一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统

技术领域

本发明涉及柔性负荷管理策略验证技术领域，尤其涉及一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统。

背景技术

社会生产生活对于电力的强需求不断增加，带来电力运作活动高峰，电力企业出现负增长现象，为电力体系带来巨大冲击。电力柔性负荷是电力运作活动中和重要环节，对电力调度具有补给作用，成为我国电力运作企业关注重要环节，电力柔性符合调度工作有效地进行，利于促进电力企业高效发展，降低电力运作活动的运作压力，增加运作效率和质量，分布式电源以及负荷具有间歇性、不确定性等特征，新型负荷和分布式能源增多，微电网稳定控制受到诸多挑战，微电网的供需平衡和频率、电压的稳定是影响主动配电网安全运行的关键因素。

随着柔性交流输电系统应用日益广泛、元件容量越来越大，柔性交流输电系统能否按照控制策略预设条件与逻辑正确动作，对电力系统安全稳定运行有重要影响。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有技术对柔性负荷主动管理策略的有效性进行验证时容易受到电网扰动的影响，导致对柔性负荷主动管理策略的验证比较困难；现有的柔性负荷主动管理策略验证方法及系统的验证方式比较单元，难以模拟出不同的情况下电荷变化对电网影响的变化，测试结果对照性比较差。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种柔性负荷主动管理策略验证方法，包括：

基于电网运行状态检测结果历史数据，对电力柔性负荷进行类别分组与等级划分；

根据所述类别分组和等级划分，获取不同等级与分组的电力柔性负荷对电网电压和频率的变化影响；

根据所述影响进行电网扰动设置，对电网进行扰动仿真，获取柔性负荷主动管理策略与抗扰动性关系。

作为本发明所述的柔性负荷主动管理策略验证方法的一种优选方案，其中：所述类别分组与等级划分包括，

所述类别分组包括工业用户柔性负荷、商业用户柔性负荷以及居民用户柔性负荷；

所述等级划分包括，第一级工业用户柔性负荷、第二级工业用户柔性负荷、第一级商业用户柔性负荷、第二级商业用户柔性负荷、第一级居民用户柔性负荷、第二级居民用户柔性负荷。

作为本发明所述的柔性负荷主动管理策略验证方法的一种优选方案，其中：所述电网扰动设置包括小扰动设置和大扰动设置，

所述小扰动设置通过电流功率及潮流控制，变压器分接头调整和联络线功率无规则波动对电网进行扰动；

所述大扰动设置通过断路器切换引起较大功率或阻抗变化的扰动对电网进行扰动，测试电网的抗扰动能力；

当电网负荷为第一级居民用户柔性负荷与第二级居民用户柔性负荷时，使用小扰动设置，当电网负荷为第一级工业用户柔性负荷、第二级工业用户柔性负荷、第一级商业用户柔性负荷与第二级商业用户柔性负荷时，使用大扰动设置。

作为本发明所述的柔性负荷主动管理策略验证方法的一种优选方案，其中：所述状态检测结果历史数据包括，

获取电网中总有功和无功功率产出数据与负荷总的有功和无功功率的需求数据，并判断是否达到平衡，若平衡则不记录数据，若不平衡则为故障变化，则记录此时电流数据、电压数据、功率数据、功率因数和电量数据；

获取电网中的各母线电压和频率，并判断电网中的各母线电压和频率是否在正常运行的允许偏差范围内，若在偏差范围内则不记录数据，若不在偏差范围内则记录此时各母线电压和频率数据；

获取各电源设备和输变电设备限额，并判断各电源设备和输变电设备限额是否均在规定的限额内运行，若限额范围内则不记录数据，若限额不在范围内则记录此时限额数据。

作为本发明所述的柔性负荷主动管理策略验证方法的一种优选方案，其中：所述扰动仿真包括，

电力负荷额定功率运行控制仿真验证，所述电力负荷额定功率运行控制仿真验证通过控制电网的负荷功率在±20％额定功率运行范围内，以步长2％额定功率进行波动仿真，并记录对应的额定功率；

电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证，所述电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证通过控制电网负荷功率在三级电力负荷的情况下测试电网消耗的有功功率的增减值大小，并对记录对应有功功率大小；

电力负荷不区分等级主动响应控制仿真进行仿真验证，所述电力负荷不区分等级主动响应控制仿真通过将电网负荷功率大于三级电力负荷的情况下测试电网是否处于正常运行状态下，测试电网系统的供需是否平衡；

所述电力负荷额定功率运行控制仿真验证为小扰动设置，所述电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证与电力负荷不区分等级主动响应控制仿真进行仿真验证为大扰动设置。

作为本发明所述的柔性负荷主动管理策略验证方法的一种优选方案，其中：所述获取柔性负荷主动管理策略与抗扰动性关系包括，

当对电网进行扰动仿真时，对不同等级负荷均采用扰动仿真；

所述第一级工业用户柔性负荷与第二级工业用户柔性负荷采用电力负荷不区分等级主动响应控制仿真进行仿真验证，所述第一级商业用户柔性负荷与第二级商业用户柔性负荷采用电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证，所述第一级居民用户柔性负荷与第二级居民用户柔性负荷采用电力负荷额定功率运行控制仿真验证。

作为本发明所述的柔性负荷主动管理策略验证方法的一种优选方案，其中：所述等级划分还包括，

若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至少500万元经济损失、紧急状态未能得到控制、故障修复需花费3天以上，此时电网电力供电负荷为第一级工业用户柔性负荷；

若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多500万元且至少100万元经济损失、紧急状态得到控制但事故持续发生变化、故障修复需花费1天以上、3天以下，此时电网电力供电负荷为第二级工业用户柔性负荷；

若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多100万元且至少50万元经济损失、紧急状态得到控制且事故不持续变化、故障修复需花费12小时以上、1天以下，此时电网电力供电负荷为第一级商业用户柔性负荷；

若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多50万元且至少10万元经济损失、紧急状态得到控制且事故不变化、故障修复需花费4小时以上、12小时以下，此时电网电力供电负荷为第二级商业用户柔性负荷；

若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多10万元且至少5万元经济损失、紧急状态得到控制且事故不变化、故障修复需花费1小时以上、4小时以下，此时电网电力供电负荷为第一级居民用户柔性负荷；

若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多5万元且经济损失、紧急状态得到控制且事故不变化、故障修复需花费1小时以下，此时电网电力供电负荷为第二级居民用户柔性负荷。

一种柔性负荷主动管理策略验证系统，其特征在于：包括分类模块、参数变动获取模块以及仿真评估模块，

分类模块，所述分类模块用于基于电网运行状态检测结果历史数据，对电力柔性负荷进行类别分组与等级划分；

参数变动获取模块，所述参数变动获取模块用于根据所述类别分组和等级划分，获取不同等级与分组的电力柔性负荷对电网电压和频率的变化影响；

仿真评估模块，所述仿真评估模块用于根据所述影响进行电网扰动设置，对电网进行扰动仿真，获取柔性负荷主动管理策略与抗扰动性关系。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

一种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上所述的方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明提供的一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统通过电网运行状态检测步骤和电力柔性负荷参数设置与等级划分步骤的相互作用下，通过对电网的柔性负荷参数设置进行设置，将电力电子柔性负荷按照其重要性和受影响程度进行分级，实现从电网初始运行状态至试验目标运行状态的全过程控制，方便对柔性负荷管理策略的有效性进行对比。通过仿真验证判断电网是否能承受由基础的控制策略验证试验前电网运行状态至试验目标电网运行状态的过程中产生的扰动，能够更加直观地验证柔性负荷主动管理策略能否增加电网的抗扰动性，具有方便验证电网在不同情况下是否能够正常运行的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例提供的一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统的方法流程图；

图2为本发明一个实施例提供的一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统的计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1-2，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统，包括：

步骤102，基于电网运行状态检测结果历史数据，对电力柔性负荷进行类别分组与等级划分；

其中，所述类别分组与等级划分包括，所述类别分组包括工业用户柔性负荷、商业用户柔性负荷以及居民用户柔性负荷；

具体的，所述等级划分包括，第一级工业用户柔性负荷、第二级工业用户柔性负荷、第一级商业用户柔性负荷、第二级商业用户柔性负荷、第一级居民用户柔性负荷、第二级居民用户柔性负荷。

更进一步的，所述等级划分还包括，若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至少500万元经济损失、紧急状态未能得到控制、故障修复需花费3天以上，此时电网电力供电负荷为第一级工业用户柔性负荷；

更进一步的，若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多500万元且至少100万元经济损失、紧急状态得到控制但事故持续发生变化、故障修复需花费1天以上、3天以下，此时电网电力供电负荷为第二级工业用户柔性负荷；

更进一步的，若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多100万元且至少50万元经济损失、紧急状态得到控制且事故不持续变化、故障修复需花费12小时以上、1天以下，此时电网电力供电负荷为第一级商业用户柔性负荷；

更进一步的，若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多50万元且至少10万元经济损失、紧急状态得到控制且事故不变化、故障修复需花费4小时以上、12小时以下，此时电网电力供电负荷为第二级商业用户柔性负荷；

更进一步的，若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多10万元且至少5万元经济损失、紧急状态得到控制且事故不变化、故障修复需花费1小时以上、4小时以下，此时电网电力供电负荷为第一级居民用户柔性负荷；

更进一步的，若电网运行出现故障，且故障结果导致产生至多5万元且经济损失、紧急状态得到控制且事故不变化、故障修复需花费1小时以下，此时电网电力供电负荷为第二级居民用户柔性负荷。

更进一步的，运行状态检测，包括检测电网中总有功和无功功率出力能与负荷总的有功和无功功率的需求是否达到平衡、电网中的各母线电压和频率是否在正常运行的允许偏差范围内、各电源设备和输变电设备是否均在规定的限额内运行、电力系统是否有足够的旋转备用和紧急备用以及必要的调节手段使电网能承受正常的干扰。

应说明的是，正常的干扰包括无故障断开一台发电机或一条线路。

更进一步的，对电力柔性负荷参数进行设置与等级划分，包括对电网的柔性负荷参数设置进行设置，将电力电子柔性负荷按照其重要性和受影响程度进行分级。

步骤104，根据所述类别分组和等级划分，获取不同等级与分组的电力柔性负荷对电网电压和频率的变化影响；

其中，所述状态检测结果历史数据包括，获取电网中总有功和无功功率产出数据与负荷总的有功和无功功率的需求数据，并判断是否达到平衡，若平衡则不记录数据，若不平衡则为故障变化，则记录此时电流数据、电压数据、功率数据、功率因数和电量数据；

应说明的是，获取电网中的各母线电压和频率，并判断电网中的各母线电压和频率是否在正常运行的允许偏差范围内，若在偏差范围内则不记录数据，若不在偏差范围内则记录此时各母线电压和频率数据；

更进一步的，获取各电源设备和输变电设备限额，并判断各电源设备和输变电设备限额是否均在规定的限额内运行，若限额范围内则不记录数据，若限额不在范围内则记录此时限额数据。

应说明的是，测试电力柔性负荷对电网电压和频率的变化影响。

应说明的是，通过测试电源侧对频率和电压的承受能力，改变电源侧电压、频率，对电网负荷本身的削减潜力进行测试。

步骤106，根据所述影响进行电网扰动设置，对电网进行扰动仿真，获取柔性负荷主动管理策略与抗扰动性关系。

其中，所述电网扰动设置包括小扰动设置和大扰动设置，

更进一步的，所述小扰动设置通过电流功率及潮流控制，变压器分接头调整和联络线功率无规则波动对电网进行扰动；

更进一步的，所述大扰动设置通过断路器切换引起较大功率或阻抗变化的扰动对电网进行扰动，测试电网的抗扰动能力；

应说明的是，当电网负荷为第一级居民用户柔性负荷与第二级居民用户柔性负荷时，使用小扰动设置，当电网负荷为第一级工业用户柔性负荷、第二级工业用户柔性负荷、第一级商业用户柔性负荷与第二级商业用户柔性负荷时，使用大扰动设置。

更进一步的，所述扰动仿真包括，电力负荷额定功率运行控制仿真验证，所述电力负荷额定功率运行控制仿真验证通过控制电网的负荷功率在±20％额定功率运行范围内，以步长2％额定功率进行波动仿真，并记录对应的额定功率；

更进一步的，电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证，所述电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证通过控制电网负荷功率在三级电力负荷的情况下测试电网消耗的有功功率的增减值大小，并对记录对应有功功率大小；

更进一步的，电力负荷不区分等级主动响应控制仿真进行仿真验证，所述电力负荷不区分等级主动响应控制仿真通过将电网负荷功率大于三级电力负荷的情况下测试电网是否处于正常运行状态下，测试电网系统的供需是否平衡。

应说明的是，所述电力负荷额定功率运行控制仿真验证为小扰动设置，所述电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证与电力负荷不区分等级主动响应控制仿真进行仿真验证为大扰动设置。

更进一步的，所述获取柔性负荷主动管理策略与抗扰动性关系包括，

当对电网进行扰动仿真时，对不同等级负荷均采用扰动仿真；

应说明的是，所述第一级工业用户柔性负荷与第二级工业用户柔性负荷采用电力负荷不区分等级主动响应控制仿真进行仿真验证，所述第一级商业用户柔性负荷与第二级商业用户柔性负荷采用电力负荷考虑重要等级主动响应控制仿真验证，所述第一级居民用户柔性负荷与第二级居民用户柔性负荷采用电力负荷额定功率运行控制仿真验证。

一种柔性负荷主动管理策略验证系统，其特征在于：包括分类模块、参数变动获取模块以及仿真评估模块，

分类模块，所述分类模块用于基于电网运行状态检测结果历史数据，对电力柔性负荷进行类别分组与等级划分；

参数变动获取模块，所述参数变动获取模块用于根据所述类别分组和等级划分，获取不同等级与分组的电力柔性负荷对电网电压和频率的变化影响；

仿真评估模块，所述仿真评估模块用于根据所述影响进行电网扰动设置，对电网进行扰动仿真，获取柔性负荷主动管理策略与抗扰动性关系。

上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图2所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

基于电网运行状态检测结果历史数据，对电力柔性负荷进行类别分组与等级划分；

根据所述类别分组和等级划分，获取不同等级与分组的电力柔性负荷对电网电压和频率的变化影响；

根据所述影响进行电网扰动设置，对电网进行扰动仿真，获取柔性负荷主动管理策略与抗扰动性关系。

实施例2

参照图1-2，为本发明的一个实施例，提供了一种柔性负荷主动管理策略验证方法及系统，为了验证本发明的有益效果，通过对比实验进行科学论证。

表1不同类型特征负荷受扰动的影响

由表1可知，当第一级工业用户柔性负荷进行大扰动设置时，容量变动超过20％时，柔性负荷主动管理策略不产生任何作用，当第二级工业用户柔性负荷进行大扰动设置时，容量变动超过15％时，柔性负荷主动管理策略不产生任何作用，当第一级商业用户柔性负荷进行大扰动设置时，容量变动超过10％时，柔性负荷主动管理策略不产生任何作用，当第二级商业用户柔性负荷进行大扰动设置时，容量变动超过8％时，柔性负荷主动管理策略不产生任何作用，当第一级居民用户柔性负荷进行小扰动设置时，容量变动超过10％时，柔性负荷主动管理策略不产生任何作用，当第二级居民用户柔性负荷进行小扰动设置时，容量变动超过8％时，柔性负荷主动管理策略不产生任何作用。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。