本發(fā)明屬于可再生能源，具體涉及一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)是一種集成風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備的新型能源系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在通過協(xié)同運(yùn)行不同類型的可再生能源發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能裝置，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的核心在于其協(xié)同優(yōu)化調(diào)度能力，即根據(jù)天氣條件、負(fù)載需求和電網(wǎng)狀態(tài)等因素，實(shí)時(shí)調(diào)整各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到整體最優(yōu)的運(yùn)行效果。

2、目前，風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中面臨著多方面的挑戰(zhàn)。首先，由于風(fēng)能和太陽能的間歇性和波動(dòng)性，系統(tǒng)的發(fā)電出力難以精確預(yù)測(cè)和控制。其次，儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量有限，如何在不同時(shí)間尺度上合理分配儲(chǔ)能資源是一個(gè)復(fù)雜的問題。再者，傳統(tǒng)的調(diào)度方法往往采用簡(jiǎn)單的規(guī)則based策略或單一目標(biāo)優(yōu)化，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境和多樣化的優(yōu)化目標(biāo)。此外，隨著分布式能源和智能電網(wǎng)的發(fā)展，用戶側(cè)的需求響應(yīng)和能源交易也給系統(tǒng)的調(diào)度帶來了新的挑戰(zhàn)。因此，亟需一種能夠綜合考慮系統(tǒng)各組成部分特性，并能夠適應(yīng)復(fù)雜多變環(huán)境的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

3、中國專利公開號(hào)為cn114204549a，名稱為一種考慮儲(chǔ)能共享的風(fēng)光儲(chǔ)集群聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行的方法的專利申請(qǐng)，方法包括：建立包括若干新能源電站和一儲(chǔ)能共享聚合器的風(fēng)光儲(chǔ)集群，集群與外部系統(tǒng)的資源交易行為通過儲(chǔ)能共享聚合器進(jìn)行；考慮新能源電站的互補(bǔ)特性，建立風(fēng)光儲(chǔ)集群內(nèi)部的資源調(diào)度策略；基于所述風(fēng)光儲(chǔ)集群內(nèi)部的資源調(diào)度策略，建立針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)集群內(nèi)部單個(gè)新能源電站的收益模型；采用基于場(chǎng)景的隨機(jī)規(guī)劃方法，對(duì)市場(chǎng)電價(jià)以及新能源電站出力的不確定性進(jìn)行建模；建立考慮單個(gè)新能源電站的收益模型、市場(chǎng)電價(jià)以及新能源電站出力，并以所述風(fēng)光儲(chǔ)集群的整體收益最大為目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)；通過改進(jìn)粒子群算法對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，輸出最優(yōu)的風(fēng)光儲(chǔ)集群聯(lián)合運(yùn)行方案。該專利申請(qǐng)無法實(shí)現(xiàn)多時(shí)間尺度的精確預(yù)測(cè)和多目標(biāo)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)多時(shí)間尺度的精確預(yù)測(cè)、多目標(biāo)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化、自適應(yīng)的控制策略，同時(shí)考慮需求側(cè)響應(yīng)、故障診斷與自愈和電網(wǎng)支撐服務(wù)多方面因素，從而提高風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率和可靠性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：

4、根據(jù)風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)、光伏發(fā)電子系統(tǒng)和儲(chǔ)能子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行短期、中期和長期的發(fā)電量及負(fù)載預(yù)測(cè)；

5、構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，目標(biāo)包括最大化可再生能源利用率、最小化運(yùn)行成本、最小化電網(wǎng)波動(dòng)、最小化碳排放和最大化系統(tǒng)壽命；求解所述多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得到非支配解；

6、集成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求側(cè)響應(yīng)模型；

7、通過建立數(shù)字孿生模型進(jìn)行故障診斷與自愈；

8、通過構(gòu)建自適應(yīng)虛擬同步發(fā)電機(jī)提供電網(wǎng)支撐；

9、建立分布式能源交易和調(diào)度決策的透明記錄的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。

10、可選地，對(duì)風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)、光伏發(fā)電子系統(tǒng)和儲(chǔ)能子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)

11、進(jìn)行預(yù)處理后再進(jìn)行短期、中期和長期的發(fā)電量及負(fù)載的預(yù)測(cè)，預(yù)處理步驟包括異常檢測(cè)、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密。

12、可選地，采用基于量子比特編碼的粒子群優(yōu)化算法求解所述多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。

13、可選地，利用soft?actor-critic算法使系統(tǒng)的自適應(yīng)控制和持續(xù)優(yōu)化。

14、可選地，建立基于區(qū)塊鏈的分布式能源交易系統(tǒng)，包括以下步驟：搭建基于以太坊的私有鏈網(wǎng)絡(luò)；開發(fā)包含用戶注冊(cè)、能源掛牌、交易撮合、結(jié)算功能的智能合約；實(shí)現(xiàn)基于零知識(shí)證明的隱私保護(hù)交易驗(yàn)證機(jī)制；開發(fā)去中心化應(yīng)用前端界面；設(shè)計(jì)代幣經(jīng)濟(jì)模型；實(shí)現(xiàn)與實(shí)物能源交割的接口。

15、可選地，集成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求側(cè)響應(yīng)模型，包括以下步驟：構(gòu)建用戶關(guān)系圖；提取用戶特征；使用graphsage算法進(jìn)行圖卷積操作；使用多層感知機(jī)進(jìn)行預(yù)測(cè)；基于歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型；應(yīng)用模型進(jìn)行用戶行為預(yù)測(cè)。

16、第二方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，包括：

17、預(yù)測(cè)計(jì)算模塊，用于根據(jù)風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)、光伏發(fā)電子系統(tǒng)和儲(chǔ)能子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行短期、中期和長期的發(fā)電量及負(fù)載預(yù)測(cè)；

18、多目標(biāo)優(yōu)化計(jì)算模塊，用于構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，目標(biāo)包括最大化可再生能源利用率、最小化運(yùn)行成本、最小化電網(wǎng)波動(dòng)、最小化碳排放和最大化系統(tǒng)壽命；求解所述多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得到非支配解；

19、需求側(cè)響應(yīng)模型建立模塊，用于集成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求側(cè)響應(yīng)模型；

20、數(shù)字孿生模型建立模塊，用于通過建立數(shù)字孿生模型進(jìn)行故障診斷與自愈；

21、虛擬發(fā)電機(jī)建立模塊，用于通過構(gòu)建自適應(yīng)虛擬同步發(fā)電機(jī)提供電網(wǎng)支撐；

22、區(qū)塊鏈建立模塊，用于建立分布式能源交易和調(diào)度決策的透明記錄的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。

23、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

24、第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

25、第五方面，本發(fā)明提供一種包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述程序代碼執(zhí)行所述風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

27、本發(fā)明提供的風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，通過綜合運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理、人工智能、優(yōu)化算法和區(qū)塊鏈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)各組成部分的高效協(xié)同。本發(fā)明通過對(duì)不同時(shí)間尺度的發(fā)電量及負(fù)載預(yù)測(cè)，同時(shí)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，顯著提高了可再生能源的利用率，有效降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，從而能夠大幅減少電網(wǎng)波動(dòng)和碳排放。本發(fā)明通過引入多時(shí)間尺度預(yù)測(cè)和多目標(biāo)優(yōu)化，能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和魯棒性。自適應(yīng)控制和智能學(xué)習(xí)機(jī)制使系統(tǒng)能夠持續(xù)優(yōu)化其運(yùn)行策略，不斷提升性能。

28、進(jìn)一步，本發(fā)明的方法集成了需求側(cè)響應(yīng)、故障診斷與自愈、電網(wǎng)支撐服務(wù)等功能，全面提升了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。

29、進(jìn)一步，本發(fā)明基于區(qū)塊鏈的分布式能源交易機(jī)制，則為用戶參與和系統(tǒng)效益最大化提供了新的途徑。

30、進(jìn)一步，本發(fā)明為風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的高效、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全面的解決方案，對(duì)促進(jìn)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，對(duì)風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)、光伏發(fā)電子系統(tǒng)和儲(chǔ)能子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，采用基于量子比特編碼的粒子群優(yōu)化算法求解所述多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，利用soft?actor-critic算法使系統(tǒng)的自適應(yīng)控制和持續(xù)優(yōu)化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，建立基于區(qū)塊鏈的分布式能源交易系統(tǒng)，包括以下步驟：搭建基于以太坊的私有鏈網(wǎng)絡(luò)；開發(fā)包含用戶注冊(cè)、能源掛牌、交易撮合、結(jié)算功能的智能合約；實(shí)現(xiàn)基于零知識(shí)證明的隱私保護(hù)交易驗(yàn)證機(jī)制；開發(fā)去中心化應(yīng)用前端界面；設(shè)計(jì)代幣經(jīng)濟(jì)模型；實(shí)現(xiàn)與實(shí)物能源交割的接口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，集成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求側(cè)響應(yīng)模型，包括以下步驟：構(gòu)建用戶關(guān)系圖；提取用戶特征；使用graphsage算法進(jìn)行圖卷積操作；使用多層感知機(jī)進(jìn)行預(yù)測(cè)；基于歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型；應(yīng)用模型進(jìn)行用戶行為預(yù)測(cè)。

7.一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

10.一種包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述程序代碼執(zhí)行權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。方法包括：根據(jù)風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)、光伏發(fā)電子系統(tǒng)和儲(chǔ)能子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行短期、中期和長期的發(fā)電量及負(fù)載預(yù)測(cè)；構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；求解所述多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得到非支配解；集成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求側(cè)響應(yīng)模型；通過建立數(shù)字孿生模型進(jìn)行故障診斷與自愈；通過構(gòu)建自適應(yīng)虛擬同步發(fā)電機(jī)提供電網(wǎng)支撐；建立分布式能源交易和調(diào)度決策的透明記錄的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)多時(shí)間尺度的精確預(yù)測(cè)、多目標(biāo)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化、自適應(yīng)的控制策略，同時(shí)考慮需求側(cè)響應(yīng)、故障診斷與自愈和電網(wǎng)支撐服務(wù)多方面因素，從而提高風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：陳育聰,李元,韓斌,孔繁新,施星,宋巨,楊正群
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華能瀾滄江新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6