一种基于实时数据的并网-微网动态优化控制系统及方法与流程

本发明涉及电网管理，尤其涉及一种基于实时数据的并网-微网动态优化控制系统及方法。

背景技术：

1、传统的电网管理侧重于大规模、集中式的能源生成，通常依赖于化石燃料，这种管理模式在灵活性和环境可持续性方面存在局限，随着可再生能源技术的发展，分布式能源资源如太阳能光伏和风力发电逐渐普及，这些资源的集成增加了电网的复杂性，智能电网利用先进的信息和通信技术来优化电力生产、分配和消费，它支持更有效的电网管理，特别是在并网和微网运行模式方面，微网是一种可以独立于传统电网运行的局部能源网络，而并网则是指与主电网连接的系统。在某些情况下，微网可以断开主电网，独立运行。

2、然而在相关技术中发现：许多现有系统在处理大量实时数据方面存在局限，这对于实现高度动态和自适应的电网管理是一个重大挑战，难以精确预测能源需求和可再生能源产出对于优化并网和微网运行至关重要，同时不同能源系统和设备之间的集成和互操作性是一个挑战，这限制了优化的范围和效果，鉴于此，提供一种基于实时数据的并网-微网动态优化控制系统及方法以克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于实时数据的并网-微网动态优化控制系统及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于实时数据的并网-微网动态优化控制系统，包括系统控制端，所述系统控制端的输出端连接有数据收集单元，且数据收集单元的输出端同时连接有数据处理单元和数据分析单元，所述数据处理单元和数据分析单元的另一输出端连接有预测单元，且预测单元的输出端连接有优化决策单元，所述优化决策单元的输出端连接有控制执行单元，且控制执行单元的输出端连接有安全与合规监控单元，所述安全与合规监控单元的输出端连接有云端服务器；控制装置和每个光伏，风能模块之间用导线连接，每根导线上有一个智能开关，智能开关内有信号接收装置，采用g通讯，控制器可以发送g信号给开关控制开关的分合，优化决策单元位于控制器内部，作出决策之后下发给智能开关，智能开关合则并网模式，智能开关分则微网模式，从而根据情况进行调整适合的模式。

3、作为上述技术方案的进一步描述：所述数据收集单元包括能源产出监测模块、功率消耗监测模块和储能状态监测模块；

4、所述能源产出监测模块用于对电网可再生和非可再生能源产出进行监测和记录；

5、所述功率消耗监测模块用于对生产和运行过程中所消耗的能源进行监测和记录；

6、所述储能状态监测模块用于对生产的能源储存后进行实时监测；

7、通过能源产出监测模块对于电网产出的资源进行监测和记录备份，同时经功率消耗监测模块，对产生的功耗进行监测和记录备份，能够有效的了解电网运行过程中产生和消耗能，从而能够提高管理的精确度，经储能状态监测模块对产生后的能源储存状态进行监测，起到预警效果。

8、作为上述技术方案的进一步描述：所述数据收集单元还包括用户需求提交模块和工作环境感应模块；

9、所述用户需求提交模块用于对微网或区域的使用、需求和记录进行备份和提交至总端；

10、所述工作环境感应模块用于对电网的微网、各节点的环境，如天气、温度和湿度等影响工作的调节进行感应并监测；

11、每个微网区域均设有用户需求提交模块，便于相互连接和交流需求，以便于快速反应和处理，同时配合工作环境感应模块涵盖的温度、湿度、天气等传感设备，能够对工作环境和调节进行监测，出现问题能够及时反馈，避免因工作环境造成影响。

12、作为上述技术方案的进一步描述：所述预测单元包括能源需求预测模块和能源产出预测模块；

13、所述能源需求预测模块用于对运行过程中所需求的能源进行预测和计算；

14、所述能源产出预测模块用于对未来所能产出的能源进行预测和计算；

15、通过能源需求预测模块对需求能源进行预测，通过能源产出预测模块对产出能源进行预测，使用机器学习和统计方法基于历史和实时数据预测未来的能源需求和可再生能源产出，从而得到的数据便于后期进行优化能源分配，减少能源浪费。

16、作为上述技术方案的进一步描述：所述优化决策单元包括数据提取模块、运行状态提取模块和数据计算模块；

17、所述数据提取模块用于对预测单元得出的结果和数据进行提取；

18、所述运行状态提取模块用于对当前电网运行的状态和条件提取并记录；

19、所述数据计算模块用于对运行状态提取模块和预测单元得出的数据进行整合、对比和计算并得出最优运行策略；

20、通过数据提取模块对预测单元预测数据进行提取，并经数据计算模块进行计算碳排放最小化，并通过运行状态提取模块对电网工作状态和约束条件提取，用于进行对比，从而能够计算出运行策略，对并网和微网根据得到数据进行调整运行方式，避免造成资源上的浪费和流失。

21、作为上述技术方案的进一步描述：所述控制执行单元包括自动处理模块和手动处理模块；

22、所述自动处理模块用于对得出数据和运行策略后自动对并网、微网或混合方式进行调整；

23、所述手动处理模块用于对需要注意的独特区域或微网范围进行手动调整，从而能够细微的对电网进行管理；

24、当经优化决策单元得出数据后，便于信号输送至控制执行单元，经自动处理模块进行自动处理，当现象较为特殊或需要单独控制的，就通过手动处理模块进行处理，从而能够对并网、微网和混合之间进行调整和处理，降低能源的流失和消耗起到节能效果。

25、作为上述技术方案的进一步描述：所述控制执行单元还包括微网点提示模块、运维人员匹配模块和微网信息反馈模块；

26、所述微网点提示模块用于对需要手动调整的微网点的分控端进行提醒和警示；

27、所述运维人员匹配模块用于对微网点对应的运维人员进行匹配和传唤；

28、所述微网信息反馈模块用于对微网点调整后和过程中的信息进行登记和反馈；

29、当需要手动处理模块运行时，首先经微网点提示模块提示对应调整的微网点，同时经运维人员匹配模块快速匹配微网配备或相近的运维人员，便于快速进行调整，同时配合微网信息反馈模块对调整信息进行记录和备份，并反馈至系统控制端。

30、作为上述技术方案的进一步描述：所述安全与合规监控单元包括故障监测模块、警示模块和故障处理模块；

31、所述故障监测模块用于对电网运行过程中是否出现故障如漏电、断连或无功等进行实时监测；

32、所述警示模块用于对发现故障后及时进行预警提醒调度人员；

33、所述故障处理模块用于对出现的故障进行处理。通过故障监测模块对电网的运行进行实时监控，出现问题及时通过警示模块进行预警，同时经故障处理模块对运维人员进行调度，保证电网的正常运行出现问题能够及时修复

34、作为上述技术方案的进一步描述：所述安全与合规监控单元还包括故障点采集模块、维修方式匹配模块和运维记录模块；

35、所述故障点采集模块用于对故障发生处的信息进行采集和上传；

36、所述维修方式匹配模块用于对发生故障的问题进行上传至云端服务器并匹配合适维修方式；

37、所述运维记录模块用于对维修过程进行记录和备份；

38、当出现故障时，经故障点采集模块快速定位故障处，并经维修方式匹配模块对故障进行分析，并经云端服务器检索出合适的维修方式，同时经运维人员匹配模块匹配合适的运维人员，如距离较近提高维修效率。在维修后经运维记录模块对维修故障等进行记录和备份。

39、一种基于实时数据的并网-微网动态优化控制方法，包括以下步骤：

40、s1、首先经数据收集单元对电网所连接的风电、光伏等模块的产能、耗能、工作环境等数据进行采集；

41、s2、随后经数据处理单元和数据分析单元对数据进行整理和分析，并提交至预测单元。

42、s3、通过预测单元根据数据分析预测出能源的需求和产出，随后提交至优化决策单元。

43、s4、经优化决策单元针对能源需求和产出，计算碳排放的目标函数，判定是否超标，并结合运行约束计算出最优运行策略。

44、s5、根据最优运行策略，经控制执行单元对电网的模式进行管理，在并网、微网或混合模式之间进行调节，保证节能环保。

45、s6、电网管理和运行过程中，经安全与合规监控单元进行监控，确保了操作的安全性和数据的保护。

46、本发明具有如下有益效果：

47、本发明通过数据收集单元的能源产出监测模块和功率消耗监测模块对电网的各风能、光伏能模块的可再生和不可再生能源产出进行监测记录，并对生产能源所造成的消耗进行监测记录，并配合工作环境感应模块对工作环境和调节进行监测，并经数据处理单元和数据分析单元能够准确处理和分析大量实时数据，包括能源消耗、产出和环境参数，从而使电网管理更加精准和高效。

48、本发明通过预测单元的能源需求预测模块和能源产出预测模块，系统能够预测未来的能源需求和产出，优化能源分配，减少能源浪费，并通过优化决策单元数据提取模块、运行状态提取模块和数据计算模块，对得到的信息进行计算和整理，根据数值选取最优的决策策略，从而能够实现了碳排放的显著减少，这对于应对气候变化和促进环境保护具有重要意义，同时能够提高数值的精确度，便于对并网和微网之间的状态进行调整。

49、本发明选取最优策略后，经控制执行单元对允许自动处理模块进行自动处理划分并网、微网或混合，针对需要手动处理的区域，经手动处理模块的微网点提示模块提示对应微网区域范围，并经运维人员匹配模块匹配合适运维人员进行手动调节，能够让系统的智能控制功能能够根据实时数据和预测结果灵活切换电网的运行模式，提高了电网对于可再生能源波动和需求变化的适应性，根据电网电价和碳排放是否超标对应模式的调整。

50、本发明通过安全与合规监控单元的故障监测模块对电网运行实时监控，当出现故障后，经警示模块快速预警，并经故障处理模块的故障点采集模块把故障点信息数据进行上传，并经维修方式匹配模块在云端服务器的联网检索下，能够针对故障提出检修方案，并通过运维人员匹配模块匹配最近的运维人员，能够快速进行维护和维修，并经运维记录模块进行记录上传。