[发明专利]一种基于区域内部交易的智能电网监控系统及其控制方法有效
申请号: | 201811440289.3 | 申请日: | 2018-11-27 |
公开(公告)号: | CN109583753B | 公开(公告)日: | 2022-08-02 |
发明(设计)人: | 王燕舞;林文婷;肖江文;李超杰;刘骁康;雷衍 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | G06Q10/06 | 分类号: | G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06 |
代理公司: | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人: | 李智;曹葆青 |
地址: | 430074 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 区域 内部 交易 智能 电网 监控 系统 及其 控制 方法 | ||
1.一种基于区域内部交易的智能电网监控系统的控制方法,其特征在于,所述区域内部包括:多个用户、多个发电模块和多个热电联产模块,所述智能电网监控系统包括:区块链模块和智能计算模块;
所述区域内部的所有用户、所有发电模块和所有热电联产模块均独立于主电网,热能和电能尽在区域内交换和消纳;
所述区块链模块,用于获取区域内部各个用户的用电需求和供热需求、各个发电模块的发电量以及各个热电联产模块的用气需求、发电量和发热量;
所述智能计算模块,用于利用区域内部各个用户的用电需求和供热需求、各个发电模块的发电量以及各个热电联产模块的用气需求、发电量和发热量,以智能电网监控系统的经济利益最大为目的,得到各个用户的购电量和购热量、各个发电模块的售电量以及各个热电联产模块的购气量、售电量和售热量;
所述热电联产模块,用于以天然气为原料产生热能和电能,利用热能为区域内部的用户供热,利用电能为区域内部的用户供电;
所述智能计算模块包括多个分布式计算模块,分布式计算模块的数目与用户、发电模块、热电联产模块的数目之和相等,分布式计算模块通过区块链模块获取区域内部各个用户的用电需求和供热需求、各个发电模块的发电量以及各个热电联产模块的用气需求、发电量和发热量后进行计算;
所述控制方法依次包括如下步骤:
(1)多个分布式计算模块分别通过区块链模块获取区域内部各个用户的用电需求和供热需求、各个发电模块的发电量以及各个热电联产模块的用气需求、发电量和发热量,进而得到每个分布式计算模块对应的购电量信息,购气量信息以及售电量信息;
(2)利用每个分布式计算模块对应的购电量信息,购气量信息以及售电量信息,得到每个分布式计算模块对应的协同参数;
(3)每个分布式计算模块利用其对应的购电量信息,购气量信息、售电量信息、协同参数和当前电价,以智能电网监控系统的经济利益最大为目的进行计算,得到当前每个分布式计算模块对应的购电量信息,购气量信息以及售电量信息;
(4)重复步骤(1)-(3),直到步骤(3)中相邻两次计算所得的购电量信息,购气量信息以及售电量信息之间的差值不超过设定阈值;
(5)将最后一次计算所得的购电量信息,购气量信息以及售电量信息分布式存储在区块链模块中;
(6)各用户、发电模块、热电联产模块从区块链模块中分布式获取其对应的购电量信息,购气量信息以及售电量信息,即得到各个用户的购电量和购热量、各个发电模块的售电量以及各个热电联产模块的购气量、售电量和售热量,由此进行电力生产、销售和输送;
所述步骤(2)包括如下步骤:
(2a)依次将用户、发电模块、热电联产模块编号为1至N,即用户、发电模块、热电联产模块对应的分布式计算模块编号为1至N,所述协同参数包括电量协同参数和热量协同参数;
(2b)对于用户模块、发电模块、热电联产模块,其对应的分布式计算模块的电量协同参数通过如下公式计算:
其中,N为用户、发电模块、热电联产模块的数目之和;为分布式计算模块i在第k+1步的电量协同参数值,为分布式计算模块i在第k步的电量协同参数值,gi为分布式计算模块i的发电量,di为所有用户的用电需求,xij为分布式计算模块i向分布式计算模块j售出的电量值;xji为分布式计算模块j向分布式计算模块i售出的电量值;
(2c)对于热电联产模块,其对应的分布式计算模块的热量协同参数通过如下公式迭代计算:
其中,为分布式计算模块i在第k步的热量协同参数值,为分布式计算模块i在第k+1步的热量协同参数值,hi为所有用户的供热需求之和,为分布式计算模块i在第k步的购气量,ai为分布式计算模块i对应的热电联产模块的能源转换效率。
2.如权利要求1所述的一种基于区域内部交易的智能电网监控系统的控制方法,其特征在于,所述步骤(3)依次包括如下步骤:
(3a)根据当前电价和燃气价,建立用于表征电网的投资消耗的性能指标函数c:
其中,pij为分布式计算模块i向分布式计算模块j售电时的售电价格,nij为分布式计算模块i向分布式计算模块j供热时的购气价格,zij为分布式计算模块i向分布式计算模块j供热时的购气量,
(3b)计算c对于xij和zij的偏导数,分别记为此次迭代中c对于xij和zij的偏导数为和并利用如下公式计算迭代更新:
其中,b为校正参数,为在第k步分布式计算模块i向分布式计算模块j售出的电量值,为在第k+1步分布式计算模块i向分布式计算模块j售出的电量值,为在第k+1步分布式计算模块i向分布式计算模块j的供热量,为在第k步分布式计算模块i向分布式计算模块j的供热量;
g为有界算子,当为负值时,为0,当超过管网最大电量输送负荷的阈值时,为管网最大电量输送负荷的阈值,当为负值时,为0,当超过管网最大热量输送负荷的阈值时,为管网最大热量输送负荷的阈值;由此得到当前每个分布式计算模块对应的购电量信息,购气量信息以及售电量信息。
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