一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法

技术领域

本发明涉及源网荷储技术领域，具体为一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法。

背景技术

电力系统是一个需要保持瞬时平衡的系统，在传统的电力系统中，发电量主要通过发电机组的旋转惯性和调频能力来调节，即所谓的电力平衡“源随荷动”，与传统电网相比，新型电力系统的电网发展将形成以大电网为主、多种电网形式并存的模式；未来，多层次微电网将在家庭、社区、公园等不同规模地区形成，解决大规模新能源和新负荷大规模接入、即插即用的问题；“源网荷储一体化”是一种可实现能源资源最大化利用的运行模式和技术，更经济、高效和安全地提高电力系统功率动态平衡能力，是构建新型电力系统的重要发展路径。

整体来看，“源网荷储一体化”的运行模式可充分发挥发电侧、负荷侧的调节能力，促进供需两侧精准匹配，保障电力可靠供应，科学合理的配电网规划是确保电网结构合理的基本举措，关系到供电区域内社会经济的稳定发展；传统以投资成本或网络损耗最小的单一目标配电网，已无法满足配电网源网荷储协同规划的需要，在此背景下，多目标配电网规划因为能统一协调配电网的经济性、安全性要求等多个具有不同重要性甚至相互矛盾的目标受到了国内外研究人员的广泛关注。

针对现有技术存在以下问题：现有的电网源网荷储协同渐进规划方法在弱电网地区实施效果较差，由于风光能源在远距离输电线路中不可避免地给电网引入大量线路阻抗，造成电网的协同渐进一体化效果较差；现有的电网源网荷储协同渐进规划方法的电能来源方式比较单元，缺乏多样性，不利于进行电网电源配置多元化的建设。

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。

鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

本发明实施例的第一方面，提供一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法，包括：将经过尖峰削减的弱网架地区预测的最大负荷作为依据，并结合地区能耗和排放指标开展用户用电需求预测；基于所述需求预测的结果，通过改进的电网调节技术解决新能源并网和分布式电源接入产生的问题，并利用能量路由器进行能量调配和网络互联；当电网出现调控问题时，通过负荷主动调节和响应来改变潮流分布，确保电网安全可靠运行；通过在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，实现弱网架地区渐进规划的源网荷储协同稳步运行。

作为本发明所述的弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的一种优选方案，其中：所述用户用电需求预测包括，

将弱网架地区预测的最大负荷经过尖峰削减后作为依据，最大限度地减少由于能源在远距离输电线路中的损耗造成对电网源网荷储协同渐进规划的影响；

负荷预测逐步向概率化的预测方法转变并结合地区能耗和排放指标开展用户用电需求预测。

作为本发明所述的弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的一种优选方案，其中：所述通过能量路由器进行能量调配和网络互联的步骤包括源源互补、源网协调、网荷互动和网储互动。

作为本发明所述的弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的一种优选方案，其中：所述源源互补的步骤包括，

电源输入的发电包括一次能源发电和可再生能源发电，所述一次能源发电包括有火力发电，所述可再生能源发电包括太阳能发电、水力发电和风能发电；

所述一次能源发电的输出端连接电能储存模块，所述电能储存模块的接收端和可再生能源发电的输出端连接，通过灵活发电资源和清洁能源间的协调互补，解决清洁能源发电出力受环境和气象因素影响而产生的随机性、波动性问题。

作为本发明所述的弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的一种优选方案，其中：所述源网协调的步骤包括，

在现有电源和电网协同运行的基础上，通过电网调节技术解决新能源大规模并网及分布式电源接入电网的“不友好”问题；

利用能量路由器作为电力局域网与主干网的交互接口，一方面负责局域网内部各个设备的运行和能量管理，一方面接收上层电力调度中心的指令并上传局域网的运行状态。

作为本发明所述的弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的一种优选方案，其中：所述网荷互动的步骤包括，

利用环形图显示空调、照明、充电桩和其他耗电设备的比率，密切关注高耗能设备进行降耗调控；

若电网出现调控问题，则通过负荷主动调节和响应来改变潮流分布，确保电网安全经济可靠运行；

所述潮流分布的计算包括，

其中，ΔP

作为本发明所述的弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的一种优选方案，其中：所述网储互动的步骤包括，

电网源网荷储协同渐进规划在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，实现削峰填谷。

本发明实施例的第二方面，提供一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划系统，包括：

负荷预测模块，用于将经过尖峰削减的弱网架地区预测的最大负荷作为依据，结合地区能耗和排放指标进行用户用电需求预测；

电源规划模块，包括源源互补、源网协调、网荷互动和网储互动，用于利用所述用户用电需求预测的结果和改进的电网调节技术将同步电网拆分成异步、自治的互联动力局域网，并通过能量路由器对所述互联动力局域网进行能量调配和网络互联，当电网出现调控问题时，通过负荷主动调节和响应来改变潮流分布，通过在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，实现弱网架地区渐进规划的源网荷储协同稳步运行。

本发明实施例的第三方面，提供一种设备，所述设备包括，

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行本发明任一实施例所述的方法。

本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，包括：

所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的方法。

本发明的有益效果：本发明提供一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法，通过负荷预测步骤的作用下能够最大限度地减少由于能源在远距离输电线路中的损耗造成对电网源网荷储协同渐进规划的影响；而且，本发明在不同电源之间可以有效协调，通过灵活发电资源与清洁能源之间的协调互补，解决清洁能源发电出力受环境和气象因素影响而产生的随机性、波动性问题，有效提高可再生能源的利用效率，减少电网旋转备用，增强系统的自主调节能力，提高了配电网运行的灵活可靠性；此外，通过负荷主动调节和响应来改变潮流分布，确保电网安全经济可靠运行，使电网不易波动，网储互动步骤通过在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，在微电网中能够起到削峰填谷的作用，极大地提高间歇式能源的利用效率，使弱网架地区的电网源网荷储协同规划能够稳步进行，具有增加电网稳定运行的优点。

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为本发明提供的一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的整体流程图；

图2为本发明提供的一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法中电源规划的流程图；

图3为本发明提供的一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法中源源互补的流程图。

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1～3为本发明的一个实施例，提供了一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法，包括：

S1：将经过尖峰削减的弱网架地区预测的最大负荷作为依据，结合地区能耗和排放指标进行用户用电需求预测。需要说明的是：

弱网架地区预测的最大负荷经过尖峰削减后作为依据，负荷预测逐步向概率化的预测方法转变并结合地区能耗和排放指标开展用户用电需求预测；

应说明的，通过本发明提供的方法能够最大限度地减少由于能源在远距离输电线路中的损耗造成对电网源网荷储协同渐进规划的影响。

S2：根据用户用电需求预测的结果进行电源规划。需要说明的是：

如图2所示，通过能量路由器进行能量调配和网络互联的步骤包括源源互补、源网协调、网荷互动和网储互动；

①源源互补的步骤包括，

如图3所示，电源输入的发电包括一次能源发电和可再生能源发电，一次能源发电包括有火力发电，可再生能源发电包括太阳能发电、水力发电和风能发电，一次能源发电的输出端连接电能储存模块，电能储存模块的接收端和可再生能源发电的输出端连接；

应说明的，电源输入主要为光能、水能、风能、火能多种成熟发电技术，光伏是绿色能源，具有减少温室气体二氧化碳排放的特点，能大幅减少碳排放，而且不同电源之间可以有效协调，通过灵活发电资源与清洁能源之间的协调互补，解决清洁能源发电出力受环境和气象因素影响而产生的随机性、波动性问题，有效提高可再生能源的利用效率，减少电网旋转备用，增强系统的自主调节能力；

②源网协调的步骤包括，

在现有电源和电网协同运行的基础上，通过电网调节技术解决新能源大规模并网及分布式电源接入电网的“不友好”问题；

利用能量路由器作为电力局域网与主干网的交互接口，一方面负责局域网内部各个设备的运行和能量管理，一方面接收上层电力调度中心的指令并上传局域网的运行状态；

③网荷互动的步骤包括，

利用环形图显示空调、照明、充电桩和其他耗电设备的比率，密切关注高耗能设备进行降耗调控；

若电网出现调控问题，则通过负荷主动调节和响应来改变潮流分布，确保电网安全经济可靠运行；

潮流分布的计算包括，

其中，ΔP

④网储互动的步骤包括，

电网源网荷储协同渐进规划在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，实现削峰填谷；

应说明的，通过在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，在微电网中能够起到削峰填谷的作用，极大地提高间歇式能源的利用效率，使弱网架地区的电网源网荷储协同规划能够稳步进行。

应说明的，本发明提供一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法，通过负荷预测步骤的作用下能够最大限度地减少由于能源在远距离输电线路中的损耗造成对电网源网荷储协同渐进规划的影响；而且，本发明在不同电源之间可以有效协调，通过灵活发电资源与清洁能源之间的协调互补，解决清洁能源发电出力受环境和气象因素影响而产生的随机性、波动性问题，有效提高可再生能源的利用效率，减少电网旋转备用，增强系统的自主调节能力，提高了配电网运行的灵活可靠性；此外，通过负荷主动调节和响应来改变潮流分布，确保电网安全经济可靠运行，使电网不易波动，网储互动步骤通过在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，在微电网中能够起到削峰填谷的作用，极大地提高间歇式能源的利用效率，使弱网架地区的电网源网荷储协同规划能够稳步进行，具有增加电网稳定运行的优点。

本发明公开的第二方面，

提供一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划系统，包括：

负荷预测模块，用于将经过尖峰削减的弱网架地区预测的最大负荷作为依据，结合地区能耗和排放指标进行用户用电需求预测；

电源规划模块，包括源源互补、源网协调、网荷互动和网储互动，用于利用所述用户用电需求预测的结果和改进的电网调节技术将同步电网拆分成异步、自治的互联动力局域网，并通过能量路由器对所述互联动力局域网进行能量调配和网络互联，当电网出现调控问题时，通过负荷主动调节和响应来改变潮流分布，通过在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能，实现弱网架地区渐进规划的源网荷储协同稳步运行。

本发明公开的第三方面，

提供一种设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，处理器被配置为调用存储器存储的指令，以执行前述中任意一项的方法。

本发明公开的第四方面，

提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，包括：

计算机程序指令被处理器执行时实现前述中任意一项的方法。

本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

实施例2

该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种弱网架地区电网源网荷储协同渐进规划方法的验证测试，为对本方法中采用的技术效果加以验证说明。

以某工厂为例，采集经过尖峰削减的弱网架地区预测的最大负荷作为规划的依据，分别进行数据处理、模拟训练、负荷预测，在数据处理阶段，数据采集的频率为15分钟/次，提取工厂历史负荷数据，处理数据异常值和缺失值，并将数据分组；在模拟训练阶段，将一年的数据用于训练短期负荷预测模型；在负荷预测阶段，计算负荷预测的输入值，用训练得到的短期负荷预测模型来预测未来时刻负荷值。

通过能量路由器进行能量调配和网络互联的步骤包括源源互补、源网协调、网荷互动和网储互动，得到的规划结果如表1所示。

表1：规划结果。

从表1可知，本发明提供的方法在能源规划转换效率和所需要的时间上都有着较佳的表现，因此，本发明极大地提高间歇式能源的利用效率，使弱网架地区的电网源网荷储协同规划能够稳步进行，具有增加电网稳定运行的优点。

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。