一种区域性产用电的电源调度方法技术

本发明专利技术提供一种区域性产用电的电源调度方法，通过物联网实时采集用电情况，并写入区块链中，触发智能合约自动计算不同类的电力数据的比例；旁路抽取用电数据，预测下一个时段的用电量和产电量；计算最优化调度模型，并据此进行调试配电，实现节能清洁电源到国家电网销售、使用节能清洁电源供电和使用国家电网供电的过程。本发明专利技术利用物联网、区块链等技术，采集输配电环节的电能有功损耗，并作优化模型和调度配电，全程自动化，且管理方便。

【技术实现步骤摘要】
一种区域性产用电的电源调度方法
本专利技术涉及分布式电源管理方法，特别涉及一种区域性产用电的电源调度方法。
技术介绍
随着分布式清洁能源发电技术的不断发展和应用，工业园区或用户在使用国家公共电网资源供电的同时，也可以选择利用布设于附近的分布式电源(比如太阳能发电、风能发电等)进行供电，有利于优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展及降低企业用电成本。作为银行方，主要结合电力资源调度最大化过程中，实现社会经济的成本最优化过程，保证资金的可信支付过程，同时可以利用区块链中的企业用电情况和清洁能源发电情况，提供给相应企业大数据贷款。《国家电网公司电价工作管理办法》(国网(财/2)102-2013)：“国家电价执行差别电价、可再生能源电价、系统备用容量费、自备电厂政府性基金及附加、分时电价及国家出台的其他专项电价政策”。《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范(修订版)的通知》(国家电网办〔2013〕1781号)：“分布式电源发电量可以全部自用或自发自用剩余电量上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网提供；上、下网电量分开结算，电价执行国家相关政策；公司免费提供关口计量表和发电量计量用电能表。分布式光伏发电、分布式风电项目不收取系统备用费；分布式光伏发电系统自用电量不收取随电价征收的各类基金和附加。其他分布式电源系统备用费、基金和附加执行国家有关政策”。但目前分布式电源管理还存在有如下问题：1、清洁能源分布不一，如果在自产节能清洁电源因受到当地电网消纳能力限制而不能满额发电时，不能有效的利用或者输送给国家电网(销售给国家电网)，则会造成资源的浪费；2、由于国家电网统购统销电力资源，电力生产环节和消费环节无法直接交易，清洁电源无法以一定的优惠价格转售给其他用电需求企业；同时企业无法获知上网价格和最终价格之间的计算过程；为此从国家层面(《国家电网公司电价工作管理办法》国网(财/2)102-2013)也需要进行一个公允公开的计算市场；3、电力传输过程中涉及的电力损耗等电网运营成本，难以核算，难以公开透明化；4、针对电网不同时段的电力价格不同(分时电价)，缺乏结合节能清洁能源、电网购置电源的最优资源调配计算方式或模型。于20170104公开的，公开日为CN106296200A的中国专利技术提供了一种基于区块链技术的分布式光伏电力交易平台，包括：(1)区块链数据库节点模块，所述区块链数据库在多个节点保存光伏电力数据库副本；(2)区块模块，区块链数据库被划分为多个与光伏电力交易相关的区块，每个区块包含交易详细信息；(3)加密和验证模块，通过将共有交易详情及双方或多方独有签名合并加密获得全网验证；(4)判定模块，在强制信任机制下，如果所有节点对应的加密记录一致，则交易有效。并加入历史交易链；如果区块无效，节点的“一致意见”将更改违规节点的信息。采用该交易平台，可以建立高度信任和充分互动的光伏电力交易，实现了能源的数字化精准管理，降低了运维成本。虽然该专利技术将区块链技术应用于分布式光伏电力交易平台，但其只是把区块链作为一个数据库副本，跟具体电力交易的实现等无关。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种区域性产用电的电源调度方法，针对性实现利用区块链来具体进行电力交易。本专利技术是这样实现的：一种区域性产用电的电源调度方法，先将全局域内的分布式电源管理范围按逻辑功能划分为多个园区；每个园区又进一步划分为多个自治域，各园区内分别设置协调器，调度服务器和电力控制服务器，并针对各园区内每个采集点设置智能电表；然后进行下述流程：步骤S1、通过物联网实时采集智能电表用电情况，并传输至协调器；步骤S2、协调器将用电情况写入区块链中，触发智能合约自动计算不同类的电力数据的比例；通过物联网抽取电力设备的电能有功功率变化，实时传输写入区块链中；步骤S3、通过大数据服务器以旁路方式抽取用电数据，预测下一个时段的用电量和产电量；根据预测的用电量和产电量，计算最优化调度模型，并将最优化调度模型以合约的形式写入区块链中；步骤S4、园区中的调度服务器根据最优化调度模型调用电力控制服务器，实现各自治域内节能清洁电源到国家电网的销售、使用节能清洁电源供电和使用国家电网供电的过程。进一步的，所述最优化电源调度模型采用基于斯塔克伯格领导者追随者模型，其中国家电网作为市场的领导者，而每个园区的电力提供者作为追随者，以市场费用最低化为目标，建立过程如下：(1)假设国家电网的下一个时刻电力价格为PG，其中高峰期、平常期和低谷期是固定公开值，对追随者是完全信息；(2)假设园区i的太阳能电力储量为EMAXi。下一个时刻预测消耗电量为Ei，产电量Pi，该时刻剩余电量Si，国家电网租用线路耗损值成本价格为PLij，节能清洁电源对外销售价格为PSi，则对于下一个时刻园区i的电力费用包括国家电网购买电量EGi，从其他园区j购买的太阳能ESBj，自身使用的太阳能ESi，向其他园区j销售的太阳能电量为ESSij，向其他园区j购买的节能清洁电源价格为PSj，则为此，则下一个时刻园区i的电力发生费用为针对整个全局域，最优化模型为达到最小，其中限定函数为：1)2)3)ESi+Pi≤EMAXi；上述数学模型利用群智能算法进行计算，构建起维度为i*(i+1)长度的搜索空间D，其中i为园区个数，前i*i为第i个对第j个的园区的销售清洁电源电量值；后i个代表每个园区使用自身清洁电源的值；接下来简化限定函数，限定函数1)通过搜索空间计算出EGi，限定函数2)和3)作为效用函数的惩罚部分，为此，效用函数为：其中和β为惩罚因子，远大于1；K为常数，防止出现除以0的现象，sig为sigmoid函数；(3)对于配电网线路上的每个变压器节点k，对于时间段t的输入和输出功率变化为对于时间段t内第i个园区向第j个园区输送电源，功耗变化总和为所经历的k个变压器的功耗总和为第i个园区向第j个园区智能合约要求提供的节能清洁电源为ESSij，实际提供的节能清洁电源为ESSRij，上网价格为Pri，该时刻真实用电为ERi，其中国家电网接入的真实用电为EGRi，真实使用的自身产生的太阳能电源为ESRi；则：销售方的收益为购买方的节能电支付费用为购买方其余的费用为电表中采集到的国家电网用电量减去后产生的用电量的费用，国家电网收入为：进一步的，所述大数据计算服务器通过采用日志采集系统(例如Cloudera提供的一个高可用的，高可靠的，分布式的海量日志采集、聚合和传输的系统Flume)实时采集区块链的链式结构数据，以区块链的区块号为单位形成戳，每次读取最新区块号到上一次读取完区块号之间的账本数据，通过流处理系统(例如高吞吐量的分布式发布订阅消息系统kafka)进入到大数据平台，进行数据清洗、转换，利用大数据计算引擎(例如专为大规模数据处理而设计的快速通用的计算引擎spark)，加工出预测模型所需的结构化数据。进一步的，所述步骤S3中的预测包括智能电表对应的企业用电情况预测和节能清洁电源产电能力预测，其中，企业用电情况预测是根据时间序列进行计算(例如通过长短期记忆网络LSTM进行预测)，而所述节能清洁电源产电能力预测是通过LBS(基于位置的服务)服务能力、天气预报进行动态预测(例如通过长短期记忆网络LSTM进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域性产用电的电源调度方法，其特征在于：先将全局域内的分布式电源管理范围按逻辑功能划分为多个园区；每个园区又进一步划分为多个自治域，各园区内分别设置协调器，调度服务器和电力控制服务器，并针对各园区内每个采集点设置智能电表；然后进行下述流程：步骤S1、通过物联网实时采集智能电表用电情况，并传输至协调器；步骤S2、协调器将用电情况写入区块链中，触发智能合约自动计算不同类的电力数据的比例；通过物联网抽取电力设备的电能有功功率变化，实时传输写入区块链中；步骤S3、通过大数据服务器以旁路方式抽取用电数据，预测下一个时段的用电量和产电量；根据预测的用电量和产电量，计算最优化调度模型，并将最优化调度模型以合约的形式写入区块链中；步骤S4、园区中的调度服务器根据最优化调度模型调用电力控制服务器，实现各自治域内节能清洁电源到国家电网的销售、使用节能清洁电源供电和使用国家电网供电的过程。

【技术特征摘要】
1.一种区域性产用电的电源调度方法，其特征在于：先将全局域内的分布式电源管理范围按逻辑功能划分为多个园区；每个园区又进一步划分为多个自治域，各园区内分别设置协调器，调度服务器和电力控制服务器，并针对各园区内每个采集点设置智能电表；然后进行下述流程：步骤S1、通过物联网实时采集智能电表用电情况，并传输至协调器；步骤S2、协调器将用电情况写入区块链中，触发智能合约自动计算不同类的电力数据的比例；通过物联网抽取电力设备的电能有功功率变化，实时传输写入区块链中；步骤S3、通过大数据服务器以旁路方式抽取用电数据，预测下一个时段的用电量和产电量；根据预测的用电量和产电量，计算最优化调度模型，并将最优化调度模型以合约的形式写入区块链中；步骤S4、园区中的调度服务器根据最优化调度模型调用电力控制服务器，实现各自治域内节能清洁电源到国家电网的销售、使用节能清洁电源供电和使用国家电网供电的过程。2.根据权利要求1所述的一种区域性产用电的电源调度方法，其特征在于：所述最优化电源调度模型采用基于斯塔克伯格领导者追随者模型，其中国家电网作为市场的领导者，而每个园区的电力提供者作为追随者，以市场费用最低化为目标，建立过程如下：(1)假设国家电网的下一个时刻电力价格为PG，其中高峰期、平常期和低谷期是固定公开值，对追随者是完全信息；(2)假设园区i的太阳能电力储量为EMAXi，下一个时刻预测消耗电量为Ei，产电量Pi，该时刻剩余电量Si，国家电网租用线路耗损值成本价格为PLij，节能清洁电源对外销售价格为PSi，则对于下一个时刻园区i的电力费用包括国家电网购买电量EGi，从园区j购买的太阳能ESBj，自身使用的太阳能ESi，向园区j销售的太阳能电量为ESSij，向园区j购买的节能清洁电源价格为PSj，为此，则下一个时刻园区i的电力发生费用为：针对整个全局域，最优化模型为达到最小，其中限定函数为：1)2)3)ESi+Pi≤EMAXi；上述数学模型利用群智能算法进行计算，构建起维度为i*(i+1)长度的搜索空间D，其中i为园区个数，前i*i为第i个园区对第j个园区的销售清洁电源电量值；后i个代表每个园区使用自身清洁电源的值；接下来简化限定函数，限定函数1)通过搜索空间计算出EGi，限定函数2)和3)作为效...

【专利技术属性】
技术研发人员：康贤军，马胜蓝，曾代才，郭超年，周赓昊，伊瑞华，谢方恺，陶然，程舒晗，王桐森，
申请(专利权)人：福建省农村信用社联合社，
类型：发明
国别省市：福建,35