一种海岛微电网智能调度系统及调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海岛微电网智能调度系统，包括多个用户单元、多个发电单元、多个热电联产单元、多个锅炉单元；所述用户单元包括用电设备或电器、光伏发电模块、风力发电模块、电动汽车；热电联产单元以天然气为原料，对外输出电能及对外供热，热电联产单元的供热及供电位于可行的工作区间内；锅炉单元以天然气为原料，对外供热。本发明专利技术还提出了一种调度方法，智能计算模块通过智能加速算法选择用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元购售电和购气策略，各单元经区块链系统进行分布式购售电交易、热量供应交易。本发明专利技术设定了价格驱动、激励机制，促进了新能源发电的消纳。发电和用电仅在海岛内部交易，从而降低了电力输送和热量输送成本。

【技术实现步骤摘要】
一种海岛微电网智能调度系统及调度方法
本专利技术属于电网调度领域，具体涉及一种海岛微电网智能调度系统及调度方法。
技术介绍
近年来，随着新能源发电技术得到迅猛发展，其应用遍布至各家各户。尽管越来越多的地方开始布局分布式新能源发电系统，但由于其与天气、气候等不确定因素紧密相关，造成新能源发电技术存在较大地随机性，进而造成新能源并网后对电网的可靠运行造成威胁；由于其随机性大，运行不稳定，新能源发电也不为大众接受和消纳，弃电时有发生。另外，由于用户对发电情况的不透明性，导致用户无法合理安排用电时间，造成负载端用电时间集中，对电网造成较大的冲击。现有技术中还没有技术手段能综合解决上述问题。另外，传统电网采用集中式的监控方法，不仅对其可靠性运行不利，用户的用电信息需要传送给集中监控设备，容易造成用户隐私泄露问题。由此可见，现有技术存在用户集中用电、用户隐私泄露，新能源发电的电量难以为大众接受和消纳等技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题，提供一种海岛微电网智能调度系统及调度方法，电价市场调配机制和支付机制均通过区块链系统完成，每个用户的用电需求量、用热需求量以及发电量具由智能仪表测量或者预测；借助区块链模块的分布式记账功能，或者借助智能计算模块的存储功能和信息交互功能，记录智能仪表的所获取的信息，基于这些信息，通过各个分布式智能计算模块将每个用户发电量的剩余量或者需求的超过量计算并发送到每个用户相应的区块链计量单元，同时将每个用户的发电和需求量数据存放在与相应的区块链计量单元中的存储单元内，或者直接将上述数据存储在智能计算模块中，作为局部信息。通过该种方式可在让电网做出实时的供电、发电管理的同时，更好的保护每个用户的隐私信息。其中，各分布式智能计算模块组成的网络拓扑为连通的。对于用户而言，其根据电价、燃气价进行电力调度，从而采取与发电单元、热电联产单元利益一致调度行动。本专利技术的技术方案是一种海岛微电网智能调度系统，包括互相连接的多个用户单元、多个发电单元、多个热电联产单元和多个锅炉单元，用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元之间两两连接，用户单元、发电单元、热电联产单元分别独立于主电网，电能和热能仅在区域内交换和消纳；所述用户单元包括用电设备或电器、智能仪表、光伏发电模块、风力发电模块、电动汽车，智能仪表测量用户单元发电量和消耗的电量、热量，并预测用户的用电需求量、热量需求量；热电联产单元以天然气为原料，对外输出电能及对外供热，热电联产单元的供热及供电位于可行的工作区间内；锅炉单元以天然气为原料，对外供热。所述海岛微电网智能调度系统还包括计算与存储模块，计算与存储模块包括多个智能计算模块，所述智能计算模块基于电价、燃气价、输送成本、分布式网络，分布式地计算用户单元从发电单元、热电联产单元、其他用户单元购入或者售出的电量，从各个热电联产单元或锅炉单元购入的热量，并形成购售电指令、输电指令及供热指令，传送给相应的单元，用户单元中无电制热设备，采用集中方式供暖，用户单元购入的电仅用于非供热需求，用户单元的供热需求通过锅炉单元供热或者热电联产单元满足，从各个热电联产单元购入的供热量和电量，从发电单元购入电量，从锅炉单元中购入热量，在日前调度阶段，通过智能计算模块，选择购电和购气策略，保证系统地以经济利益最大化的工作方式运行；在实时运行过程中，基于分时电价，通过智能计算模块，为用户制定电器或用电设备的使用时间计划，保证用户以经济利益最大化的方式来规划各电器或用电设备的使用时间。一种海岛微电网智能调度系统的调度方法，分布式智能计算模块的数目与用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元的数目之和相等，每个智能计算模块对应一个用户单元或发电单元或热电联产单元或锅炉单元，且通过区块链认证，单元之间的电量交易、热量供应经区块链系统进行并记录存储，通过区块链系统获取单元之间的购售电量信息、热量供应信息，热电联产单元、锅炉单元的购气量信息；由各智能计算模块构成分布式网络，所述分布式网络对应的网络拓扑为连通的，连通的智能计算模块之间等价通信；用户单元的热量需求由热电联产单元、锅炉单元供应，优先由热电联产单元供应；在日前调度阶段，所述智能计算模块通过加速智能算法选择用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元购售电和购气策略，所述加速智能算法具体包括以下步骤：(1)所述智能计算模块分别从区块链系统认证，获取其他智能计算模块计算的从其他用户单元、发电单元、热电联产单元购电量信息，购气量信息及向其他单元的售电量信息，用户单元的热量需求；(2)每个智能计算模块基于其对应获取的购电量信息，购气量信息及售电量信息，计算并存储相应的协同参数；(3)每个智能计算模块基于其对应获取的购电量信息，购气量信息及售电量信息以及上一次计算所得的相应的协同参数，目前对应的电价和燃气价，计算并存储对应的购电量信息，购气量信息及售电量信息，(4)判断智能计算模块相邻两次计算的购售电量、购气量的差值是否都不超过设定阈值；(4a)若相邻两次计算的购售电量、购气量的差值都不超过设定阈值，则各智能计算模块向区块链系统提交智能计算模块计算的购售电量、购气量信息，执行步骤(5)；(4b)若相邻两次计算的购售电量或购气量的差值超过设定阈值，则回到步骤(1)；(5)各用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元从区块链系统中分布式获取其对应的最后一次计算所得购电量信息，购气量信息及售电量信息，并基于所述信息进行电力生产和供热热能生产；(6)各单元经区块链系统进行分布式购售电交易、热量供应交易，进行电量供应、热量供应。所述步骤(2)具体包括以下步骤：(2a)依次将多个用户单元、多个发电单元、多个热电联产单元、多个锅炉单元编号为1,2,…N，其中N为用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元的数目之和；(2b)对于编号为i的单元i，i＝1,2,…N，当其为用户单元或发电单元或热电联产单元时，通过如下公式迭代计算其对应的智能计算模块i的电量协同参数，其中为单元i第k次计算所得的协同参数值，gi为单元i的当前发电量，di为单元i的当前用电需求，为第k次计算所得的单元i向单元j售出的电量值，为第k次计算所得的单元j向单元i售出的电量值，首次计算时选定电量协同参数的初值(2C)对于单元i，当其为热电联产单元或锅炉单元，其对应的智能计算模块i通过如下公式迭代计算其热量协同参数，其中为第k次计算所得的热量协同参数，h为各单元的热量需求之和，为第k次迭代计算所得的单元i的购气量，其中ai为对应的热电联产单元或锅炉单元的能源转换效率，首次计算时选定热量协同参数的初值所述步骤(3)具体包括以下步骤，(3a)根据目前电价、燃气价，建立性能指标函数c，用于表征电网的投资消耗，其中pij为单元i向单元j售电的电价；若单元i或单元j为锅炉单元，则pij＝0；ni为单元i购买天然气的燃气价格，si为购气量；(3b)对于单元i，由其对应的智能计算模块i通过如下公式迭代更新其中，argmin{}表示使大括号中函数取得最小的相应的xij和si的值，α，β为常系数，为第k步计算所得的单元i向单元j售出的电量值，首次计算时选定初值和涉及太阳能发电或者风力发电的发电单元向其他单元售电的售电价格pij低于不涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海岛微电网智能调度系统，其特征在于，包括互相连接的多个用户单元、多个发电单元、多个热电联产单元和多个锅炉单元，用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元之间两两连接，用户单元、发电单元、热电联产单元分别独立于主电网，电能和热能仅在区域内交换和消纳；所述用户单元包括用电设备或电器、光伏发电模块、风力发电模块、电动汽车；热电联产单元以天然气为原料，对外输出电能及对外供热，热电联产单元的供热及供电位于可行的工作区间内；锅炉单元以天然气为原料，对外供热；所述海岛微电网智能调度系统还包括计算与存储模块，计算与存储模块包括多个智能计算模块，所述智能计算模块基于电价、燃气价、输送成本、分布式网络，分布式地计算用户单元从发电单元、热电联产单元、其他用户单元购入或者售出的电量，从各个热电联产单元或锅炉单元购入的供热量，并形成购售电指令、输电指令及供热指令，传送给相应的单元，用户单元中无电制热设备，采用集中方式供暖，用户单元购入的电仅用于非供热需求，用户单元的供热需求通过锅炉单元供热或者热电联产单元满足，从各个热电联产单元购入的供热量和电量，从发电单元购入电量，从锅炉单元中购入热量，在日前调度阶段，通过智能计算模块，选择购电和购气策略，保证系统地以经济利益最大化的工作方式运行；在实时运行过程中，基于分时电价，通过智能计算模块，为用户制定电器或用电设备的使用时间计划，保证用户以经济利益最大化的方式来规划各电器或用电设备的使用时间。...

【技术特征摘要】
1.一种海岛微电网智能调度系统，其特征在于，包括互相连接的多个用户单元、多个发电单元、多个热电联产单元和多个锅炉单元，用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元之间两两连接，用户单元、发电单元、热电联产单元分别独立于主电网，电能和热能仅在区域内交换和消纳；所述用户单元包括用电设备或电器、光伏发电模块、风力发电模块、电动汽车；热电联产单元以天然气为原料，对外输出电能及对外供热，热电联产单元的供热及供电位于可行的工作区间内；锅炉单元以天然气为原料，对外供热；所述海岛微电网智能调度系统还包括计算与存储模块，计算与存储模块包括多个智能计算模块，所述智能计算模块基于电价、燃气价、输送成本、分布式网络，分布式地计算用户单元从发电单元、热电联产单元、其他用户单元购入或者售出的电量，从各个热电联产单元或锅炉单元购入的供热量，并形成购售电指令、输电指令及供热指令，传送给相应的单元，用户单元中无电制热设备，采用集中方式供暖，用户单元购入的电仅用于非供热需求，用户单元的供热需求通过锅炉单元供热或者热电联产单元满足，从各个热电联产单元购入的供热量和电量，从发电单元购入电量，从锅炉单元中购入热量，在日前调度阶段，通过智能计算模块，选择购电和购气策略，保证系统地以经济利益最大化的工作方式运行；在实时运行过程中，基于分时电价，通过智能计算模块，为用户制定电器或用电设备的使用时间计划，保证用户以经济利益最大化的方式来规划各电器或用电设备的使用时间。2.采用权利要求1所述的海岛微电网智能调度系统的调度方法，其特征在于，所述分布式智能计算模块的数目与用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元的数目之和相等，每个智能计算模块对应一个用户单元或发电单元或热电联产单元或锅炉单元，且通过区块链认证，单元之间的电量交易、热量供应经区块链系统进行并记录存储，通过区块链系统获取单元之间的购售电量信息、热量供应信息，热电联产单元、锅炉单元的购气量信息；由各智能计算模块构成分布式网络，所述分布式网络对应的网络拓扑为连通的，连通的智能计算模块之间等价通信；用户单元的热量需求由热电联产单元、锅炉单元供应，优先由热电联产单元供应；在日前调度阶段，所述智能计算模块通过加速智能算法选择用户单元、发电单元、热电联产单元、锅炉单元购售电和购气策略，所述加速智能算法具体包括以下步骤：(1)所述智能计算模块分别从区块链系统认证，获取其他智能计算模块计算的从其他用户单元、发电单元、热电联产单元购电量信息，购气量信息及向其他单元售电量信息，用户单元的热量需求；(2)每个智能计算模块基于其对应获取的购电量信息，购气量信息及售电量信息，计算并存储相应的协同参数；(3)每个智能计算模块基于其对应获取的购电量信息，购气量信息及售电量信息以...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骥良，林文婷，李超杰，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11