[发明专利]一种能源互联网的能量需求预测方法及系统

说明书

本发明公开的一种能源互联网的能量需求预测方法及系统，所述方法包括：获取待预测能源互联网节点的特征变量和历史需求数据；基于所述特征变量和历史需求数据以及预先构建的节点泛化动态模型，得到当前时间点下未来时间的能量需求及变化趋势；其中，所述节点泛化动态模型为基于特征变量与能源互联网节点处各能量需求的动态变化关系进行构建。本发明提供的技术方案通过节点泛化动态模型能够准确表达在外界特征变量影响下，该节点多种能源需求的动态变化关系，有助于能源互联网优化调度及运行风险评估工作的展开。

技术领域

本发明涉及能源互联网建模领域，具体涉及一种能源互联网的能量需求预测方法及系统。

背景技术

化石能源的广泛利用导致了一系列环境危机的日益深化，依赖于不可再生能源的发展战略将难以持续下去。伴随着可再生能源的快速发展，能源行业正向着高效、清洁以及可持续化的方向发展。能源和互联网的深度融合催生出的能源互联网这一概念，已成为继智能电网之后的又一前沿发展方向。能源互联网由集中式的化石能源利用向着分布式可再生能源利用转变的目的，体现其在实现广域内的多能源协调互补运行中不可替代的作用。能源互联网的运行的关键在于能够实现多源协调互补，连接电力系统、天然气系统以及供热系统等多种能源资源，利用不同能源之间的可替代性实现横向融合。

目前，针对能源互联网的建模问题，人们已经对其进行了大量的研究。能源互联网的建模过程一般分为对能量传输网络的建模以及对能量枢纽的建模。能量传输网络主要包含对输电线路，输热/输气管道的建模，描述其中能量或流量的变化关系，并考虑能量的守恒以及流体的连续性，构建能量传输网络模型从而进行能量流计算。能量枢纽建模主要针对系统间的耦合元件，用于描述不同能源形式的系统间的耦合关系，如燃气轮机、热电联产(combined heat and power，CHP)机组、电转气(Power to Gas，P2G)装置等。能量枢纽的建模主要通过建立转换矩阵，构建能量输入和能量输出之间的转换关系，从而形成等效负荷连接到能量传输网络上。

现阶段能源互联网建模过程中仍存在诸多问题。首先能源互联网中存在大量非线性环节，风电、光伏、用户等环节存在不确定性，因此能源互联网建模问题建模复杂度高；其次，能量转换关系复杂，难以直接使用公式准确表达耦合关系，使用简化模型精度不高；最后，不同能量形式系统的时间尺度不同，热力及天然气系统变化速度远远小于电力系统，单时间断面的建模方法难以准确描述输入输出间的关系。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种能源互联网的能量需求预测方法及系统，技术方案中基于数据驱动和机理模型耦合的建模方式实现对能源互联网的建模。针对包含转化关系、光伏发电、居民用电等环节在内的广义能源互联网负荷节点建立能源互联网基本单元泛化动态模型，能够根据气象因素、分时电价以及用户偏好等特征因素计算得到该节点一段时间内各时间点下的能量需求，即与外部能量传输网络的电能、热能以及天然气交换量，并形成等效负荷。

本发明提供的一种能源互联网的能量需求预测方法，包括：

获取待预测能源互联网节点的特征变量和历史需求数据；

基于所述特征变量和历史需求数据以及预先构建的节点泛化动态模型，得到当前时间点下未来时间的能量需求及变化趋势；

其中，所述节点泛化动态模型为基于特征变量与能源互联网节点处各能量需求的动态变化关系进行构建。

优选的，所述节点泛化动态模型的构建，包括：

基于能源互联网节点的历史需求数据和元件参数，采用预先构建的节点能量管理优化模型得到电负荷历史数据、热负荷历史数据和气负荷历史数据；

将所述电负荷历史数据、热负荷历史数据和气负荷历史数据，以及特征变量的历史数据基于设置的量测时间点向前设定时间点得到输入数据集，并向后设定时间点得到各能量需求对应的输出数据集；