一种区域能源互联网协调优化运行方法及系统与流程

1.本发明属于电气信息技术领域，尤其涉及一种区域能源互联网协调优化运行方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.随着环境污染问题的日益严重，各国纷纷实施能源结构变革和能源消费转变，提出能源互联网的概念，打破传统能源领域壁垒，构建以互联网技术为基础，以电力系统为中心，将电力系统与天然气网络、供热网络以及交通网络等紧密耦合的能源服务网络。
4.区域能源互联网作为能源互联网战略发展的基本单元，可以实现电气冷热多种能源的互联互通、转换利用、协同优化，可有效提高能源利用效率、减少环境污染，促进能源利用方式从传统粗放型向集约型、可持续型转变，是应对中国城镇化进程中高能耗、高污染等问题的重要手段之一。因此,如何实现区域能源互联网内部大量能源资源的协同优化运行,成为人们研究的重点。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种区域能源互联网协调优化运行方法及系统，其能实现区域能源互联网内部大量能源资源的协同优化运行。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的第一个方面提供一种区域能源互联网协调优化运行方法。
8.一种区域能源互联网协调优化运行方法，包括：
9.基于能源互联网结构，得到能源互联网的特征；
10.采用区域能源互联网协调优化控制技术，基于所述能源互联网的特征，结合用户的所有用能信息和能源供应侧的基础数据以及发电侧的数据信息，得到区域能源互联网协调优化运行方案。
11.进一步地，所述能源互联网的特征包括：能源互联网的目标是充分利用可再生能源，能源互联网的统一形式和传输方式是电能，能源互联网由发电网、用电网和输电网络组成和能源互联网采用发电与用电双向互动的调控策略。
12.进一步地，所述区域能源互联网协调优化控制技术包括：基于分布式能源供应模块与供热网络和微网系统的能源输送情况、微网系统与电力输送网的能源输送情况以及用户端的能源利用情况，结合集中式能源供应模块与电力输送网的能源输送情况，构建区域能源互联网协调最优运行模式的技术框架。
13.进一步地，所述区域能源互联网协调优化控制技术包括：
14.多能源计量监测技术，通过无线传感器技术和遥测技术实现能源信息的自动采集、自动分析处理；通用包括：信息接口技术、数据清洗技术、信息数据压缩技术和数据信息
融合技术，实现用户之间、用户与各个能源互联网之间的自由信息交换与动态反馈。
15.多能流互补控制技术，包括：控制策略和控制技术，所述控制策略包括：多类型能源发电的最优调度模型和控制模型；所述控制技术包括：基于数字信号处理的非传统控制策略及模型。
16.进一步地，所述区域能源互联网协调优化运行方案包括：包括电力系统、石油系统、供热系统、天然气供应系统的能源互联网中的能源之间互补协调。
17.进一步地，所述区域能源互联网协调优化运行方案包括：采用“源-网-荷-储”的协调优化模式应用在能源互联网中。
18.进一步地，所述区域能源互联网协调优化运行方案包括：在系统运行阶段，通过信息通信网络收集用户的所有用能信息和能源供应侧的基础数据，通过对云端信息处理系统的分析处理为用户提供优化的能耗方案，通过价格机制及需求侧响应措施引导用户积极跟踪清洁能源发电量。
19.本发明的第二个方面提供一种区域能源互联网协调优化运行系统。
20.一种区域能源互联网协调优化运行系统，包括：
21.特征提取模块，其被配置为：基于能源互联网结构，得到能源互联网的特征；
22.输出模块，其被配置为：采用区域能源互联网协调优化控制技术，基于所述能源互联网的特征，结合用户的所有用能信息和能源供应侧的基础数据以及发电侧的数据信息，得到区域能源互联网协调优化运行方案。
23.本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
24.一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时实现如上述第一个方面所述的区域能源互联网协调优化运行方法中的步骤。
25.本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
26.一种计算机设备，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如上述第一个方面所述的区域能源互联网协调优化运行方法中的步骤。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.本发明涉及一种区域能源互联网协调优化运行模式。首先，分析能源互联网的主要特征，在此基础上提出了区域能源互联网“源-网-荷-储”协调优化运行模式。最后，总结了实现区域能源互联网协调优化运行的关键技术。
29.本发明不仅通过多源互补、“源-网-荷-储”协调、优化控制技术的运行模式，实现分布式能源的充分利用，对于实现系统经济安全的运行具有重要意义。
30.本发明附加方面的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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
31.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
32.图1是本发明示出的区域能源互联网技术架构图；
33.图2是本发明示出的区域能源互联网结构图。
具体实施方式
34.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
35.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
38.实施例一
39.如图1所示，本实施例提供了一种区域能源互联网协调优化运行方法，本实施例以该方法应用于服务器进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于终端，还可以应用于包括终端和服务器和系统，并通过终端和服务器的交互实现。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务器、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务cdn、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表等，但并不局限于此。终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本技术在此不做限制。本实施例中，该方法包括以下步骤：
40.基于能源互联网结构，得到能源互联网的特征；
41.采用区域能源互联网协调优化控制技术，基于所述能源互联网的特征，结合用户的所有用能信息和能源供应侧的基础数据以及发电侧的数据信息，得到区域能源互联网协调优化运行方案。
42.本实施例的具体技术方案，包括：分析能源互联网的特点；结合其特点，提出区域能源互联网协调优化运行模式；进一步提出区域能源互联网协调优化控制技术。
43.所述能源互联网如图2所示，包括以下特点：
44.1)能源互联网的目标是充分利用可再生能源；
45.2)能源互联网的统一形式和传输方式是电能；
46.3)能源互联网由发电网、用电网和输电网络组成；
47.4)能源互联网采用发电与用电双向互动的调控策略。
48.5)所述区域能源互联网协调优化模式具体为：
49.(1)多源互补。
50.能源互联网中电力系统、石油系统、供热系统、天然气供应系统等能源资源之间互补协调，突出各类能源之间的“可替代性”，用户不仅可以在其中选择不同的能源，还可以自由选择能源资源的取用方式。
51.(2)“源-网-荷-储”协调。
52.作为能源互联网的核心和纽带，电力系统的“源-网-荷-储”协调优化模式能够更为广泛地应用于整个能源行业，与能源互联网的技术与体制相结合，形成整个能源系统的协调优化运营模式。
[0053]“源”包括石油、电力、天然气等多种能源资源，“网”包括电网、石油管网、供热网等多种资源网络，“荷”不仅包括电力负荷，还有用户的多种能源需求，而“储”则主要指能源资源的多种仓储设施及储备方法，该源网荷储协调运行机制主要包含以下2个方面：
[0054]
横向多源互补，该“横向多源互补”是从电力系统“源—源互补”的理念衍生而来，能源互联网中的“横向多源互补”是指电力系统、石油系统、供热系统、天然气供应系统等多种能源资源之间的互补协调，突出强调各类能源之间的“可替代性”，用户不仅可以在其中任意选择不同能源，也可自由选择能源资源的取用方式。
[0055]
纵向“源—网—荷—储”协调，能源互联网中的“源—网—荷—储”协调主要是指2个方面：通过多种能量转换技术及信息流、能量流交互技术，实现能源资源的开发利用和资源运输网络、能量传输网络之间的相互协调；将用户的多种用能需求统一为一个整体，使电力需求侧管理进一步扩大化成为全能源领域的“综合用能管理”，将广义需求侧资源在促进清洁能源消纳、保证系统安全稳定运行方面的作用进一步放大化。
[0056]
作为一种或多种实施方式，通过各种能量转换技术及信息流、能量流交互技术，实现能源的开发利用以及资源运输网络、能量传输网络的协调。
[0057]
作为一种或多种实施方式，需求侧管理(dsm)进一步扩大化为整个能源领域的“综合用能管理”，将广义需求侧资源在促进清洁能源消纳、确保系统安全稳定运行方面的作用进一步扩大。
[0058]
(3)系统运行。
[0059]
在系统运行阶段，系统运营商通过信息通信网络收集用户的所有用能信息和能源供应侧的基础数据，通过对云端信息处理系统的分析处理为用户提供优化的能耗方案，通过合理的价格机制及需求侧响应措施引导用户积极跟踪清洁能源发电量。
[0060]
作为一种或多种实施方式，根据发电侧的数据信息设计合理的调度顺序和输出安排，结合分散能源模块“自发自用、余量上网”的模式，实现了系统的双边协调优化和双向自适应过程。充分发挥电力系统的联动作用，优化其他能源模块(如供热、供气等)的运行。
[0061]
所述区域能源互联网协调优化控制技术具体为：
[0062]
(1)构建区域能源互联网协调最优运行模式的技术框架，如图1所示。
[0063]
系统的运行需要专项技术在微观层面控制分布式电源和储能设备的充放电，实现用户端各模块的内部自优化和自适应，提高各模块的可控性。
[0064]
作为一种或多种实施方式，将新能源发电与传统化石能源发电优化组合，通过分布式发电、储能设备等技术，引导用户主动跟踪发电侧输出。
[0065]
作为一种或多种实施方式，需要专项信息交互技术保证各能源模块之间信息流的双向自由流动，收集各模块的数据信息，并进行初步的分类和处理，随时满足用户的原始数据需求，并将采集到的数据输入云信息处理部分。
[0066]
(2)多能源计量监测技术。
[0067]
先进的计量基础设施(ami)是信息监控技术的基础，其未来的研发过程要向着智能化、多元化和信息交互多向化方向发展。通过无线传感器技术和遥测技术等实现能源信息的自动采集、自动分析处理。通用信息接口技术、数据清洗技术、信息数据压缩技术、数据信息融合技术等，实现用户之间、用户与各个能源互联网模块之间的自由信息交换与动态反馈。
[0068]
作为一种或多种实施方式，多能源计量监测及信息交互技术的主要应用包括：信息收集与实时分析和智能电子设备；
[0069]
作为一种或多种实施方式，借助于互联网技术、“大数据”与“云计算”技术对ami系统的通信模块和数据管理模块进行升级，增强其数据吞吐处理、数据存储能力和数据分析能力等。实时收集用户的用能信息及其他环境信息，对这些基础信息进行初步数据挖掘，获取用户用能行为特征。
[0070]
作为一种或多种实施方式，借助能源互联网的普适性接入端口，构建能源互联网多种类能源设备的信息交互平台，借助完善的信息分析处理能力，结合数据挖掘分析结果为用户提供多能协调的综合用能方案，在一定程度上实现对用户用能设备、分布式能源设备的自动控制、自动优化协调。
[0071]
(3)多能流互补控制技术。
[0072]
能源互联网是多能源网络的耦合，这表现在能源网络架构之间的相互耦合，还包括网络能量流之间的互补协调和安全控制。
[0073]
作为一种或多种实施方式，在能源供应、输配电方面，能源互联网通过柔性接入端口、能源路由器、多向能源自动配置技术、能源输送信息技术等，能够显著提高电网的自适应能力，实现多能源网络接入端口的灵活性和智能化，降低网络中多能源交叉流动出现冲突、阻塞的可能性。
[0074]
作为一种或多种实施方式，多能流互补控制技术主要集中于控制策略与控制技术方面。控制策略主要指多类型能源发电的最优调度模型和控制模型等；控制技术主要指基于数字信号处理的非传统控制策略及模型，包括神经网络控制、预测控制、电网自愈自动控制技术、互联网远程控制技术、模糊控制技术、接入端口控制技术等。
[0075]
本实施例涉及一种区域能源互联网协调优化运行方法。首先，分析能源互联网的主要特征，在此基础上提出了区域能源互联网“源-网-荷-储”协调优化运行模式。最后，总结了实现区域能源互联网协调优化运行的关键技术。本发明不仅通过多源互补、“源-网-荷-储”协调、优化控制技术的运行模式，实现分布式能源的充分利用，对于实现系统经济安全的运行具有重要意义。
[0076]
实施例二
[0077]
本实施例提供了一种区域能源互联网协调优化运行系统。
[0078]
一种区域能源互联网协调优化运行系统，包括：
[0079]
特征提取模块，其被配置为：基于能源互联网结构，得到能源互联网的特征；
[0080]
输出模块，其被配置为：采用区域能源互联网协调优化控制技术，基于所述能源互联网的特征，结合用户的所有用能信息和能源供应侧的基础数据以及发电侧的数据信息，得到区域能源互联网协调优化运行方案。
[0081]
此处需要说明的是，上述特征提取模块和输出模块与实施例一中的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
[0082]
实施例三
[0083]
本实施例提供了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时实现如上述实施例一所述的区域能源互联网协调优化运行方法中的步骤。
[0084]
实施例四
[0085]
本实施例提供了一种计算机设备，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如上述实施例一所述的区域能源互联网协调优化运行方法中的步骤。
[0086]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0087]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0088]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0089]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0090]
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 accessmemory，ram)等。
[0091]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。