本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)優(yōu)化控制，具體涉及一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這種系統(tǒng)通過分析電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，優(yōu)化儲(chǔ)能資源配置，以應(yīng)對可再生能源的波動(dòng)性和不確定性。替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的發(fā)展，得益于信息技術(shù)的快速進(jìn)步，特別是大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用，這些技術(shù)使得系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電網(wǎng)狀態(tài)，預(yù)測能源供需變化，并通過智能算法優(yōu)化儲(chǔ)能設(shè)備的充放電策略。所述替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的意義在于，不僅提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性，還有助于減少對化石燃料的依賴，降低溫室氣體排放，推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。此外，替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)還為電力市場提供了更多的靈活性，使得電力供應(yīng)更加經(jīng)濟(jì)高效，同時(shí)也為用戶和電力運(yùn)營商提供了更多的選擇和控制能力。

2、在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，電力需求的不確定性主要源于用戶用電行為的隨機(jī)性和不可預(yù)測性，這包括工業(yè)生產(chǎn)的變化、商業(yè)活動(dòng)的波動(dòng)、居民生活用電的不規(guī)則性以及極端天氣條件對用電需求的影響，這些因素導(dǎo)致實(shí)際電力需求與預(yù)測值之間存在偏差，降低替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的控制精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、本發(fā)明提出了一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3、電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取當(dāng)前時(shí)刻之前預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)電網(wǎng)運(yùn)行中每個(gè)變電站各采集時(shí)刻的所有類電數(shù)據(jù)，其中所有類電數(shù)據(jù)為電流數(shù)據(jù)和電能數(shù)據(jù)；

4、電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理模塊，用于對每個(gè)變電站所有采集時(shí)刻的電流、電能數(shù)據(jù)組成的二元組進(jìn)行擬合，得到擬合曲線，基于每個(gè)變電站的所有電能數(shù)據(jù)的混亂程度，以及所有電能數(shù)據(jù)與擬合曲線上對應(yīng)擬合值的差異，確定每個(gè)變電站的波動(dòng)系數(shù)，并結(jié)合不同類電數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，確定每個(gè)變電站的電能穩(wěn)定因子；

5、基于每個(gè)變電站的各類電數(shù)據(jù)采用基線校正算法，得到每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)，擬合各類待研電數(shù)據(jù)得到各類電數(shù)據(jù)擬合曲線，并提取各類電數(shù)據(jù)擬合曲線的所有峰值，基于所有峰值對應(yīng)采集時(shí)刻的離散程度，確定每個(gè)變電站的變化隨機(jī)指數(shù)；對每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)聚類，得到多個(gè)聚類簇，基于各聚類簇中所有元素的平均分布情況，確定每個(gè)變電站的分散指數(shù)，并結(jié)合所述變化隨機(jī)指數(shù)和所述電能穩(wěn)定因子，確定每個(gè)變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)；

6、儲(chǔ)能控制模塊，用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)中所有變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)的平均分布情況，確定當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的適應(yīng)性指數(shù)；基于電網(wǎng)中各采集時(shí)刻下所有變電站的電能數(shù)據(jù)的平均分布情況，結(jié)合所述適應(yīng)性指數(shù)與時(shí)間序列預(yù)測模型，得到當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的所有預(yù)測電能值，對替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

7、優(yōu)選的，所述每個(gè)變電站的波動(dòng)系數(shù)的確定方法為：

8、分析每個(gè)變電站的所有電能數(shù)據(jù)與擬合曲線上對應(yīng)擬合值之間的均方誤差；

9、分析每個(gè)變電站的各類電數(shù)據(jù)的信息熵，并計(jì)算不同類電數(shù)據(jù)的信息熵之間的差異；

10、每個(gè)變電站的波動(dòng)系數(shù)為每個(gè)變電站的均方誤差與信息熵差異融合的結(jié)果。

11、優(yōu)選的，所述每個(gè)變電站的電能穩(wěn)定因子的表達(dá)式為：式中，ai表示變電站i的電能穩(wěn)定因子；ai表示變電站i的所有電流數(shù)據(jù)與所有電能數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)；bi表示變電站i的波動(dòng)系數(shù)；ε表示預(yù)設(shè)大于0的常數(shù)。

12、優(yōu)選的，所述每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)的獲取方法為：

13、將每個(gè)變電站的各類電數(shù)據(jù)作為基線校正算法的輸入，輸出每個(gè)變電站各類電數(shù)據(jù)的基線；

14、將各類電數(shù)據(jù)中大于其基線最大值的所有電數(shù)據(jù)，作為每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)。

15、優(yōu)選的，所述每個(gè)變電站的變化隨機(jī)指數(shù)為每個(gè)變電站的所有類待研電數(shù)據(jù)的所述峰值對應(yīng)采集時(shí)刻離散程度的均值。

16、優(yōu)選的，所述每個(gè)變電站的分散指數(shù)的確定方法為：

17、分析每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)的各聚類簇中所有元素的均值；

18、分析每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)的所有聚類簇的所述元素均值的離散程度與聚類簇總數(shù)的乘積，每個(gè)變電站的分散指數(shù)為每個(gè)變電站的所有類待研電數(shù)據(jù)的所述乘積的均值。

19、優(yōu)選的，所述每個(gè)變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)的表達(dá)式為：式中，bi表示變電站i的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)；ci表示變電站i的變化隨機(jī)指數(shù)；di表示變電站i的分散指數(shù)；σ表示預(yù)設(shè)大于0的常數(shù)。

20、優(yōu)選的，所述當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的適應(yīng)性指數(shù)為當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)中所有變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)的均值。

21、優(yōu)選的，所述當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的所有預(yù)測電能值的確定方法為：

22、將當(dāng)前時(shí)刻之前各采集時(shí)刻下所有變電站的電能數(shù)據(jù)的均值，作為各采集時(shí)刻的實(shí)際電能值；

23、將當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的所有實(shí)際電能值作為時(shí)間序列預(yù)測模型的輸入，其中將電網(wǎng)的適應(yīng)性指數(shù)作為外生變量，得到電網(wǎng)的所有預(yù)測電能值。

24、優(yōu)選的，所述對替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，包括：

25、分析當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的所有實(shí)際電能值的均值，以及所有預(yù)測電能值的均值，并確定所述預(yù)測電能值均值與所述實(shí)際電能值均值的比值，若所述比值大于預(yù)設(shè)充電閾值且小于預(yù)設(shè)放電閾值，則替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)保持當(dāng)前狀態(tài)，若所述比值大于預(yù)設(shè)放電閾值，則替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)放電，若所述比值小于預(yù)設(shè)充電閾值，則替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)充電，其中預(yù)設(shè)放電閾值恒大于預(yù)設(shè)充電閾值。

26、本發(fā)明具有如下有益效果：

27、本申請通過對每個(gè)變電站各采集時(shí)刻的電流、電能數(shù)據(jù)組成的二元組進(jìn)行擬合，得到擬合曲線，基于每個(gè)變電站的所有電能數(shù)據(jù)的混亂程度，以及所有電能數(shù)據(jù)與擬合曲線上對應(yīng)擬合值的差異，并結(jié)合不同類電數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，確定每個(gè)變電站的電能穩(wěn)定因子，其有益效果在于可以提高電網(wǎng)負(fù)載行為預(yù)測的準(zhǔn)確性；本申請每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)中所有峰值的離散程度，確定每個(gè)變電站的變化隨機(jī)指數(shù)；對每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)聚類，得到多個(gè)聚類簇，基于各聚類簇中所有元素的平均分布情況，確定每個(gè)變電站的分散指數(shù)，并結(jié)合所述變化隨機(jī)指數(shù)和所述電能穩(wěn)定因子，確定每個(gè)變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)，其有益效果在于可以降低負(fù)載變化隨機(jī)性對替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)控制精度的影響；本申請通過分析當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)中所有變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)的平均分布情況，確定當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的適應(yīng)性指數(shù)；基于電網(wǎng)中各采集時(shí)刻下所有變電站的電能數(shù)據(jù)的平均分布情況，結(jié)合所述適應(yīng)性指數(shù)與時(shí)間序列預(yù)測模型，得到當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的所有預(yù)測電能值，對替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，其有益效果在于可以精確預(yù)測電能需求，提高替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的控制精度。本申請通過分析電網(wǎng)負(fù)載行為的不確定性，提高了電網(wǎng)負(fù)載行為預(yù)測的準(zhǔn)確性以及電能需求預(yù)測的準(zhǔn)確度，提高替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的控制精度。

技術(shù)特征：

1.一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)變電站的波動(dòng)系數(shù)的確定方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)變電站的電能穩(wěn)定因子的表達(dá)式為：式中，ai表示變電站i的電能穩(wěn)定因子；ai表示變電站i的所有電流數(shù)據(jù)與所有電能數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)；bi表示變電站i的波動(dòng)系數(shù)；ε表示預(yù)設(shè)大于0的常數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)變電站的各類待研電數(shù)據(jù)的獲取方法為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)變電站的變化隨機(jī)指數(shù)為每個(gè)變電站的所有類待研電數(shù)據(jù)的所述峰值對應(yīng)采集時(shí)刻離散程度的均值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)變電站的分散指數(shù)的確定方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)的表達(dá)式為：式中，bi表示變電站i的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)；ci表示變電站i的變化隨機(jī)指數(shù)；di表示變電站i的分散指數(shù)；σ表示預(yù)設(shè)大于0的常數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的適應(yīng)性指數(shù)為當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)中所有變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)的均值。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的所有預(yù)測電能值的確定方法為：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述對替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取各類電數(shù)據(jù)；電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理模塊，用于確定每個(gè)變電站的波動(dòng)系數(shù)，并結(jié)合不同類電數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，確定每個(gè)變電站的電能穩(wěn)定因子；基于所有峰值對應(yīng)采集時(shí)刻的離散程度，以及各聚類簇中所有元素的平均分布情況，并結(jié)合所述電能穩(wěn)定因子，確定每個(gè)變電站的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指數(shù)；儲(chǔ)能控制模塊，用于對替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。本申請通過分析電網(wǎng)負(fù)載行為的不確定性，提高替代性儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的控制精度。

技術(shù)研發(fā)人員：郝元釗,李尊,劉萬勛,司瑞華,李文峰,吳豫,董智,苗福豐,張平,晏昕童,程昱明,賈鵬,段鵬,衛(wèi)一民,蔣仁貴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9