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源网荷储低碳运行方法、装置、电子设备及存储介质

专利类型:
发明
申请号/专利号:
CN202410167493.1
申请人(专利权人):
内蒙古科技大学
行业类别:
H02J3/32 H02J3/46 H02J3/14 G06Q10/0631 G06Q50/06 G06F18/232 G06F18/23213
技术成熟度:
成熟
公布时间:
2024-05-03
证书状态:
有效
交易价格:
面议
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技术摘要

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委托经理人

本发明提供一种源网荷储低碳运行方法、装置、电子设备及存储介质,涉及电力技术领域,该方法包括:基于目标聚类算法,对上一时间窗口内目标能源系统中分布式电源的出力数据进行修正,获得上一时间窗口内目标能源系统修正后的运行数据,目标聚类算法是对DBSCAN聚类算法和ISODATA聚类算法进行改进后得到的;基于上述运行数据,依据目标能源系统对应的运行目标和运行约束,生成当前时间窗口内目标能源系统的运行方案。本发明提供的源网荷储低碳运行方法、装置、电子设备及存储介质,能在高随机性的分布式电源以及高灵活性的储能装置大量接入能源系统的情况下,更好地确保能源系统的安全稳定运行以及能源系统中分布式电源的发电消纳。

1.一种源网荷储低碳运行方法,其特征在于,包括: 获取上一时间窗口内目标能源系统的运行数据,所述目标能源系统的运行数据包括所述目标能源系统中发电源的出力数据、负荷的负荷数据以及储能的储能数据,所述目标能源系统中发电源包括分布式电源,所述目标能源系统中储能包括虚拟储能和电化学储能; 基于目标聚类算法,对所述上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据进行修正,获得上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据,所述目标聚类算法是对DBSCAN聚类算法和ISODATA聚类算法进行改进后得到的; 基于上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据,依据所述目标能源系统对应的运行目标和运行约束,生成当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案; 依据当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案,在当前时间窗口内对所述目标能源系统进行运行调度; 上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据,包括上一时间窗口内所述目标能源系统中的分布式电源在每一采样时刻的出力数据,任意相邻两个采样时刻之间间隔预设时长; 所述基于目标聚类算法,对所述上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据进行修正,获得上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据,包括: 将上一时间窗口内所述目标能源系统中的分布式电源在每一采样时刻的出力数据,分别确定为每一样本数据; 基于DBSCAN聚类算法对各所述样本数据进行聚类,获得多个原始聚类中心,所述DBSCAN聚类算法中的邻域距离阈值和样本个数阈值是预定义的; 获取每一所述原始聚类中心对应的聚类区域中样本数据的数量,基于每一所述原始聚类中心对应的聚类区域中样本数据的数量,剔除对应的聚类区域中样本数据的数量少于所述样本个数阈值的原始聚类中心,并将剩余的原始聚类中心确定为初始聚类中心,任一原始聚类中心对应的聚类区域包括以所述任一原始聚类中心为圆心,以所述邻域距离阈值为半径的圆形区域; 将各所述初始聚类中心确定为ISODATA聚类算法中聚类中心的初始值,基于ISODATA聚类算法对各所述样本数据进行聚类,获得多个目标聚类中心; 在不满足迭代停止条件的情况下,将所述目标聚类中心确定为所述原始聚类中心,并再次执行所述获取每一所述原始聚类中心对应的聚类区域中样本数据的数量,至所述基于ISODATA聚类算法对各所述样本数据进行聚类,获得目标聚类中心的步骤, 在满足迭代停止条件的情况下,基于所述目标聚类中心以及所述目标聚类中心对应的聚类区域中的样本数据,对上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据进行修正,进而获得上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据。

2.根据权利要求1所述的源网荷储低碳运行方法,其特征在于,所述依据当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案,在当前时间窗口内对所述目标能源系统进行运行调度之后,所述方法还包括: 获取当前时间窗口内所述目标能源系统的运行数据; 基于当前时间窗口内所述目标能源系统的运算数据,获取当前时间窗口内所述目标能源系统的运行数据; 基于当前时间窗口内所述目标能源系统的运行数据,计算得到当前时间窗口内所述目标能源系统目标评价指标的取值,以供对当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案进行评价,所述目标评价指标包括风光消纳率、节点电源平稳度、负荷波动幅度、用户参与满意度以及电网依赖度。

3.根据权利要求2所述的源网荷储低碳运行方法,其特征在于,所述基于上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据,依据所述目标能源系统对应的运行目标和运行约束,生成当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案之后,所述方法还包括: 基于上一时间窗口内所述目标能源系统目标评价指标的评价值,更新当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案。

4.根据权利要求2所述的源网荷储低碳运行方法,其特征在于,所述用户参与满意度基于执行当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案前和执行当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案后所述目标能源系统中负荷之间的欧氏距离值,以及执行当前时间窗口内目标能源系统的运行方案前所述目标能源系统中负荷的负荷值计算得到;所述电网依赖度基于所述目标能源系统与上级电网的交互功率以及所述目标能源系统中发电源的有功功率计算得到。

5.根据权利要求1至4任一所述的源网荷储低碳运行方法,其特征在于,所述目标能源系统对应的运行目标包括所述目标能源系统的综合运行成本最低;所述综合运行成本包括购电成本、电网损耗成本、分布式电源的调度成本、电化学储能的调度成本、虚拟储能调度成本、弃风弃光的惩罚成本以及阶梯式碳交易成本;所述目标能源系统中的虚拟储能包括第一虚拟储能、第二虚拟储能以及第三虚拟储能;所述第一虚拟储能是通过削减负荷实现储能的;所述第二虚拟储能是通过调配负荷实现储能的;所述第三虚拟储能是通过在连续时间段内整体平移负荷实现储能的。

6.根据权利要求1至4任一所述的源网荷储低碳运行方法,其特征在于,所述目标能源系统对应的运行约束包括功率平衡约束、分布式电源出力约束、节点电压约束、电化学储能充放电功率约束、与上级电网的交互功率约束以及能源系统潮流约束。

7.一种源网荷储低碳运行装置,其特征在于,包括: 数据获取模块,用于获取上一时间窗口内目标能源系统的运行数据,所述目标能源系统的运行数据包括所述目标能源系统中发电源的出力数据、负荷的负荷数据以及储能的储能数据,所述目标能源系统中发电源包括分布式电源,所述目标能源系统中储能包括虚拟储能和电化学储能; 数据修正模块,用于基于目标聚类算法,对所述上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据进行修正,获得上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据,所述目标聚类算法是对DBSCAN聚类算法和ISODATA聚类算法进行改进后得到的; 方案生成模块,用于基于上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据,依据所述目标能源系统对应的运行目标和运行约束,生成当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案; 运行调度模块,用于依据当前时间窗口内所述目标能源系统的运行方案,在当前时间窗口内对所述目标能源系统进行运行调度; 上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据,包括上一时间窗口内所述目标能源系统中的分布式电源在每一采样时刻的出力数据,任意相邻两个采样时刻之间间隔预设时长; 所述数据修正模块基于目标聚类算法,对所述上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据进行修正,获得上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据,包括: 将上一时间窗口内所述目标能源系统中的分布式电源在每一采样时刻的出力数据,分别确定为每一样本数据; 基于DBSCAN聚类算法对各所述样本数据进行聚类,获得多个原始聚类中心,所述DBSCAN聚类算法中的邻域距离阈值和样本个数阈值是预定义的; 获取每一所述原始聚类中心对应的聚类区域中样本数据的数量,基于每一所述原始聚类中心对应的聚类区域中样本数据的数量,剔除对应的聚类区域中样本数据的数量少于所述样本个数阈值的原始聚类中心,并将剩余的原始聚类中心确定为初始聚类中心,任一原始聚类中心对应的聚类区域包括以所述任一原始聚类中心为圆心,以所述邻域距离阈值为半径的圆形区域; 将各所述初始聚类中心确定为ISODATA聚类算法中聚类中心的初始值,基于ISODATA聚类算法对各所述样本数据进行聚类,获得多个目标聚类中心; 在不满足迭代停止条件的情况下,将所述目标聚类中心确定为所述原始聚类中心,并再次执行所述获取每一所述原始聚类中心对应的聚类区域中样本数据的数量,至所述基于ISODATA聚类算法对各所述样本数据进行聚类,获得目标聚类中心的步骤, 在满足迭代停止条件的情况下,基于所述目标聚类中心以及所述目标聚类中心对应的聚类区域中的样本数据,对上一时间窗口内所述目标能源系统中分布式电源的出力数据进行修正,进而获得上一时间窗口内所述目标能源系统修正后的运行数据。

8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述源网荷储低碳运行方法。

9.一种非暂态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权利要求1至6任一项所述源网荷储低碳运行方法。


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