完全分散式自主能量交易方法、系统、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及虚拟电厂技术领域，尤其涉及一种完全分散式自主能量交易方法、系统、装置、设备及介质。


背景技术：

2.在以新能源为主体的新型电力系统驱动下，未来随着能源供应从集中式供应走向分布式供应。随着虚拟电厂技术的提出，通过价格引导与奖励激励等方式，实现用户侧与电网侧的双向互动，有利于调节电力系统实时负荷，促进新能源消纳，实现削峰填谷，以达到供需平衡。未来，电力系统的稳定性和经济性都更加依靠电网侧与用户侧、容量与需量的实时精准匹配，用户侧资源利用与优化配置成为推动电力市场发展和促进高比例新能源消纳的重要手段。现有的电力系统为采用集中式控制和分布式控制的中央控制系统，即分别对应集中式虚拟电厂和分布式虚拟电厂。集中式虚拟电厂指电网调度根据当前电网运行状态，直接控制用户侧的用电设备，调节用电负荷。其特点是由电网直接调用控制，可保证负荷调节量和调节速率满足电网要求。分布式虚拟电厂指本地中央控制系统接收电网调度负荷响应需求，中央控制系统将需求分解后，再向用电设备发送响应指令。分布式虚拟电厂通过模块化的本地运行模式和信息收集模式有效地提高了虚拟电厂的控制效率。
3.然而，随着新能源并网比例的上升，电网侧的波动性和随机性也大大提升，电力系统安全稳定运行面临着更大的考验，并且发明人发现：(1)集中式虚拟电厂要求电网调度侧可以完整掌握涉及需求侧响应运行的每一个单位的信息，同时，其操作设置需要满足当地电力系统的不同需求。虽然这一类型的虚拟电厂，在达到最佳运行模式时会有很大的潜力，有较强的调节能力。但是，往往由于实际运行时的种种限制，集中式的虚拟电厂可扩展性和兼容性较为有限。(2)分布式虚拟电厂针对集中控制模式中的弱点，分布式模式通过模块化的本地运行模式和信息收集模式有效地改进了集中式虚拟电厂的缺陷。然而，中央控制系统在运行时仍然需要位于整个分散控制的虚拟发电系统的最顶端，以确保系统运行时的安全性和整体运行的经济性，各个分布式虚拟电厂的负荷控制策略仍需要由中央控制系统制定下发，仍然存在兼容性的问题。
4.因此，当让用户侧用电需求的挑战从期货走向现货、年走向分钟、兆瓦时走向千瓦时，颗粒度越来越小、变动越来越频繁、幅度越来越细微。而现有的虚拟电厂采用分散的策略下发调度方式在面对高比例的新能源并网的情况下仍然存在兼容性不足的问题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本技术的第一目的在于提供一种完全分散式自主能量交易方法，该方法基于同一供电台区下的各个完全分散式自主能量交易装置的可响应容量进行自组织网络分簇，形成完全分散式的自主组网机制，以快速响应新型电力系统对高比例新能源的消纳，降低新能源并网接入带来的波动性与随机性，该方法能够主动适应高比例的新能源接入的新型电力系统，从而在面对高比例的新能源并网的情况具有
更高的兼容性。
6.本技术的第二目的在于提供一种完全分散式自主能量交易装置。
7.本技术的第三目的在于提供一种完全分散式自主能量交易系统。
8.本技术的第四目的在于提供一种电子设备。
9.本技术的第五目的在于提供一种计算机可读存储介质。
10.为了达到上述第一目的，本技术采用以下技术方案：
11.一种完全分散式自主能量交易方法，用于完全分散式自主能量交易装置，所述完全分散式自主能量交易装置与电网平台服务器连接，所述完全分散式自主能量交易装置与供电台区匹配连接，所述供电台区还与其余完全分散式自主能量交易装置匹配连接；
12.所述完全分散式自主能量交易方法包括：
13.接收容量响应指令；
14.基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量；
15.根据交易指令、所述容量响应指令和所述可响应容量进行自主协同所述其余完全分散式自主能量交易装置以完成自组织网络分簇；
16.其中，所述电网平台服务器用于发布电网需求，所述容量响应指令、所述交易指令由所述电网平台服务器发出，所述容量响应指令与所述供电台区对应。
17.作为优选的技术方案，所述电力需求响应交易参数包括电池容量、柔性负荷容量；
18.所述基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量，具体包括：
19.对同一供电台区下的机组进行机组集合初始化；
20.根据电池容量和柔性负荷容量进行求和得到可响应容量。
21.作为优选的技术方案，在根据交易指令、所述容量响应指令和所述可响应容量进行自主协同所述其余完全分散式自主能量交易装置以完成自组织网络分簇中，具体包括：
22.当接收到所述交易指令时，在所述供电台区中，将所述完全分散式自主能量交易装置和所述其余完全分散式自主能量交易装置按照所有可响应容量从高到低的顺序选择至待组网的机组；根据第一组网完成条件和第二组网完成条件进行判断组网完成情况；
23.在所述第一组网完成条件中，当所选组网的机组的可响应容量总和达到所述容量响应指令后，则完成组网；
24.在所述第二组网完成条件中，当所有机组都加入了组网但仍未满足所述容量响应指令时，则完成组网。
25.作为优选的技术方案，还包括：
26.获取外部实时电价信息；
27.根据所述外部实时电价信息判断电价波动情况；
28.在出现电价波动情况时制定所述完全分散式自主能量交易装置与外部电网的能量交换动作量要求量；
29.根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态并获取实时反馈信息，以完成对用电网络节点的边缘自治控制。
30.作为优选的技术方案，所述电价波动情况包括电价升高情况和电价未升高情况；
31.在根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态并获取实时反馈信息中，包括：电价升高情况调度和电价未升高情况调度；
32.所述电价升高情况调度，具体包括：
33.根据所述外部实时负荷容量分配第一预设柔性负荷动作量，其中，所述外部实时负荷容量为通过实时用电设备功率计算得到；
34.根据所述内部实时电池状态分配第一预设电池功率动作量；
35.基于所述第一预设柔性负荷动作量和所述第一预设电池功率动作量进行发送第一动作指令以完成一次电价升高情况的处理过程，并获取实时反馈信息，其中所述第一动作指令包括柔性负荷用电减少指令、电池放电指令；
36.所述电价未升高情况调度，具体包括：
37.根据所述外部实时负荷容量分配第二预设柔性负荷动作量；
38.根据所述内部实时电池状态分配第二预设电池功率动作量；
39.基于所述第二预设柔性负荷动作量和所述第二预设电池功率动作量进行发送第二动作指令以完成一次电价未升高情况的处理过程，并获取所述实时反馈信息，其中所述第二动作指令包括柔性负荷用电增加指令、电池充电指令；
40.其中，所述实时反馈信息包括动作结果和实际动作量；
41.所述完全分散式自主能量交易方法还包括：重复执行所述根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态并获取实时反馈信息，直至所述实际动作量满足所述能量交换动作量要求量时，判断为完成一次边缘自治控制过程。
42.为了达到上述第二目的，本技术采用以下技术方案：
43.一种完全分散式自主能量交易装置，设有边缘智能体，所述完全分散式自主能量交易装置与电网平台服务器连接，所述完全分散式自主能量交易装置与供电台区匹配连接，所述供电台区还与其余完全分散式自主能量交易装置匹配连接；
44.所述完全分散式自主能量交易装置还包括能量调度子系统，所述能量调度子系统用于接收外部实时电价信息、接收所述电网平台服务器的查询请求和接收所述电网平台服务器的容量响应请求；
45.所述边缘智能体用于响应所述查询请求、所述容量响应请求；
46.当所述完全分散式自主能量交易装置根据所述容量响应请求进行自组网响应时：
47.所述能量调度子系统还用于接收容量响应指令、交易指令；
48.所述边缘智能体还用于基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量，根据所述交易指令和所述可响应容量配合所述其余完全分散式自主能量交易装置进行自组织网络分簇，进而实现完全分散式自主能量交易装置的完全分散控制；
49.其中，所述电网平台服务器用于发布电网需求，所述容量响应指令、所述交易指令由所述电网平台服务器发出，所述容量响应指令与所述供电台区对应，所述电力需求响应交易参数包括电池容量、柔性负荷容量；
50.所述基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量，具体包括：
51.对同一供电台区下的机组进行机组集合初始化；
52.根据电池容量和柔性负荷容量进行求和得到可响应容量。
53.作为优选的技术方案，
54.还包括：柔性负荷监控子系统、电池状态监控子系统、充放功率控制子系统以及信
息采集子系统，所述柔性负荷监控子系统、电池状态监控子系统、充放功率控制子系统以及信息采集子系统分别与所述边缘智能体连接；
55.所述柔性负荷监控子系统还与智能用电设备连接，所述电池状态监控子系统与内部电池连接；
56.所述柔性负荷监控子系统，用于收集外部用电数据；
57.所述电池状态监控子系统，用于监控所述完全分散式自主能量交易装置的内部实时电池状态；
58.所述充放功率控制子系统，用于控制所述完全分散式自主能量交易装置的电池充放电状态；
59.所述信息采集子系统，用于获取所述外部实时电价信息；
60.所述边缘智能体，还用于根据所述查询请求获取所述外部实时电价信息、外部实时负荷容量和所述内部实时电池状态，根据所述外部实时电价信息、所述外部实时负荷容量和所述内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和所述电池充放电状态，以完成对用电网络节点的边缘自治控制；
61.其中，所述外部用电数据包括外部实时负荷容量，所述柔性负荷用电情况对应所述智能用电设备的用电情况，所述电池充放电状态包括所述内部电池的充放电功能选择状态、功率选择状态。
62.作为优选的技术方案，在所述边缘自治控制中，具体包括：
63.所述边缘智能体还用于在所述外部实时电价信息出现电价波动情况时制定所述完全分散式自主能量交易装置与外部电网的能量交换动作量要求量，判断电价波动情况是否为电价升高情况，并根据所述外部实时负荷容量分配第一预设柔性负荷动作量或第二预设柔性负荷动作量，根据内部实时电池状态分配第一预设电池功率动作量或第二预设电池功率动作量；
64.其中所述外部实时负荷容量为通过实时用电设备功率计算得到，所述实时用电设备功率与所述智能用电设备对应，所述第一预设柔性负荷动作量和所述第一预设电池功率动作量均为电价升高情况时进行分配，所述第二预设柔性负荷动作量和所述第二预设电池功率动作量均为电价未升高情况时进行分配；
65.所述柔性负荷监控子系统还用于在电价升高情况时将所述第一预设柔性负荷动作量发送至所述智能用电设备，以使所述智能用电设备执行柔性负荷用电减少指令，在电价未升高情况时将所述第二预设柔性负荷动作量发送至所述智能用电设备，以使所述智能用电设备执行柔性负荷用电增加指令；
66.所述充放功率控制子系统用于在电价升高情况时将所述第一预设电池功率动作量发送至功率控制模块，以使所述功率控制模块执行电池放电指令，在电价未升高情况时将所述第二预设电池功率动作量发送至所述功率控制模块，以使所述功率控制模块执行电池充电指令；
67.所述边缘智能体还用于在完成一次电价升高情况的处理过程或完成一次电价未升高情况的处理过程后，获取实时反馈信息并判断所述实时反馈信息是否符合所述能量交换动作量要求量，若所述实时反馈信息符合所述能量交换动作量要求量时则判断完成一次边缘自治控制过程，否则重复调度所述柔性负荷用电情况和所述电池充放电状态；
68.其中，所述实时反馈信息包括动作结果和实际动作量，所述实际动作量包括实际柔性负荷动作量和实际电池功率动作量，所述实时反馈信息符合所述能量交换动作量要求量具体为所述实际柔性负荷动作量和所述实际电池功率动作量的总和满足所述能量交换动作量要求量。
69.作为优选的技术方案，所述信息采集子系统包括供电信息采集模块和环境信息采集模块，所述供电信息采集模块和所述环境信息采集模块相独立触发；
70.所述供电信息采集模块，用于获取所述完全分散式自主能量交易装置与外部电网的能量交换信息、外部实时电价信息，其中所述能量交换信息包括所述实际动作量；
71.所述环境信息采集模块，用于获取所述完全分散式自主能量交易装置的安全参数，其中所述安全参数具体包括所述完全分散式自主能量交易装置的内部温度参数。
72.为了达到上述第三目的，本技术采用以下技术方案：
73.一种完全分散式自主能量交易系统，所述完全分散式自主能量交易系统与电网平台服务器连接，所述完全分散式自主能量交易系统与供电台区匹配连接，所述供电台区还与其余完全分散式自主能量交易系统匹配连接；
74.所述完全分散式自主能量交易系统包括：
75.指令接收模块，用于接收容量响应指令、交易指令；
76.可响应容量计算模块，用于基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量；
77.自组网响应模块，用于根据所述交易指令、所述容量响应指令和所述可响应容量进行自主协同其余完全分散式自主能量交易系统以完成自组织网络分簇，进而实现完全分散式自主能量交易系统的完全分散控制；
78.其中，所述电网平台服务器用于发布电网需求，所述容量响应指令和所述交易指令由所述电网平台服务器发出，所述容量响应指令与所述供电台区对应。
79.为了达到上述第四目的，本技术采用以下技术方案：
80.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的完全分散式自主能量交易方法。
81.为了达到上述第五目的，本技术采用以下技术方案：
82.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行，以使得具有所述处理器的计算机设备执行上述的完全分散式自主能量交易方法。
83.相比现有技术，本技术的有益效果主要包括以下几个方面：
84.1、本技术提出的完全分散式自主能量交易方法根据电池容量和柔性负荷容量进行求和得到可响应容量，并将完全分散式自主能量交易装置和其余完全分散式自主能量交易装置按照所有可响应容量从高到低的顺序选择至待组网的机组，进而实现基于同一供电台区下的各个完全分散式自主能量交易装置的可响应容量进行自组织网络分簇，形成完全分散式的自主组网机制，达到在供电台区的颗粒度下具有自主协同的效果；各个分布式虚拟电厂的负荷控制策略通过自组织网络分簇得到响应策略，而不再由中央控制系统制定下发，形成非完全被动地接收由中央控制系统的策略，同时通过各个供电台区的自组织网络分簇，将中央控制系统对整体电力调度的部分策略计算量分配至每个供电台区的自组织网
络分簇过程中，从而能够支持同一供电台区下多个完全分散式自主能量交易装置进行快速组网协同交易，以及时满足电网调度要求，从而能够快速响应新型电力系统对高比例新能源的消纳，降低新能源并网接入带来的波动性与随机性，能够主动适应高比例新能源接入的新型电力系统，从而在面对高比例的新能源并网的情况具有更高的兼容性。
85.2、本技术提出的完全分散式自主能量交易方法采用自组织网络分簇技术实现集群控制，通过接入用户侧负荷、实时市场电价、内部电池容量、充放电功率等信息并基于边缘智能体的边缘计算，以实现对用电网络节点的边缘自治，达到快速响应电网跨区域调度需求的效果，该方法具有很好的可扩展性、开放性和自主性，这样能够有效激活电力系统中的每一个用电网络节点，达到更优的电力供需平衡效果，更适合于在新型电力系统中投入运行。
86.3、本技术提出的完全分散式自主能量交易方法是分布式虚拟电厂的一种延伸控制模式，通过结合边缘智能体和自组织网络分簇技术来代替集中式控制和分布式控制的中央控制系统，既能实现用电网络节点电力供需平衡，也可通过自组网实现与电网的交易互动；该方法通过虚拟电厂的边缘智能体收集如市场价格、分时电价、天气预报以及用电负荷数据记录等有价值的外部信息，以及完全分散式自主能量交易装置内部电池的剩余电量、充放电功率等信息，实现对用电网络节点的边缘自治，进而形成与电网交易的容量组合竞价策略；相比当前集中控制、分散控制两种模式，本技术采用完全分散控制模式，这会对于周围环境的变化敏感，并能动态选定参与响应的设备，调整响应量，满足电力系统运行需求。
87.4、本技术提出的完全分散式自主能量交易装置利用柔性负荷监控子系统、电池状态监控子系统、充放功率控制子系统以及信息采集子系统分别与边缘智能体连接，从而实现集感知、计算、控制、存储、通讯和交易为一体的电力调度边缘控制方式，通过结合更快速的边缘感知和更精准的边缘计算以更准确且快速地完成对用电网络节点的边缘自治控制；并且该装置利用自组织网络分簇技术进行自组网来实现与电网的交易互动，自组网各机组根据当前时刻的容量响应指令和自身的可响应容量，在交易指令下完成在不同时刻下的自组织网络分簇，以使同一供电台区下的完全分散式自主能量交易装置从分散自治模式转变为集群控制模式，进而达到与电网进行更快速的互动交易的效果。
附图说明
88.图1为本技术各实施例的应用场景示意图；
89.图2为本技术一个实施例中的完全分散式自主能量交易系统的结构示意图；
90.图3为本技术一个实施例中的完全分散式自主能量交易装置的结构示意图；
91.图4为图3中的信息采集子系统的结构示意图；
92.图5为本技术一个实施例中的完全分散式自主能量交易方法的步骤流程示意图；
93.图6为图5中的确定可响应容量的具体步骤流程示意图；
94.图7为图5中的自组织网络分簇的具体步骤流程示意图；
95.图8为图5中的调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态的具体步骤流程示意图；
96.图9(a)为本技术以a时刻下进行自组织网络分簇后的效果示意图；
97.图9(b)为本技术以b时刻下进行自组织网络分簇后的效果示意图；
98.图10为本技术一个实施例中的电子设备的结构示意图；
99.图11为本技术一个实施例中的电网系统的结构示意图。
100.其中，100-电网平台服务器，200-外部源供电区，300-供电台区，301-用电网络节点，302-智能用电设备；
101.400-完全分散式自主能量交易装置，401-边缘智能体，402-能量调度子系统，403-柔性负荷监控子系统，404-电池状态监控子系统，405-充放功率控制子系统，406-信息采集子系统，407-供电信息采集模块，408-环境信息采集模块；
102.500-完全分散式自主能量交易系统，501-指令接收模块，502-可响应容量计算模块，503-自组网响应模块，504-电力调度自治模块，505-电价查询子模块，506-负荷容量查询子模块，507-电池状态查询子模块，508-第一电价波动响应子模块，509-第二电价波动响应子模块，510-响应状态判断子模块；
103.600-电子设备，601-存储器，602-处理器。
具体实施方式
104.本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
105.请参考图1，其示出了本技术各个实施例所涉及的一种应用场景示意图，以便于理解本技术的各个实施例：
106.在一个虚拟电厂系统中，设有电网平台服务器100，该电网平台服务器100与外部源供电区200连接，该外部源供电区200还与多个供电台区300连接。
107.以其中一个供电台区300为例，该供电台区300还分别与多个用电网络节点301相连，每个用电网络节点301均通过电气接口与智能用电设备302连接，智能用电设备302可以为智能空开、智能插座、智能空调控制器等用电设备中的任一个或任意组合。
108.在该供电台区300中，该多个用电网络节点301分别与多个完全分散式自主能量交易装置400匹配连接，匹配连接可以为多对一或多对多，使得每个完全分散式自主能量交易装置400与至少一个用电网络节点301连接。实际应用时，每个完全分散式自主能量交易装置400与至少一个用电网络节点301通过电气接口相连。多个完全分散式自主能量交易装置400还分别通过以太网通信接口与电网平台服务器100连接，其中以太网通信接口可以采用4g通信接口，具体可根据实际情况进行替换为其它通信接口。
109.进一步地，以其中一个用电网络节点301为例，该用电网络节点301所连接的完全分散式自主能量交易装置400和智能用电设备302彼此相连，以使完全分散式自主能量交易装置400收集外部用电数据以及其内部的电池充放电状态。
110.在智能用电设备302与完全分散式自主能量交易装置400的连接中，示例性的，智能空开通过plc电力载波通信接口与完全分散式自主能量交易装置400实现连接，智能插座通过lora/wifi通信接口与完全分散式自主能量交易装置400实现连接，智能空调控制器通过lora/wifi通信接口与完全分散式自主能量交易装置400实现连接，本领域技术人员可根据实际情况实现连接，在此不做限定。
111.需要说明的是，完全分散式自主能量交易装置400可作为中间处理端，可以以边缘
服务器的形式完成对用电网络节点301的边缘自治控制和对电网平台服务器100的自组网响应。
112.参见图2所示，在一个实施例中，提供了一种完全分散式自主能量交易系统500，该完全分散式自主能量交易系统500与电网平台服务器100连接，完全分散式自主能量交易系统500与供电台区300匹配连接，供电台区300还与其余完全分散式自主能量交易系统500匹配连接；
113.该完全分散式自主能量交易系统500包括：
114.指令接收模块501，用于接收容量响应指令、交易指令；
115.可响应容量计算模块502，用于基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量；
116.自组网响应模块503，用于根据交易指令、容量响应指令和可响应容量进行自主协同其余完全分散式自主能量交易系统500以完成自组织网络分簇，进而实现完全分散式自主能量交易系统500的完全分散控制；
117.电力调度自治模块504，用于获取外部实时电价信息，根据外部实时电价信息判断电价波动情况，在出现电价波动情况时制定完全分散式自主能量交易系统与外部电网的能量交换动作量要求量，根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态并获取实时反馈信息，以完成对用电网络节点301的边缘自治控制。
118.其中，电网平台服务器100用于发布电网需求，容量响应指令和交易指令由电网平台服务器100发出，容量响应指令与供电台区300对应。
119.在电力调度自治模块504中，包括：
120.电价查询子模块505，用于获取外部实时电价信息；
121.负荷容量查询子模块506，用于获取外部实时负荷容量；
122.电池状态查询子模块507，用于获取内部实时电池状态；
123.第一电价波动响应子模块508，用于根据外部实时电价信息判断电价波动情况，在出现电价波动情况时制定完全分散式自主能量交易系统500与外部电网的能量交换动作量要求量；
124.第二电价波动响应子模块509，用于根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态以响应电价波动情况，并获取实时反馈信息，其中实时反馈信息包括动作结果和实际动作量；
125.响应状态判断子模块510，用于触发第二电价波动响应子模块509进行重复执行，直至实际动作量满足能量交换动作量要求量时判断响应完成。
126.结合图1和图3所示，在一个实施例中，提供了一种完全分散式自主能量交易装置400，该完全分散式自主能量交易装置400设有边缘智能体401，其中边缘智能体401用于虚拟电厂在电力调度时的分析计算；
127.完全分散式自主能量交易装置400与电网平台服务器100连接，完全分散式自主能量交易装置400与供电台区300匹配连接，供电台区300还与其余完全分散式自主能量交易装置匹配连接；
128.该完全分散式自主能量交易装置400还包括能量调度子系统402，能量调度子系统402用于接收外部实时电价信息、接收电网平台服务器100的查询请求和接收电网平台服务
器100的容量响应请求；
129.边缘智能体401用于响应查询请求、容量响应请求；
130.当完全分散式自主能量交易装置400根据容量响应请求进行自组网响应时：
131.能量调度子系统402还用于接收容量响应指令、交易指令；
132.边缘智能体401还用于基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量，根据交易指令和可响应容量配合进行自组织网络分簇，进而实现完全分散式自主能量交易装置400的完全分散控制。实际应用时，电力需求响应交易参数包括电池容量、柔性负荷容量，基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量，具体包括：
133.对同一供电台区下的机组进行机组集合初始化；
134.根据电池容量和柔性负荷容量进行求和得到可响应容量。
135.在本实施例中，通过自组织网络分簇形成完全分散式的自主组网机制，使得该完全分散式自主能量交易装置400能够支持同一供电台区下多个完全分散式自主能量交易装置400进行快速组网协同交易，通过及时满足电网调度要求，从而能够快速响应新型电力系统对高比例新能源的消纳，这是一种主动适应电网调度要求的机制，在高比例新能源接入的新型电力系统中具有更高的兼容性。
136.需要说明的是，电网平台服务器100用于发布电网需求，容量响应指令和交易指令由电网平台服务器100发出，容量响应指令与供电台区300对应。
137.在本实施例中，该完全分散式自主能量交易装置400还包括：柔性负荷监控子系统403、电池状态监控子系统404、充放功率控制子系统405以及信息采集子系统406，柔性负荷监控子系统403、电池状态监控子系统404、充放功率控制子系统405以及信息采集子系统406分别与边缘智能体401连接；
138.柔性负荷监控子系统403还与智能用电设备302连接，电池状态监控子系统404与内部电池连接；
139.柔性负荷监控子系统403，用于收集外部用电数据；
140.电池状态监控子系统404，用于监控完全分散式自主能量交易装置400的内部实时电池状态；
141.充放功率控制子系统405，用于控制完全分散式自主能量交易装置400的电池充放电状态；
142.信息采集子系统406，用于获取外部实时电价信息；
143.边缘智能体401，还用于根据查询请求获取外部实时电价信息、外部实时负荷容量和内部实时电池状态，根据外部实时电价信息、外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态，以完成对用电网络节点301的边缘自治控制。实际应用时，边缘智能体401根据外部实时电价信息判断电价波动情况，在出现电价波动情况时制定完全分散式自主能量交易装置与外部电网的能量交换动作量要求量，根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态，以完成对用电网络节点301的边缘自治控制。
144.需要说明的是，外部用电数据包括外部实时负荷容量，柔性负荷用电情况对应智能用电设备302的用电情况，电池充放电状态包括内部电池的充放电功能选择状态、功率选择状态。
145.其中，外部用电数据包括但不限于智能空开、智能插座、智能空调、智能灯板等用电设备的运行状态、功率、电压和电流等与智能用电设备302运行相关的数据。
146.还需说明的是，边缘智能体401通过电池状态监控子系统404在电池组层面监测电池状态，以采集内部实时电池状态，内部实时电池状态包括电池的剩余电量、实时充放电功率、电池温度等数据，电池状态监控子系统404可与边缘智能体401实现数据交换，并实时监测电池组运行状态，当电池组出现剩余电量超限或温度异常等状况时，可及时切断电池组与外部电网的连接，保证电池和电网安全。
147.示例性的，电池状态监控子系统404还与内部电池相连。在内部电池中，设有电池组和电池组管理系统(bms)，电池组与电池组管理系统连接，从而可以通过电池组管理系统(bms)实现对电池组层面的监测，具体可通过rs485通信接口实现与电池组管理系统的连接，在此不做限定；此外电池组还可以替换为电池簇。
148.示例性的，充放功率控制子系统405还与功率控制模块相连，该功率控制模块用于控制用电网络节点301和内部电池的双向功率变换，同时达到对ac与dc之间的转换。实际应用时，功率控制模块在电价升高情况时接收第一预设电池功率动作量和电池放电指令，在电价未升高情况时接收第二预设电池功率动作量和电池充电指令，进而完成对柔性负荷用电情况和电池充放电状态的调度，并将实时反馈信息通过充放功率控制子系统405发送至边缘智能体401；
149.基于控制完全分散式自主能量交易装置400内部的电池组的充放电功率，进而实现储能双向变流器(pcs)功能，具体可通过rs485通信接口，在此不做限定。
150.在本实施例中，通过将柔性负荷监控子系统403、电池状态监控子系统404、充放功率控制子系统405以及信息采集子系统406分别与边缘智能体401连接，从而实现集感知、计算、控制、存储、通讯和交易为一体的电力调度边缘控制方式，通过结合更快速的边缘感知和更精准的边缘计算以更准确且快速地完成对用电网络节点301的边缘自治控制。
151.在本实施例中，在边缘自治控制中，具体包括：
152.边缘智能体401还用于在外部实时电价信息出现电价波动情况时制定完全分散式自主能量交易装置与外部电网的能量交换动作量要求量，判断电价波动情况是否为电价升高情况，并根据外部实时负荷容量分配第一预设柔性负荷动作量或第二预设柔性负荷动作量，根据内部实时电池状态分配第一预设电池功率动作量或第二预设电池功率动作量；
153.其中外部实时负荷容量为通过实时用电设备功率计算得到，实时用电设备功率与智能用电设备302对应，第一预设柔性负荷动作量和第一预设电池功率动作量均为电价升高情况时进行分配，第二预设柔性负荷动作量和第二预设电池功率动作量均为电价未升高情况时进行分配；
154.柔性负荷监控子系统403还用于在电价升高情况时将第一预设柔性负荷动作量发送至智能用电设备302，以使智能用电设备302执行柔性负荷用电减少指令，在电价未升高情况时将第二预设柔性负荷动作量发送至智能用电设备302，以使智能用电设备302执行柔性负荷用电增加指令；
155.充放功率控制子系统405用于在电价升高情况时将第一预设电池功率动作量发送至功率控制模块，以使功率控制模块执行电池放电指令，在电价未升高情况时将第二预设电池功率动作量发送至功率控制模块，以使功率控制模块执行电池放电指令或电池充电指
令；
156.边缘智能体401还用于在完成一次电价升高情况的处理过程或完成一次电价未升高情况的处理过程后，获取实时反馈信息并判断实时反馈信息是否符合能量交换动作量要求量，若实时反馈信息符合能量交换动作量要求量时则判断完成一次边缘自治控制过程，否则重复调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态；
157.其中，实时反馈信息包括动作结果和实际动作量，实际动作量包括实际柔性负荷动作量和实际电池功率动作量，实时反馈信息符合能量交换动作量要求量具体为实际柔性负荷动作量和实际电池功率动作量的总和满足能量交换动作量要求量。
158.示例性的，边缘智能体401综合计算分析实时用电设备功率、完全分散式自主能量交易装置400的内部实时电池状态和外部实时电价信息，进而调整完全分散式自主能量交易装置400与外部电网的交换功率，将调节指令输出至柔性负荷监控子系统403与充放功率控制子系统405，从而通过调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态以响应电价波动情况，并获取实时反馈信息，直至实际动作量满足能量交换动作量要求量。需要说明的是，实际动作量反映了完全分散式自主能量交易装置400从外部电网获得的电力或向外部电网释放的电力，当满足边缘智能体401制定的要求时调整结束。
159.在本实施例中，利用自组织网络分簇技术实现对已形成自组网的多个完全分散式自主能量交易装置400的集群控制，通过接入用户侧负荷、实时市场电价、内部电池容量、充放电功率等信息并基于边缘智能体401的边缘计算，以实现对用电网络节点301的边缘自治，这能够达到快速响应电网跨区域调度需求的效果。基于该完全分散式自主能量交易装置400进行调度电力时，无需再等待电网平台服务器100的集中调度分析策略，而通过将调度策略分散到多个边缘智能体401进行自主响应，这能够达到更优的电力供需平衡效果。
160.参见图4所示，在另一个实施例中，信息采集子系统406包括供电信息采集模块407和环境信息采集模块408，供电信息采集模块407和环境信息采集模块408相独立触发；
161.通过将供电信息采集模块407和环境信息采集模块408相独立触发，使得外部感知与内部感知相分离，以避免其中一个感知功能失效时影响其他感知功能的执行。同时在感知功能故障时，也能针对外部感知或者内部感知的故障来维修对应的模块，使其具有更高的可维护性。
162.供电信息采集模块407，用于获取完全分散式自主能量交易装置400与外部电网的能量交换信息、外部实时电价信息；
163.需要说明的是，完全分散式自主能量交易装置400与外部电网的能量交换信息为完全分散式自主能量交易装置400与外部电网的电力调度数据，具体包括实际动作量。
164.环境信息采集模块408，用于获取完全分散式自主能量交易装置400的安全参数，其中安全参数具体包括完全分散式自主能量交易装置400的内部温度参数。
165.进一步地，为了更好地提高电能利用率，本实施例中的环境信息采集模块408还用于获取室内环境温度和室外环境温度，其中室内环境温度和室外环境温度均为通过温度传感器进行采集得到。实际应用时，当环境信息采集模块408检测到当前的室内环境温度或当前的室外环境温度的变化后，将相应的温度信息传送到边缘智能体401，进而边缘智能体401对当前的室内环境温度、当前的室外环境温度以及当前的空调运行状态的关系进行判断综算分析，将当前的室内环境温度与当前的室外环境温度的偏差值、空调运行状态以及
空调运行策略进行匹配，以实时调整空调运行策略。示例性的，当当前的室内环境温度高于空调设定温度且符合用电条件，则发送指令至柔性负荷监控子系统403，提高空调制冷量，实现用电设备节能高效利用，为用户节约用电费用，需要说明的是，用电条件为内部电池满足放电需求或外部电网具有输出能力的情况。
166.示例性的，环境信息采集模块408可以采用温度计实现，供电信息采集模块407可以采用电压采样装置、电流互感器等设备实现。本领域技术人员可根据实际情况选择相应采集功能的电子设备来达到相同的目的，在此不做限定。
167.在又一个实施例中，在完全分散式自主能量交易装置400中，供电信息采集模块407还用于采集市场交易信息，进而通过信息采集子系统406能够将完全分散式自主能量交易装置400与外部电网的能量交换信息、外部实时电价信息、市场交易信息传输至边缘智能体401。
168.需要说明的是，信息采集子系统406为边缘智能体401的感知部分，通过信息采集子系统406采集如市场价格、分时电价、天气预报以及用电负荷数据记录等有价值的外部信息，以使得边缘智能体401能够感知外界，同时通过信息采集子系统406采集完全分散式自主能量交易装置400内部电池的剩余电量、充放电功率等信息，以使得边缘智能体401能够感知内部，从而使得对用电网络节点301进行边缘自治时具有实时监测的作用，能够达到更高效的安全预警效果以及电价波动预警的效果。通过形成与电网交易的容量组合竞价策略；通过信息采集子系统406的感知，使得完全分散式自主能量交易装置400对于周围环境的变化敏感，并能动态选定参与响应的设备，调整响应量，满足电力系统运行需求。
169.参见图5所示，在一个实施例中，提供了一种完全分散式自主能量交易方法，该方法用于完全分散式自主能量交易装置400，完全分散式自主能量交易装置400与电网平台服务器100连接，完全分散式自主能量交易装置400与供电台区300匹配连接，供电台区300还与匹配连接；
170.该完全分散式自主能量交易方法，包括以下步骤：
171.步骤s100、接收容量响应指令；
172.步骤s200、基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量；
173.示例性的，完全分散式自主能量交易装置400在接到来自外部电网平台服务器100的容量响应指令后，通过能量调度子系统402边获取由边缘智能体401计算出的可参与的电力需求响应交易参数，其中电力需求响应交易参数具体包括电池容量、柔性负荷容量、响应时段和电价，边缘智能体401根据电池容量和柔性负荷容量进行求和得到可响应容量，从而确定自身的可响应容量。
174.具体地，参见图6所示，基于可参与的电力需求响应交易参数确定可响应容量，包括：
175.步骤s201、对同一供电台区下的机组进行机组集合初始化：
176.在同一台区下部署有n台完全分散式自主能量交易装置400，令完全分散式自主能量交易装置400的机组集合为a，a＝{a1,a2,
…
,an,
…
,an}，an表示第n台完全分散式自主能量交易装置,an表示第n台完全分散式自主能量交易装置,n为正整数；
177.令可响应容量集合为c
dr
，c
dr
＝{c
dr,1
,c
dr,2
,
…
,c
dr,n
}，第n台完全分散式自主能量交易装置的可响应容量为：
178.c
dr,n
＝c
b,n
c
f,n
,1≤n≤n；
179.其中，c
dr,n
为第n台完全分散式自主能量交易装置的可响应容量，c
b,n
为电池容量，c
f,n
为柔性负荷容量。
180.步骤s202、根据电池容量和柔性负荷容量进行求和得到可响应容量：
181.第n台完全分散式自主能量交易装置an通过边缘智能体401获取电池容量c
b,n
和柔性负荷容量c
f,n
，并根据电池容量c
b,n
和柔性负荷容量c
f,n
进行求和得到自身的可响应容量c
dr,n
，进而确定每台机组自身的可响应容量。
182.步骤s300、根据交易指令、容量响应指令和可响应容量进行自主协同其余完全分散式自主能量交易装置以完成自组织网络分簇，进而实现完全分散式自主能量交易装置400的完全分散控制；
183.需要说明的是，电网平台服务器100用于发布电网需求，容量响应指令和交易指令由电网平台服务器100发出，容量响应指令与供电台区300对应。
184.参见图7所示，在根据交易指令、容量响应指令和可响应容量进行自主协同其余完全分散式自主能量交易装置以完成自组织网络分簇中，具体包括：
185.步骤s301、当接收到交易指令时，在供电台区300中，将完全分散式自主能量交易装置和其余完全分散式自主能量交易装置按照所有可响应容量从高到低的顺序选择至待组网的机组；
186.步骤s302、根据第一组网完成条件和第二组网完成条件进行判断组网完成情况以结束组网动作；
187.在第一组网完成条件中，当所选组网的机组的可响应容量总和达到容量响应指令后，则完成组网；
188.在第二组网完成条件中，当所有机组都加入了组网但仍未满足容量响应指令时，则完成组网；
189.其中，待组网的机组包括完全分散式自主能量交易装置400和其余完全分散式自主能量交易装置。
190.在本实施例中，同一供电台区下的所有完全分散式自主能量交易装置400在交易指令下根据可响应容量从高到低的顺序进行选择，以满足容量响应指令，相比现有通过集中式控制或者分布式控制的中央控制系统直接下发策略调度方式而言，该方法能通过各自可响应容量的高低使同一供电台区下的所有完全分散式自主能量交易装置实现自行组网，达到一种自主协同的效果。
191.示例性的，在此对根据交易指令、容量响应指令和可响应容量进行自主协同其余完全分散式自主能量交易装置以完成自组织网络分簇的过程进行进一步说明：
192.步骤s301a、令容量响应指令为c
order
，令自组网机组集合为g，g初始为空集；
193.步骤s301b、遍历可响应容量集合c
dr
以寻找集合中具有最大的可响应容量的元素，以c
dr,m
代表第m台完全分散式自主能量交易装置am拥有最大的可响应容量的情况为例，数值为c
dr,m
，则将第m台完全分散式自主能量交易装置am加入自组网机组集合g中；
194.步骤s301c、将am对应的可响应容量c
dr,m
从集合c
dr
中移除，同时从容量响应指令c
order
中减去am的可响应容量c
dr,m
。
195.步骤s302a、当|c
dr
|》0，且c
order
≤0时，表示此时仍有机组未参加组网，但本次自组
网中机组集合的可响应容量之和已经达到电网平台服务器100的容量响应指令，则结束组网；
196.步骤s302b、当|c
dr
|为空集时，表示此时所有机组都加入了组网，但仍未满足电网平台服务器100的容量响应指令，则结束组网；
197.步骤s302c、当|c
dr
|》0且c
order
》0时，表示此时仍有机未参加组网组，且自组网中的所有机组可响应容量之和并未达到电网平台服务器100的容量响应指令，则重复执行步骤s301b和步骤s301c；
198.待完成自组织网络分簇后，通过组网能够确定参加电能分配的完全分散式自主能量交易装置400。
199.步骤s400、获取外部实时电价信息；
200.步骤s500、根据外部实时电价信息判断电价波动情况；实际应用时，电价波动情况包括电价升高情况和电价未升高情况。
201.步骤s600、在出现电价波动情况时制定完全分散式自主能量交易装置与外部电网的能量交换动作量要求量p1；示例性的，在外部实时电价信息出现电价波动情况时制定完全分散式自主能量交易装置400与外部电网的能量交换动作量要求量p1；
202.步骤s700、根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态并获取实时反馈信息，其中实时反馈信息包括动作结果和实际动作量；
203.实际应用时，如图8所示，在根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态并获取实时反馈信息中，包括：电价升高情况调度和电价未升高情况调度；
204.步骤s701、电价升高情况调度。
205.实际应用时，电价升高情况调度具体包括：
206.步骤s701a、根据外部实时负荷容量分配第一预设柔性负荷动作量，其中，外部实时负荷容量为通过实时用电设备功率计算得到；
207.步骤s701b、根据内部实时电池状态分配第一预设电池功率动作量；
208.步骤s701c、基于第一预设柔性负荷动作量和第一预设电池功率动作量进行发送第一动作指令以完成一次电价升高情况的处理过程，并获取实时反馈信息，其中第一动作指令包括柔性负荷用电减少指令、电池放电指令；
209.步骤s702、电价未升高情况调度。
210.实际应用时，电价未升高情况调度具体包括：
211.步骤s702a、根据外部实时负荷容量分配第二预设柔性负荷动作量；
212.步骤s702b、根据内部实时电池状态分配第二预设电池功率动作量；
213.步骤s702c、基于第二预设柔性负荷动作量和第二预设电池功率动作量进行发送第二动作指令以完成一次电价未升高情况的处理过程，并获取实时反馈信息，其中第二动作指令包括柔性负荷用电增加指令、电池充电指令；
214.步骤s800、重复执行根据外部实时负荷容量和内部实时电池状态进行调度柔性负荷用电情况和电池充放电状态，直至实际动作量满足能量交换动作量要求量p1时，判断为完成一次边缘自治控制过程,从而通过完成对用电网络节点的边缘自治控制来响应电价波
动情况。
215.示例性的，实际动作量包括实际柔性负荷动作量p2和实际电池功率动作量p3，在完成一次电价升高情况调度或完成一次电价未升高情况调度后，当实际柔性负荷动作量p2和实际电池功率动作量p3的总和值大于或等于能量交换动作量要求量p1时判断此次边缘自治控制过程为完成，否则重复执行步骤s700。
216.又参见图9(a)和图9(b)所示，为本实施例中的完全分散式自主能量交易方法在完成自组织网络分簇后的效果示意图，结合上述步骤s200和步骤s300的具体过程，在a和b两个不同时刻下，各机组{a1,a2,
…
,an,
…
,an}根据当前时刻的容量响应指令和自身的可响应容量进行智能调整，最终自主完成不同的分簇。图中的标识为灰色的圆圈即为簇中的机组。其中，其完成组网的条件为第一组网完成条件和第二组网完成条件。各机组通过自组织网络分簇实现同一供电台区下的完全分散式自主能量交易装置400从分散自治模式转变为集群控制模块，进而与电网进行互动交易，从而使得本实施例的完全分散式自主能量交易装置400能够成为一种完全分散式自主能量交易机(autonomous energy trading entity，简称aete)。
217.该完全分散式自主能量交易方法通过自组织网络分簇形成完全分散式的自主组网机制，从而有效地激活电力系统中的每一个用电网络节点301，实现同一供电台区下的完全分散式自主能量交易装置400协同组网交易，进而快速响应电网跨区域调度需求，具有很好的可扩展性、开放性和自主性。
218.此外，还需要说明的是，电网平台服务器100用于运行电网公司的电力交易中心的平台系统，并为请求方提供数据处理的服务，该电网平台服务器100可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器群来实现，还可以是提供云服务、云信息库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、cdn、以及大信息和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
219.参见图10所示，在一个实施例中，提供了一种电子设备600，包括：存储器601、处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序，该处理器602执行所述程序时实现上述实施例中的完全分散式自主能量交易方法。需要说明的是，电子设备600可以为计算机设备，此处完全分散式自主能量交易方法的步骤可以是上述实施例中的完全分散式自主能量交易方法中的步骤。
220.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序适于由处理器加载并执行，以使得具有处理器的计算机设备执行上述完全分散式自主能量交易方法。需要说明的是，此处完全分散式自主能量交易方法的步骤可以是上述实施例中任一种完全分散式自主能量交易方法中的步骤。
221.参见图11所示，在一个实施例中，提供了一种电网系统，设有电网平台服务器100、外部源供电区200以及多个供电台区300，外部源供电区200与电网平台服务器100连接，多个供电台区300分别与外部源供电区200连接；
222.每个供电台区300还分别与多个用电网络节点301相连；
223.在每个供电台区300中，多个用电网络节点301还分别与多个完全分散式自主能量交易装置400匹配连接，匹配连接为多对一或多对多的形式，使得每个完全分散式自主能量交易装置400与至少一个用电网络节点301连接，最终每个完全分散式自主能量交易装置
400与至少一个用电网络节点301通过电气接口相连。多个完全分散式自主能量交易装置400还分别通过以太网通信接口与电网平台服务器100连接，其中以太网通信接口可以采用4g通信接口，具体可根据实际情况进行替换为其它通信接口。以其中一个用电网络节点301为例，该用电网络节点301所连接的完全分散式自主能量交易装置400和智能用电设备302彼此相连，以使完全分散式自主能量交易装置400收集外部用电数据以及其内部的电池充放电状态。
224.每个完全分散式自主能量交易装置400还分别与电网平台服务器100连接，在多个完全分散式自主能量交易装置400中，每个完全分散式自主能量交易装置400执行上述实施例中任一种完全分散式自主能量交易方法。
225.以上所述是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。
226.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。