一种电力系统的在线电能调度调整方法及系统与流程

1.本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电力系统的在线电能调度调整方法及系统。


背景技术：

2.在微电网系统中，每个参与者的角色是产消者。当所需电能不够时，每个参与者可以自己紧急发电；当发电量过剩时，参与者可以将电卖出。
3.在目前已有的技术中，对每个参与者的行为调度主要是离线调度。对市场参与者i，在时刻t，其真实的和预测的用电需求分别为d
i,t
和并且预测误差e
i,t
表示：
[0004][0005]
市场参与者i的成本包括两部分，一部分是日前市场产电的成本，另一部分是实时市场处理电量不平衡的成本。其中，实时市场部分的成本对应两种情况，当日前市场产电量低于用电需求时，参与者i将自己的用电需求调整成x
i,t
并且紧急发电；当日前电力市场产电量高于用电需求时，参与者i卖出多余的电。所以，成本函数c
i,t
(x
i,t
)定义为：
[0006][0007]
其中，π
t
代表日前产电的成本，πs和πe分别对应实时市场单位短缺惩罚和超额惩罚。
[0008]
现有技术在考虑用电弹性调整的时候，一般只考虑离线调度，计算结果不准确，与实际情况相差甚远。


技术实现要素：

[0009]
为解决以上现有技术问题，本发明提供一种电力系统的在线电能调度调整方法及系统，将用户的需求调整考虑成在线优化的问题，提高了整个系统的效率，并与实际设置更加贴切。
[0010]
本发明第一方面提供一种电力系统的在线电能调度调整方法，包括：
[0011]
确定在线需求调整约束条件；其中，所述线需求调整约束条件包括：需求调整约束、实时市场产电约束及爬坡产电约束；
[0012]
根据所述约束条件建立在线需求调整模型；
[0013]
获取在线需求调整模型的输入值，并将所述输入值输入至所述在线需求调整模型中，得到在线需求调整结果；其中，所述输入值包括：用户用电需求调整大小及用户用电需求可调整的范围。
[0014]
进一步地，所述需求调整约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0015]g1，i，t
(x
i，t
)＝α
idi，t-x
i，t
≤0；
[0016]
[0017]
其中，x
i,t
为用电需求，g
1,i,t
(x
i,t
)和g
2,i,t
(x
i,t
)均为需求调整约束的约束函数，αi为需求调整的下界，为需求调整的上界，d
i,t
为实际用电需求。
[0018]
进一步地，所述实时市场产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0019][0020]
其中，x
i,t
为用电需求，g
3,i,t
(x
i,t
)为实时市场产电约束的约束函数，为预测用电需求，为发电的上限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0021]
进一步地，所述爬坡产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0022][0023][0024]
其中，x
i，t
和x
i，t-1
为连续两个采样时间t-1和t的用电需求，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，和为连续两个采样时间t-1和t的预测用电需求，为爬坡约束的上限，ri为爬坡约束的下限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0025]
进一步地，所述在线需求调整模型，通过以下公式表示：
[0026][0027][0028][0029]gj，i，t
(x)≤0，j∈{1，2，3}，t∈{1，...，t}；
[0030][0031]
x
i，t
≥0，t∈{1，...，t}；
[0032]
x≥0；
[0033][0034]
其中，x
i，kt t
为采样时间kt t的用电需求，为用户用电需求可调整的范围，t为最大采样时间，x
i，t
为用电需求，c
i，t
(x
i，t
)为成本函数，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正，g
j，i，t
(x
i，t
)为约束函数，g
1，i，t
(xi，
t
)和g
2，i，t
(xi，
t
)均为需求调整约束的约束函数，g
3，i，t
(x
i，t
)为实时市场产电约束的约束函数，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，x为实际用电需求，为预测用电需求，r为用电需求可调整的范围最大值。
[0035]
本发明第二方面提供一种电力系统的在线电能调度调整系统，包括：
[0036]
约束条件确认模块，用于确定在线需求调整约束条件；其中，所述线需求调整约束
条件包括：需求调整约束、实时市场产电约束及爬坡产电约束；
[0037]
在线需求调整模型建立模块，用于根据所述约束条件建立在线需求调整模型；
[0038]
在线需求调整模型计算模块，用于获取在线需求调整模型的输入值，并将所述输入值输入至所述在线需求调整模型中，得到在线需求调整结果；其中，所述输入值包括：用户用电需求调整大小及用户用电需求可调整的范围。
[0039]
进一步地，所述需求调整约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0040]g1，i，t
(x
i，t
)＝α
idi，t-x
i，t
≤0；
[0041][0042]
其中，x
i,t
为用电需求，g
1,i,t
(x
i,t
)和g
2,i,t
(x
i,t
)均为需求调整约束的约束函数，αi为需求调整的下界，为需求调整的上界，d
i,t
为实际用电需求。
[0043]
进一步地，所述实时市场产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0044][0045]
其中，x
i,t
为用电需求，g
3,i,t
(x
i,t
)为实时市场产电约束的约束函数，为预测用电需求，为发电的上限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0046]
进一步地，所述爬坡产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0047][0048][0049]
其中，x
i，t
和x
i，t-1
为连续两个采样时间t-1和t的用电需求，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，和为连续两个采样时间t-1和t的预测用电需求，为爬坡约束的上限，ri为爬坡约束的下限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0050]
进一步地，所述在线需求调整模型，通过以下公式表示：
[0051][0052][0053][0054]gj，i，t
(x)≤0，j∈{1，2，3}，t∈{1，...，t}；
[0055][0056]
x
i，t
≥0，t∈{1，...，t}；
[0057]
x≥0；
[0058][0059]
其中，x
i，kt t
为采样时间kt t的用电需求，为用户用电需求可调整的范围，t为最
大采样时间，x
i，t
为用电需求，c
i，t
(x
i，t
)为成本函数，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正，g
j，i，t
(x
i，t
)为约束函数，g
1，i，t
(x
i，t
)和g
2，i，t
(x
i，t
)均为需求调整约束的约束函数，g
3，i，t
(x
i，t
)为实时市场产电约束的约束函数，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，x为实际用电需求，为预测用电需求，r为用电需求可调整的范围最大值。
[0060]
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
[0061]
本发明供一种电力系统的在线电能调度调整方法及系统，其中方法包括：确定在线需求调整约束条件；其中，所述线需求调整约束条件包括：需求调整约束、实时市场产电约束及爬坡产电约束；根据所述约束条件建立在线需求调整模型；获取在线需求调整模型的输入值，并将所述输入值输入至所述在线需求调整模型中，得到在线需求调整结果；其中，所述输入值包括：用户用电需求调整大小及用户用电需求可调整的范围。本发明将用户的需求调整考虑成在线优化的问题，提高了整个系统的效率，并与实际设置更加贴切；将已有的在线优化算法应用到在线需求调整问题中，并在原有算法的基础上进行了改进，考虑了每个时刻的约束方程参数不同、搜索空间范围减小、约束函数考虑两个时刻之间关系等影响，更加贴切我们问题的实际情况。
附图说明
[0062]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0063]
图1是本发明某一实施例提供的一种电力系统的在线电能调度调整方法的流程图；
[0064]
图2是本发明某一实施例提供的一种电力系统的在线电能调度调整系统的装置图；
[0065]
图3是本发明某一实施例提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
[0066]
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作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。
[0067]
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
[0068]
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0069]
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0070]
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组
合，并且包括这些组合。
[0071]
第一方面。
[0072]
请参阅图1，本发明某一实施例提供一种电力系统的在线电能调度调整方法，包括：
[0073]
s10、确定在线需求调整约束条件；其中，所述线需求调整约束条件包括：需求调整约束、实时市场产电约束及爬坡产电约束。
[0074]
s20、根据所述约束条件建立在线需求调整模型。
[0075]
s30、获取在线需求调整模型的输入值，并将所述输入值输入至所述在线需求调整模型中，得到在线需求调整结果；其中，所述输入值包括：用户用电需求调整大小及用户用电需求可调整的范围。
[0076]
优选地，所述需求调整约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0077]g1，i，t
(x
i，t
)＝α
idi，t-x
i，t
≤0；
[0078][0079]
其中，x
i,t
为用电需求，g
1,i,t
(x
i,t
)和g
2,i,t
(x
i,t
)均为需求调整约束的约束函数，αi为需求调整的下界，为需求调整的上界，d
i,t
为实际用电需求。
[0080]
优选地，所述实时市场产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0081][0082]
其中，x
i，t
为用电需求，g
3，i，t
(x
i，t
)为实时市场产电约束的约束函数，为预测用电需求，为发电的上限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0083]
优选地，所述爬坡产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0084][0085][0086]
其中，x
i，t
和x
i，t-1
为连续两个采样时间t-1和t的用电需求，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，和为连续两个采样时间t-1和t的预测用电需求，为爬坡约束的上限，ri为爬坡约束的下限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0087]
优选地，所述在线需求调整模型，通过以下公式表示：
[0088][0089][0090][0091]gj，i，t
(x)≤0，j∈{1，2，3}，t∈{1，
…
，t}；
[0092][0093]
x
i，t
之0，t∈{1，...，t}；
[0094]
x≥0；
[0095][0096]
其中，x
i，kt t
为采样时间kt t的用电需求，为用户用电需求可调整的范围，t为最大采样时间，x
i，t
为用电需求，c
i，t
(x
i，t
)为成本函数，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正，g
j，i，t
(x
i，t
)为约束函数，g
1，i，t
(x
i，t
)和g
2，i，t
(x
i，t
)均为需求调整约束的约束函数，g
3，i，t
(x
i，t
)为实时市场产电约束的约束函数，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，x为实际用电需求，为预测用电需求，r为用电需求可调整的范围最大值。
[0097]
优选地，获取在线需求调整模型的输入值，并将所述输入值输入至所述在线需求调整模型中，得到在线需求调整结果包括：
[0098]
为了设计在线电能调度算法和算法的分析，我们对构造的上述优化问题进行了分析。
[0099]
命题1：在线电能调度优化问题的期望成本函数e{c
i，t
(
·
)}是凸的且lipschitz连续。
[0100]
命题2：在线电能调度优化问题的约束函数g
j，i，t
(
·
)，j∈{1，2，3，4，5}是lipschitz连续。
[0101]
[0102][0103]
对算法中的参数，有如下三个假设：
[0104]
假设1：参数r满足如下约束，
[0105][0106]
其中，和di分别是在总时长t中，市场参与者i的最大和最小用电需求，由预测误差的分布确定，
[0107][0108]
假设2：参数η满足如下约束：
[0109][0110]
其中，并且j满足，
[0111][0112]
假设3：参数δ满足如下约束：
[0113]
δ≥6g2 10δ2η2；
[0114]
从直观上看，这三个假设之间的关系很容易理解。当g增加的时候，r和η都减少。这意味着，当搜索空间减小时，学习步长η也减少。
[0115]
定理1：当上述算法中的参数满足假设1、2、3，算法的后悔值约束为
[0116]
本发明提供的方法将用户的需求调整考虑成在线优化的问题，提高了整个系统的效率，并与实际设置更加贴切；将已有的在线优化算法应用到在线需求调整问题中，并在原有算法的基础上进行了改进，考虑了每个时刻的约束方程参数不同、搜索空间范围减小、约束函数考虑两个时刻之间关系等影响，更加贴切我们问题的实际情况。
[0117]
第二方面。
[0118]
请参阅图2，本发明一实施例提供一种电力系统的在线电能调度调整系统，包括：
[0119]
约束条件确认模块10，用于确定在线需求调整约束条件；其中，所述线需求调整约束条件包括：需求调整约束、实时市场产电约束及爬坡产电约束；
[0120]
在线需求调整模型建立模块20，用于根据所述约束条件建立在线需求调整模型；
[0121]
在线需求调整模型计算模块30，用于获取在线需求调整模型的输入值，并将所述输入值输入至所述在线需求调整模型中，得到在线需求调整结果；其中，所述输入值包括：用户用电需求调整大小及用户用电需求可调整的范围。
[0122]
优选地，所述需求调整约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0123]g1，i，t
(x
i，t
)＝α
idi，t-x
i，t
≤0；
[0124][0125]
其中，x
i,t
为用电需求，g
1,i,t
(x
i,t
)和g
2,i,t
(x
i,t
)均为需求调整约束的约束函数，αi为需求调整的下界，为需求调整的上界，d
i,t
为实际用电需求。
[0126]
优选地，所述实时市场产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0127][0128]
其中，x
i，t
为用电需求，g
3，i，t
(x
i，t
)为实时市场产电约束的约束函数，为预测用电需求，为发电的上限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0129]
优选地，所述爬坡产电约束的约束函数，通过以下公式表示：
[0130][0131][0132]
其中，x
i，t
和x
i，t-1
为连续两个采样时间t-1和t的用电需求，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，和为连续两个采样时间t-1和t的预测用电需求，为爬坡约束的上限，ri为爬坡约束的下限，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正。
[0133]
优选地，所述在线需求调整模型，通过以下公式表示：
[0134][0135][0136][0137]gj，i，t
(x)≤0，j∈{1，2，3}，t∈{1，
…
，t}；
[0138][0139]
x
i，t
≥0，t∈{1，...，t}；
[0140]
x≥0；
[0141][0142]
其中，x
i，kt t
为采样时间kt t的用电需求，为用户用电需求可调整的范围，t为最大采样时间，x
i，t
为用电需求，c
i，t
(x
i，t
)为成本函数，e表示期望成本函数，{}

表示使结果取正，g
j，i，t
(x
i，t
)为约束函数，g
1，i，t
(x
i，t
)和g
2，i，t
(x
i，t
)均为需求调整约束的约束函数，g
3，i，t
(x
i，t
)为实时市场产电约束的约束函数，g
4，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)和g
5，i，t
(x
i，t
，x
i，t-1
)均为爬坡产电约束的约束函数，x为实际用电需求，为预测用电需求，r为用电需求可调整的范围最大值。
[0143]
本发明提供的系统将用户的需求调整考虑成在线优化的问题，提高了整个系统的效率，并与实际设置更加贴切；将已有的在线优化算法应用到在线需求调整问题中，并在原有算法的基础上进行了改进，考虑了每个时刻的约束方程参数不同、搜索空间范围减小、约束函数考虑两个时刻之间关系等影响，更加贴切我们问题的实际情况。
[0144]
第三方面。
[0145]
本发明提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0146]
处理器、存储器和总线；
[0147]
所述总线，用于连接所述处理器和所述存储器；
[0148]
所述存储器，用于存储操作指令；
[0149]
所述处理器，用于通过调用所述操作指令，可执行指令使处理器执行如本技术的第一方面所示的一种电力系统的在线电能调度调整方法对应的操作。
[0150]
在一个可选实施例中提供了一种电子设备，如图3所示，图3所示的电子设备5000包括：处理器5001和存储器5003。其中，处理器5001和存储器5003相连，如通过总线5002相连。可选地，电子设备5000还可以包括收发器5004。需要说明的是，实际应用中收发器5004不限于一个，该电子设备5000的结构并不构成对本技术实施例的限定。
[0151]
处理器5001可以是cpu，通用处理器，dsp，asic，fpga或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本技术公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器5001也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。
[0152]
总线5002可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线5002可以是pci总线或eisa总线等。总线5002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0153]
存储器5003可以是rom或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，ram或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是eeprom、cd-rom或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
[0154]
存储器5003用于存储执行本技术方案的应用程序代码，并由处理器5001来控制执行。处理器5001用于执行存储器5003中存储的应用程序代码，以实现前述任一方法实施例所示的内容。
[0155]
其中，电子设备包括但不限于：移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda(个人
数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定终端。
[0156]
第四方面。
[0157]
本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本技术第一方面所示的一种电力系统的在线电能调度调整方法。
[0158]
本技术的又一实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。