一种配电网开放容量控制方法及系统

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，尤其涉及一种配电网开放容量控制方法及系统。

背景技术

配电网可开放容量是指在电力系统保持长期安全稳定运行且在电网设备不发生重过载和短路电流、电压偏差、谐波不超标条件下，电网剩余可接入的最大新能源装机容量。电力系统中起分配电能作用的电力网络就是配电网，它直接和电力用户相连接，配电网在电力系统的终端起到向用户提供安全、优质、经济电能的作用，是连接电力系统和用户的桥梁。

随着科技的发展风力发电以及太阳能发电等清洁能源发电技术日益成熟，越来越多的地区依赖自身地理位置的优势大力发展清洁能源发电技术，以缓解通过上游供电网为其供电的用电压力，如水源充足地区充分利用水利发电，太阳光照时间长且光照充足的地区充分利用太阳能发电等，但是清洁能源发电技术也受自然条件的影响，使其无法保持稳定的发电效率，如枯水期无法保证水利发电设备长时间高效运行，进而容易造成当前配电网供电不稳，另外当配电网设备装接负荷过多也容易造成配电网的重过载运行，存在用电安全隐患等问题，配电网用电决策往往主要依靠人工经验进行电力分配，缺乏严谨的科学计算依据，无法满足现在配电网高效电力资源利用的需求。

发明内容

为了解决上述提出的至少一个技术问题，本发明提供一种配电网开放容量控制方法及系统，以解决传统配电网用电决策依靠人工经验进行电力分配，缺乏严谨的科学计算依据，无法满足现在配电网高效电力资源利用的需求的问题。

一方面，提供了一种配电网开放容量控制方法，包括：

获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及当前配电网区域内的负载总功率；

根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态。

优选地，所述根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态，包括：

将火力发电功率和新能源发电功率之和减去负载总功率，得到第一功率差；

若第一功率差为正，则切断上游配电网；

若第一功率差为负，则投入上游配电网以向当前配电网输送第一功率差数值的电能。

优选地，所述若所述第一功率差为正，则切断所述上游配电网之后，还包括：

将盈余的电能存储在储能模块中。

优选地，所述若第一功率差为负，则投入上游配电网以向当前配电网输送第一功率差数值的电能，包括：

将第一功率差与储能模块存储的储能功率相加，得到第二功率差；

若第二功率差为正，则断开上游配电网，控制储能模块向当前配电网供电；

若第二功率差为负，则投入上游配电网以向所述当前配电网输送数值为第二功率差的绝对值的电能。

优选地，所述新能源发电功率，包括：风力发电功率、水利发电功率和太阳能发电功率。

优选地，所述获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及所述当前配电网区域内的负载总功率，包括：

根据所述配电网开放容量估算模型，计算所述火力发电功率、所述负载总功率、所述风力发电功率、所述水利发电功率、所述太阳能发电功率、有效风力发电效率、有效水利发电效率和有效太阳能发电效率；

将所述风力发电功率与所述有效风力发电效率的乘积、所述水利发电功率与所述有效水利发电效率的乘积和所述太阳能发电功率与所述有效太阳能发电效率的乘积相加，得到所述新能源发电功率。

优选地，所述配电网开放容量估算模型根据当前配电网区域内的历史火力发电功率、历史新能源发电功率、当前配电网区域内的历史负载总功率和上游配电网向当前配电网输送的历史上游配电数据构建得到。

优选地，所述当前配电网的新能源发电设备和负载设备的数据变化后，将变化后的数据更新至配电网开放容量估算模型。

第二方面，提供了一种配电网开放容量控制系统，包括：

数据获取单元，用于获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及当前配电网区域内的负载总功率；

数据处理单元，用于根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态。

第三方面，提供了一种电子设备，包括：处理器、发送系统、输入系统、输出系统和存储器，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令，当所述处理器执行所述计算机指令时，所述电子设备执行所述的配电网开放容量控制方法。

本发明通过获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及所述当前配电网区域内的负载总功率，根据所述火力发电功率、所述新能源发电功率及所述负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态。本发明通过控制上游配电网的投切以合理分配当前区域配电网的电力资源，最大限度减少外界配电网电能的接入，从而解决了传统配电网用电决策依靠人工经验进行电力分配，缺乏严谨的科学计算依据，无法满足现在配电网高效电力资源利用的需求的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本发明公开的技术方案。

图1为本发明实施例提供的一种配电网开放容量控制流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样能够实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

目前，传统配电网存在用电决策依靠人工经验进行电力分配，缺乏严谨的科学计算依据，无法满足现在配电网高效电力资源利用的需求的问题。因此，本申请旨在提供一种配电网开放容量控制方法，该方法包括：获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及接入当前配电网区域内的负载总功率，根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态。本发明通过控制上游配电网的投切以合理分配当前区域配电网的电力资源，最大限度减少外界配电网电能的接入，从而解决了传统配电网用电决策依靠人工经验进行电力分配，缺乏严谨的科学计算依据，无法满足现在配电网高效电力资源利用的需求的问题。

实施例1

提供了一种配电网开放容量控制方法，参考图1，包括：

S100，获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及当前配电网区域内的负载总功率；

S200，根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态。

需要说明的是，配电网开放容量是指在满足电网安全稳定运行的前提下，配电网能够接纳的新能源、分布式电源等可再生能源的最大容量。

本实施例中，根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，计算当前状态下的有效电能能否满足当前配电网下负载设备的用电需求，若能满足用电需求且还有富余状态下，则无需引入上游配电网的电能(即切断上游配电网)，若当前状态下的有效电能无法满足当前配电网下的负载设备用电需求，则连通上游配电网(即投入上游配电网)，为当前配电网供电以保证上述负载设备正常运行，合理分配当前区域配电网的电力资源，最大限度减少外界配电网电能的接入，实现电能的自给自足，以最大限度缓解用电压力。

优选地，根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态，包括：

将火力发电功率和新能源发电功率之和减去负载总功率，得到第一功率差；

若第一功率差为正，则切断上游配电网；

若第一功率差为负，则投入上游配电网以向当前配电网输送第一功率差数值的电能。

本实施例中，通过计算火力发电功率和新能源发电功率的和，再将得到的功率和减去负载总功率，得到第一功率差，通过判断第一功率差的正负来判断当前状态下的电能是否满足当前配电网下的负载设备用电需求，若第一功率差为正，则说明当前状态下的电能是已经满足当前配电网下的负载设备用电需求，且有能量盈余，此时切断上游跑配电网，使当前配电网实现电能自给自足。若第一功率差为负，则说明当前状态下的电能是不能满足当前配电网下的负载设备用电需求，此时投入上游配电网为当前配电网供电以保证上述负载设备正常运行。

优选地，若第一功率差为正，则切断上游配电网之后，还包括：

将盈余的电能存储在储能模块中。

本实施例中，第一功率差为正时(即当前满足用电需求且还有富余)，切断上游配电网后，将盈余的电能储存在储能模块中，通过将盈余的电能储存在储能模块中，可以实现电力系统的灵活调节和能量的高效利用，有利于提高电力系统的可靠性、降低能源消耗和减少环境污染。

优选地，若第一功率差为负，则投入上游配电网以向当前配电网输送第一功率差数值的电能，包括：

将第一功率差与储能模块存储的储能功率相加，得到第二功率差；

若第二功率差为正，则断开上游配电网，控制储能模块向当前配电网供电；

若第二功率差为负，则投入上游配电网以向当前配电网输送数值为第二功率差的绝对值的电能。

本实施例中，通过将第一功率差与储能模块存储的储能功率相加，可以得到第二功率差。如果第二功率差为正，即当前配电网有富余电能，可以断开上游配电网，控制储能模块向当前配电网供电，将多余的电能储存在储能模块中，提高能源利用效率。如果第二功率差为负，即当前配电网需要额外的电能供应，可以投入上游配电网以向当前配电网输送数值为第二功率差的绝对值的电能。这样可以满足当前配电网的用电需求，保证电力供应的稳定性和可靠性。

优选地，新能源发电功率，包括：风力发电功率、水利发电功率和太阳能发电功率。

需要说明的是，风力发电是指利用风力推动风车带动发电机发电的技术；水利发电是指通过筑坝将位于高处的水向低处流动时的位能转换为动能，此时装设在水道低处的水轮机受到水流的推动而转动，将水轮机和发电机相连接，带动发电机转动，将机械能转换为电能的发电技术；太阳能光发电是指将具有光电效应的硅材料制成太阳能电池板，通过接受太阳光能的照射将光能转变成电能的发电技术。

优选地，获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及当前配电网区域内的负载总功率，包括：

根据配电网开放容量估算模型，计算火力发电功率、负载总功率、风力发电功率、水利发电功率、太阳能发电功率、有效风力发电效率、有效水利发电效率和有效太阳能发电效率；

将风力发电功率与有效风力发电效率的乘积、水利发电功率与有效水利发电效率的乘积和太阳能发电功率与有效太阳能发电效率的乘积相加，得到新能源发电功率。

本实施例中，通过配电网开放容量估算模型直接计算火力发电设备的总发电功率(即火力发电功率)和接入配电网的负载所需的总功率(即负载总功率)，进一步的通过配电网开放容量估算模型确定风力发电功率、水利发电功率、太阳能发电功率、有效风力发电效率、有效水利发电效率和有效太阳能发电效率，将不同的能源类型的功率与该能源类型的有效发电效率的乘积相加，即将风力发电功率与有效风力发电效率的乘积、水利发电功率与有效水利发电效率的乘积和太阳能发电功率与有效太阳能发电效率的乘积相加，最后得到新能源发电功率。

优选地，配电网开放容量估算模型根据当前配电网区域内的历史火力发电功率、历史新能源发电功率、当前配电网区域内的历史负载总功率和上游配电网向当前配电网输送的历史上游配电数据构建得到。

本实施例中，获取当前配电网区域内的历史火力发电功率、历史新能源发电功率、接入当前配电网区域内的历史负载总功率和上游配电网向当前配电网输送的历史上游配电数据，其中这些数据可以从电力公司、能源监管机构或其他相关部门获取。对获取到的数据进行预处理，包括数据清洗、缺失值处理和异常值处理等，以确保数据的准确性和完整性，然后将预处理后的数据输入随机森林模型训练以构建配电网开放容量估算模型。

在一个可能的实施例中，还可以选择线性回归、支持向量回归、决策树、神经网络等来构建配电网开放容量估算模型。

优选地，当前配电网的新能源发电设备和负载设备的数据变化后，将变化后的数据更新至配电网开放容量估算模型。

通过将变化后的数据更新至配电网开放容量估算模型，更新模型的参数，可以更准确地评估配电网的可接纳新能源电能能力和负载需求。

实施例2，提供了一种配电网开放容量控制系统，系统包括：

数据获取单元，用于获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及当前配电网区域内的负载总功率；

数据处理单元，用于根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态。

实施例3，提供了一种电子设备，包括：处理器、发送系统、输入系统、输出系统和存储器，存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当处理器执行计算机指令时，电子设备执行配电网开放容量控制方法。

本发明提供了一种配电网开放容量控制方法，包括：获取当前配电网区域内的火力发电功率、新能源发电功率及接入当前配电网区域内的负载总功率，根据火力发电功率、新能源发电功率及负载总功率，控制上游配电网投切以使当前配电网开放容量保持满负荷状态。本发明通过控制上游配电网的投切以合理分配当前区域配电网的电力资源，最大限度减少外界配电网电能的接入，从而解决了传统配电网用电决策依靠人工经验进行电力分配，缺乏严谨的科学计算依据，无法满足现在配电网高效电力资源利用的需求的问题。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。