一种微电网调度装置和方法与流程

1.本发明涉及电力调度技术领域，特别涉及一种微电网调度装置和方法。


背景技术：

2.电力调度是为了保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效管理手段，电力调度如果不能进行有效控制而出现供需失衡，可能引起系统大范围的事故，在对电力进行调度时，需要采用指定的调度方法对其进行调度处理。
3.现有技术中，传统的电力调度都是设定指定值，并通过指定值向指定用户输送电力值，但有些用户却不需要大量的电力值，便会造成电力值的大量浪费，而有些用户需要大于指定值的电力值，便容易造成电力值的不足，需要一种能预测微电网供电量和用户用电量并进行电力调度的方法。
4.例如，一种在中国专利文献上公开的“电力通信调度方法”，其公告号：cn102916904a，其申请日：2012年11月01日，该发明包括软交换平台、调度系统、软交换调度台，软交换平台包括至少一个软交换服务器，软交换服务器彼此之间相连接，软交换调度台包括软交换调度终端和音视频终端，电力通信调度方法包括通过音视频终端收发音视频数据，通过软交换服务器处理音视频数据，通过调度系统控制整个通话的建立和结束，从而实现电力调度上所需的调度逻辑，但是存在不能预测微电网供电量和用户用电量并进行电力调度的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术不能预测微电网供电量和用户用电量并进行电力调度的不足，本发明提出了一种微电网调度装置和方法，能预测微电网供电量和用户用电量并进行电力调度。
6.以下是本发明的技术方案，一种微电网调度装置，包括：
7.总控单元，用于根据微电网单元数据和用户单元数据制定和分配调度方案；
8.微电网单元，用于为用户单元供电并将微电网单元数据传输至总控单元，连接总控单元和用户单元；
9.用户单元，用于消耗微电网单元电能并将用户单元数据传输至总控单元，连接总控单元；
10.发电模块，用于提供电能；
11.储能模块，用于存储电能，连接发电模块；
12.逆变器模块，用于对电量类型进行转换，连接储能模块和发电模块；
13.第一收集模块，用于收集微电网单元数据；
14.第一传输模块，用于将微电网单元数据传输至存储模块，连接第一收集模块和存储模块；
15.接入模块，用于用户单元和微电网单元的电能传输，连接逆变器模块；
16.第二收集模块，用于收集用户单元数据；
17.第二传输模块，用于将用户单元数据传输至存储模块，连接第二收集模块和存储模块；
18.存储模块，用于存储微电网单元数据和用户单元数据；
19.分析模块，用于根据微电网单元数据和用户单元数据制定调度方案，连接连接存储模块和调度模块；
20.调度模块，用于分发执行调度方案，连接微电网单元。
21.本方案中，第一收集模块收集微电网单元数据，微电网单元数据包括微电网单元地点、设备类型、产电量、产电时间和产电效率，第二收集模块收集用户单元数据，用户单元数据包括用户单元地点、用电量和用电时间，分析模块基于微电网单元数据和用户单元数据建立时间序列预测模型，得到预测产电量和预测用电量，分析模块基于预测产电量、预测用电量、微电网单元地点和用户单元地点制定微电网单元的调度方案，调度模块获取微电网单元的调度方案并将调度方案分发至对应的微电网单元，微电网单元基于调度方案进行调度。根据不同地区的用电量来对电力作出合理的调度，避免用电量大的用户单元出现电力不足的情况，同时也避免一些用电量小的用户单元出现电力过剩的情况，避免出现电力分配不均的情况，根据输电线长度最短进行调度，降低了电力的传输损耗，使电力能够得到充分地利用。
22.作为优选，发电模块为光伏发电设备、风力发电机和柴油发电机之中的一种或多种，储能模块为蓄电池、锂电池和碱性电池之中的一种或多种。
23.作为优选，微电网单元数据包括微电网单元地点、设备类型、产电量、产电时间和产电效率，用户单元数据包括用户单元地点、用电量和用电时间。
24.作为优选，存储模块为本地数据库或云数据库，数据库表中每个微电网单元地点和用户单元地点分别对应唯一的字符。
25.作为优选，逆变器模块将直流电转换为交流电或将交流电转换为直流电。
26.作为优选，一种微电网调度方法，包括以下步骤：
27.s1：第一收集模块收集微电网单元数据传输至存储模块，第二收集模块收集用户单元数据传输至存储模块；
28.s2：分析模块从存储模块获取微电网单元数据和用户单元数据，基于微电网单元数据和用户单元数据建立时间序列预测模型，得到预测产电量和预测用电量；
29.s3：分析模块基于预测产电量、预测用电量、微电网单元地点和用户单元地点制定微电网单元的调度方案；
30.s4：调度模块获取微电网单元的调度方案并将调度方案分发至对应的微电网单元，微电网单元基于调度方案进行调度。
31.作为优选，分析模块将微电网单元数据按照设备类型划分成若干个设备数据集，将设备数据集随机划分成若干个数据集，建立若干个时间序列预测模型，对数据集进行异常值处理和缺失值处理，训练集、测试集和验证集的比例为7:2:1。
32.作为优选，若干个模型的预测产电量取平均值得到最终预测产电量，若干个模型的预测用电量分别取平均值得到最终预测用电量。
33.作为优选，以微电网单元和用户单元间输电线长度最短对微电网单元进行调度，若第一微电网单元的最终预测产电量小于用户单元的最终预测用电量，则第一微电网单元完全调度后从第二微电网单元进行补差调度，第二微电网单元和用户单元间输电线长度仅大于第一微电网单元和用户单元间输电线长度。
34.作为优选，最终预测用电量乘以1.1倍制定调度方案。
35.本发明的有益效果是：第一收集模块收集微电网单元数据，微电网单元数据包括微电网单元地点、设备类型、产电量、产电时间和产电效率，第二收集模块收集用户单元数据，用户单元数据包括用户单元地点、用电量和用电时间，分析模块基于微电网单元数据和用户单元数据建立时间序列预测模型，得到预测产电量和预测用电量，分析模块基于预测产电量、预测用电量、微电网单元地点和用户单元地点制定微电网单元的调度方案，调度模块获取微电网单元的调度方案并将调度方案分发至对应的微电网单元，微电网单元基于调度方案进行调度。根据不同地区的用电量来对电力作出合理的调度，避免用电量大的用户单元出现电力不足的情况，同时也避免一些用电量小的用户单元出现电力过剩的情况，避免出现电力分配不均的情况，根据输电线长度最短进行调度，降低了电力的传输损耗，使电力能够得到充分地利用。
附图说明
36.图1本发明一种微电网调度装置的示意图。
37.图2本发明一种微电网调度方法的流程图。
38.图中1、总控单元；2、微电网单元；3、用户单元；4、存储模块；5、分析模块；6、调度模块；7、发电模块；8、储能模块；9、第一收集模块；10、第一传输模块；11、逆变器模块；12、接入模块；13、第二收集模块；14、第二传输模块。
具体实施方式
39.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
40.实施例：如图1所示，一种微电网调度装置，包括：
41.总控单元1，用于根据微电网单元数据和用户单元数据制定和分配调度方案，连接微电网单元2和用户单元3，总控单元1包括：存储模块4、分析模块5和调度模块6，存储模块4连接第一传输模块10和第二传输模块14，分析模块5连接存储模块4和调度模块6，调度模块6连接微电网单元2。
42.微电网单元2，用于为用户单元3供电并将微电网单元数据传输至总控单元1，连接总控单元1和用户单元3，微电网单元2包括：发电模块7、储能模块8、第一收集模块9、第一传输模块10和逆变器模块11，逆变器模块11、储能模块8和发电模块7互相连接，第一收集模块9连接储能模块8和第一传输模块10，第一传输模块10连接存储模块4。
43.用户单元3，用于消耗微电网单元2电能并将用户单元数据传输至总控单元1，连接总控单元1和微电网单元2，用户单元3包括接入模块12、第二收集模块13和第二传输模块14，接入模块12连接逆变器模块11，第二收集模块13连接接入模块12和第二传输模块14，第二传输模块14连接存储模块4。
44.发电模块7用于提供电能，发电模块7可以是光伏发电设备、风力发电机和柴油发
电机之中的一种或多种。
45.储能模块8用于存储电能，储能模块8可以是蓄电池、锂电池和碱性电池之中的一种或多种。
46.逆变器模块11用于对电量类型进行转换，逆变器模块11将直流电转换为交流电或将交流电转换为直流电，消除电量交换障碍，保证微电网单元2和用户单元3的电量交换。
47.第一收集模块9用于收集微电网单元数据，第一传输模块10用于将微电网单元数据传输至存储模块4。微电网单元数据包括：微电网单元2地点、设备类型、产电量、产电时间和产电效率。微电网单元2地点为微电网单元2的位置信息，用于结合用户单元3地点进行电力调度优化。
48.第二收集模块13用于收集用户单元数据，第二传输模块14用于将用户单元数据传输至存储模块4。用户单元数据包括：用户单元3地点、用电量和用电时间。用户单元3地点为用户单元3的位置信息，可以是街道号和小区号，用于结合微电网单元2地点进行电力调度优化。
49.存储模块4用于存储微电网单元数据和用户单元数据，可以是本地数据库或云数据库。微电网单元数据和用户单元数据在存储模块4中分开存储，便于保持数据清晰，在数据库表中，每个微电网单元2地点和用户单元3地点分别对应唯一的字符，以微电网单元2地点和用户单元3地点为自定义主键且用数据库表进行保存，便于提高数据搜索效率。
50.分析模块5用于根据微电网单元数据和用户单元数据制定调度方案，基于微电网单元数据和用户单元数据建立时间序列预测模型，得到预测产电量和预测用电量，根据预测产电量、预测用电量和单元地点距离制定调度方案。具体的，建立微电网模型，将微电网单元数据按照设备类型划分成若干个设备数据集，每个设备数据集仅包括相同设备类型设备，将设备数据集随机划分成若干个数据集，对同一设备数据集建立若干个模型，避免模型的偶然性提高模型预测的准确性，对数据集进行异常值处理和缺失值处理，将数据集划分为训练集、测试集和验证集，训练集、测试集和验证集的比例为7:2:1，保证训练集的数据量足够大提高模型训练的有效性，验证集用于验证模型的精度。当模型的均方误差小于0.0009视为模型达到精度要求。模型的输入为产电量、产电时间和产电效率，输出为预测产电量，对若干个模型的预测产电量进行求平均值处理，得到最终预测产电量。如前述方法建立用户模型，模型的输入为用电量和用电时间，输出为预测用电量，对若干个模型的预测用电量进行求平均值处理，得到最终预测用电量。以微电网单元2和用户单元3间输电线长度最短进行调度，例如微电网单元2a1对用户单元3b1进行调度，微电网单元2a1的预测产电量为a1，用户单元3b1的预测用电量为b1，当a1≥b1时，微电网单元2a1对用户单元3b1进行完全调度，调度方案为：
51.[a1,b1,b1,b1,0,0,0,0,a1,a
1-b1]
[0052]a1-b1表示微电网单元2a1剩余可供电量，调度方案前四个元素表示微电网单元2对用户单元3的供电情况，后两个元素表示微电网单元2和微电网单元2剩余可供电量。
[0053]
当a1＜b1时，微电网单元2a1对用户单元3b1进行部分调度，另从微电网单元2a2进行调度，微电网单元2a2和用户单元3b1间输电线长度仅大于微电网单元2a1和用户单元3b1间输电线长度，调度方案为：
[0054]
[a1,a1,b1,b1,a2,b
1-a1,b1,b1,a2,a2 a
1-b1]
[0055]
a2为微电网单元2a2的产电量，a2 a
1-b1表示微电网单元2a2剩余可供电量，调度方案前四个元素表示第一个微电网单元2对用户单元3的供电情况，第五至第八个元素表示第二个微电网单元2对用户单元3的供电情况，后两个元素表示第二个微电网单元2和第二个微电网单元2剩余可供电量。
[0056]
由于预测用电量存在一定的波动性，波动范围为94％至107％，在制定调度方案时，将预测用电量乘以1.1倍进行计算。
[0057]
调度模块6用于分发执行调度方案，调度模块6从分析模块5获取所有微电网单元2的调度方案，并将调度方案分发至对应的微电网单元2，微电网单元2按照对应的调度方案进行调度。
[0058]
如图2所示，一种微电网调度方法，包括以下步骤：
[0059]
s1：第一收集模块9收集微电网单元数据传输至存储模块4，第二收集模块13收集用户单元数据传输至存储模块4；
[0060]
s2：分析模块5从存储模块4获取微电网单元数据和用户单元数据，基于微电网单元数据和用户单元数据建立时间序列预测模型，得到预测产电量和预测用电量；
[0061]
s3：分析模块5基于预测产电量、预测用电量、微电网单元2地点和用户单元3地点制定微电网单元2的调度方案；
[0062]
s4：调度模块6获取微电网单元2的调度方案并将调度方案分发至对应的微电网单元2，微电网单元2基于调度方案进行调度。
[0063]
第一收集模块9收集微电网单元数据，微电网单元数据包括微电网单元2地点、设备类型、产电量、产电时间和产电效率，第二收集模块13收集用户单元数据，用户单元数据包括用户单元3地点、用电量和用电时间，分析模块5基于微电网单元数据和用户单元数据建立时间序列预测模型，得到预测产电量和预测用电量，分析模块5基于预测产电量、预测用电量、微电网单元2地点和用户单元3地点制定微电网单元2的调度方案，调度模块6获取微电网单元2的调度方案并将调度方案分发至对应的微电网单元2，微电网单元2基于调度方案进行调度。根据不同地区的用电量来对电力作出合理的调度，避免用电量大的用户单元3出现电力不足的情况，同时也避免一些用电量小的用户单元3出现电力过剩的情况，避免出现电力分配不均的情况，根据输电线长度最短进行调度，降低了电力的传输损耗，使电力能够得到充分地利用。