光伏-重力储能并网系统能量管理方法、装置及电子设备与流程

本技术涉及电能管理，特别涉及一种光伏-重力储能并网系统能量管理方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、随着“双碳”目标持续推进与终端用能电气化水平不断提升，居民建筑用电规模稳步扩张，屋顶光伏等分布式电源规模化接入住宅侧后，光伏出力间歇性与居民用电需求错配带来弃光、电网尖峰负荷冲击等突出问题。

2、相关技术中，普遍采用并网光伏、家庭储能与负荷调度一体化架构，以光伏为优先供能单元：光伏出力超出实时负荷时，富余电量优先存储至储能，储能满额后再向电网反向送电；光伏出力无法满足负荷需求时，由储能释能补齐功率缺口，剩余缺额依靠电网供电兜底。

3、然而，由于相关技术中多采用短时优化、简化重力储能模型且未进行并网约束，导致跨日调度效果差、执行困难、经济性与可预测性低的问题，亟待解决。

技术实现思路

1、本技术提供一种光伏-重力储能并网系统能量管理方法、装置及电子设备，以解决相关技术中跨日调度效果差、执行困难、经济性与可预测性低的问题，提高了运行效率，在预测误差与扰动下具有稳定性。

2、为达到上述目的，本技术第一方面实施例提出一种光伏-重力储能并网系统能量管理方法，包括以下步骤：

3、获取光伏-重力储能并网系统在目标时间段内的参考轨迹，并按照预设时长采集所述光伏-重力储能并网系统的实际运行数据；

4、从所述参考轨迹中获取所述光伏-重力储能并网系统的实际运行数据对应的参考数据；

5、根据所述光伏-重力储能并网系统的实际运行数据和所述参考数据的偏差对所述参考数据对应的参考轨迹段进行平滑和爬坡限制，生成初始控制指令；

6、通过第一约束条件对所述初始控制指令进行可行域投影，生成可执行控制指令，并基于所述可执行控制指令调控所述光伏-重力储能并网系统的能量。根据本技术的一个实施例，所述获取光伏-重力储能并网系统在目标时间段内的参考轨迹，包括：

7、获取所述光伏-重力储能并网系统在所述目标时间段内的动态电价序列、气象预报信息与家庭日程信息；

8、获取重力储能单元的当前势能状态、当前允许功率上限、当前允许功率下限和当前效率参数；

9、基于第二约束条件和预设的目标函数，根据所述动态电价序列、所述气象预报信息、所述家庭日程信息、所述当前势能状态、所述当前允许功率上限、所述当前允许功率下限和所述当前效率参数得到所述参考轨迹。

10、根据本技术的一个实施例，所述基于第二约束条件和预设的目标函数，根据所述动态电价序列、所述气象预报信息、所述家庭日程信息、所述当前势能状态、所述当前允许功率上限、所述当前允许功率下限和所述当前效率参数得到所述参考轨迹，包括：

11、根据所述动态电价序列、所述气象预报信息与所述家庭日程信息生成pv预测功率、基础负荷预测和可控负荷的任务集合；

12、基于第二约束条件和预设的目标函数，根据所述pv预测功率、所述基础负荷预测、所述可控负荷的任务集合、所述当前势能状态、所述当前允许功率上限、所述当前允许功率下限和所述当前效率参数得到所述参考轨迹。

13、根据本技术的一个实施例，所述基于所述可执行控制指令调控所述光伏-重力储能并网系统的能量，包括：

14、获取所述光伏-重力储能并网系统的当前光伏发电功率和当前实际负荷；

15、在所述当前光伏发电功率大于所述当前实际负荷的情况下，按照所述可执行控制指令依次调控并网反送功率、重力储能单元充能功率和光伏限发功率；

16、在所述当前光伏发电功率小于所述当前实际负荷的情况下，按照所述可执行控制指令调控重力储能单元释能填补功率缺口，并计算剩余功率缺口，且通过电网购电功率补足所述剩余功率缺口。

17、根据本技术的一个实施例，在从所述参考轨迹中获取所述实际运行数据对应的参考数据之后，还包括：

18、获取所述目标时间段内所述实际运行数据与所述参考轨迹的累计运行偏差；

19、根据所述累计运行偏差更新所述预设的目标函数。

20、根据本技术的一个实施例，所述预设的目标函数为：

21、；

22、其中，为总代价成本，为用电成本项，为光伏弃光惩罚项，为设备切换惩罚项，为轨迹偏差惩罚项，为舒适/任务违约惩罚项。

23、根据本技术的一个实施例，在基于所述可执行控制指令调控所述光伏-重力储能并网系统的能量之后，还包括：

24、检测所述光伏-重力储能并网系统的调整后运行状态，判断所述调整后运行状态是否处于预设的故障状态；

25、在所述调整后运行状态处于所述预设的故障状态的情况下，基于预设的降级运行策略对所述光伏-重力储能并网系统进行降级控制。

26、根据本技术实施例提出的光伏-重力储能并网系统能量管理方法，获取光伏-重力储能并网系统在目标时间段内的参考轨迹，按照预设时长采集系统的实际运行数据，根据实际运行数据和参考数据的偏差对参考轨迹段进行平滑和爬坡限制，生成初始控制指令，通过第一约束条件对初始控制指令进行可行域投影，生成可执行控制指令，并基于可执行控制指令调控光伏-重力储能并网系统的能量。由此，解决了相关技术中跨日调度效果差、执行困难、经济性与可预测性低的问题，提高了运行效率，在预测误差与扰动下具有稳定性。

27、为达到上述目的，本技术第二方面实施例提出一种光伏-重力储能并网系统能量管理装置，包括：

28、采集模块，获取光伏-重力储能并网系统在目标时间段内的参考轨迹，并按照预设时长采集所述光伏-重力储能并网系统的实际运行数据；

29、获取模块，从所述参考轨迹中获取所述光伏-重力储能并网系统的实际运行数据对应的参考数据；

30、处理模块，根据所述光伏-重力储能并网系统的实际运行数据和所述参考数据的偏差对所述参考数据对应的参考轨迹段进行平滑和爬坡限制，生成初始控制指令；

31、管理模块，通过第一约束条件对所述初始控制指令进行可行域投影，生成可执行控制指令，并基于所述可执行控制指令调控所述光伏-重力储能并网系统的能量。

32、根据本技术的一个实施例，所述采集模块，具体用于：

33、获取所述光伏-重力储能并网系统在所述目标时间段内的动态电价序列、气象预报信息与家庭日程信息；

34、获取重力储能单元的当前势能状态、当前允许功率上限、当前允许功率下限和当前效率参数；

35、基于第二约束条件和预设的目标函数，根据所述动态电价序列、所述气象预报信息、所述家庭日程信息、所述当前势能状态、所述当前允许功率上限、所述当前允许功率下限和所述当前效率参数得到所述参考轨迹。

36、根据本技术的一个实施例，所述采集模块，具体用于：

37、根据所述动态电价序列、所述气象预报信息与所述家庭日程信息生成pv预测功率、基础负荷预测和可控负荷的任务集合；

38、基于第二约束条件和预设的目标函数，根据所述pv预测功率、所述基础负荷预测、所述可控负荷的任务集合、所述当前势能状态、所述当前允许功率上限、所述当前允许功率下限和所述当前效率参数得到所述参考轨迹。

39、根据本技术的一个实施例，所述管理模块，具体用于：

40、获取所述光伏-重力储能并网系统的当前光伏发电功率和当前实际负荷；

41、在所述当前光伏发电功率大于所述当前实际负荷的情况下，按照所述可执行控制指令依次调控并网反送功率、重力储能单元充能功率和光伏限发功率；

42、在所述当前光伏发电功率小于所述当前实际负荷的情况下，按照所述可执行控制指令调控重力储能单元释能填补功率缺口，并计算剩余功率缺口，且通过电网购电功率补足所述剩余功率缺口。

43、根据本技术的一个实施例，在从所述参考轨迹中获取所述实际运行数据对应的参考数据之后，所述获取模块，还用于：

44、获取所述目标时间段内所述实际运行数据与所述参考轨迹的累计运行偏差；

45、根据所述累计运行偏差更新所述预设的目标函数。

46、根据本技术的一个实施例，所述预设的目标函数为：

47、；

48、其中，为总代价成本，为用电成本项，为光伏弃光惩罚项，为设备切换惩罚项，为轨迹偏差惩罚项，为舒适/任务违约惩罚项。

49、根据本技术的一个实施例，在基于所述可执行控制指令调控所述光伏-重力储能并网系统的能量之后，所述管理模块，还用于：

50、检测所述光伏-重力储能并网系统的调整后运行状态，判断所述调整后运行状态是否处于预设的故障状态；

51、在所述调整后运行状态处于所述预设的故障状态的情况下，基于预设的降级运行策略对所述光伏-重力储能并网系统进行降级控制。

52、根据本技术实施例提出的光伏-重力储能并网系统能量管理装置，获取光伏-重力储能并网系统在目标时间段内的参考轨迹，按照预设时长采集系统的实际运行数据，根据实际运行数据和参考数据的偏差对参考轨迹段进行平滑和爬坡限制，生成初始控制指令，通过第一约束条件对初始控制指令进行可行域投影，生成可执行控制指令，并基于可执行控制指令调控光伏-重力储能并网系统的能量。由此，解决了相关技术中跨日调度效果差、执行困难、经济性与可预测性低的问题，提高了运行效率，在预测误差与扰动下具有稳定性。

53、为达到上述目的，本技术第三方面实施例提出一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的光伏-重力储能并网系统能量管理方法。

54、为达到上述目的，本技术第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的光伏-重力储能并网系统能量管理方法。

55、为达到上述目的，本技术第五方面实施例提出一种计算机程序产品，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的光伏-重力储能并网系统能量管理方法。

56、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。