避免电网频繁发生重过载事件，有效降低电力系统的运行风险，提高电力系统的可靠性和稳定性，促进电力系统的可持续发展。