基于本征空间的能源优化调度方法及其电力交易方法技术

本发明专利技术公开了一种基于本征空间的能源优化调度方法，其包括以下步骤：S1：构建基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型；S2：采集微电网输入变量和输入参数，并被配置于微电网经济性及碳排放计算模型中；S3：在本征空间中，基于多个特定的本征态以及相应的输入变量得到多个相应的输出函数，根据输出函数彼此独立地计算微电网的净用电成本和微电网所造成的碳排放量；S4：设置优化目标及其约束条件；S5：利用粒子群算法实现能源优化调度。本发明专利技术所提能源优化调度方法，计算模型采用线性代数领域的本征态方法，可方便地将多个关键输出相互解耦，进而通过计算机建模来解决能源内部和能源之间的能源优化调度问题。能源之间的能源优化调度问题。

【技术实现步骤摘要】
基于本征空间的能源优化调度方法及其电力交易方法


[0001]本专利技术涉及能源利用的
，尤其涉及一种基于本征空间的能源优化调度方法及其电力交易方法。

技术介绍

[0002]微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。由于传统的微电网具有公共总线和层次控制结构，对微电网的结构和容量扩展非常复杂和昂贵。模块化微电网由三端口变流器、蓄电池、负荷、风光发电单元以及备用柴油发电机组成。模块化微电网便于扩容，且通过运行控制和能量管理等，可以实现模块独立运行或互联运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来不利影响，最大限度地利用可再生能源电源出力，提高供电可靠性和电能质量，实现了从传统的柴油发电系统到清洁能源发电系统的转变。
[0003]对于微电网的低碳化运行，现有技术对微电网运行优化控制方法的研究已经持续了不少年了，但研究的方向主要集中在投资最小、综合成本最低等经济领域。近年来随着人们对环境保护越来越重视，低碳效应引起人们更多的重视。有必要对微电网采取一定的低碳化运行优化控制来满足环保需求。现有不多的微电网低碳运行研究都没有将低碳作为主要的优化目标，只是将其作为附加的优化目标，对其重视程度不够。同时，研究给出的微电网碳排放公式也过于粗略，不能准确反映能源使用效率以及分布位置对碳排放的影响，会产生较大的误差。现行的研究也没有针对低碳这一目标给出细化的优化控制策略。
[0004]中国专利文献CN105552894B中公开了一种微电网低碳化运行的优化控制方法，其优化控制方法流程图具体如图1所示，采用数学规划法进行优化求解，但是缺少基于基础线性代数构架的数据化控制，基本上没有优先级的应用，无法提供功率输出，碳排放，或者经济指数/费用等用户指定的关键变量优先级应用。中国专利文献CN113612219A公开了一种基于源网荷储互动的减碳微电网日前能量优化方法，其提出了微电网经济和碳排放计算模型，该模型的能量优化方法，采用了基于基础线性代数构架的数据化控制，可提供功率输出，碳排放，或者经济指数/费用等用户指定的关键变量优先级应用，但是仍无法实现功率输出，碳排放，或者用电成本(经济指数/费用)等用户指定的关键变量的彼此解耦，目前的发电碳排放量和使用的输出功率基本上成正比，根本性的智慧能源及其调度控制的数学构架还没有被公开。

技术实现思路

[0005]鉴于以上现有技术的不足之处，本专利技术一方面提供了一种基于本征空间的能源优化调度方法，以解决现有微电网经济和碳排放计算模型无法方便地将功率输出、碳排放、或者用电成本等关键输出相互解耦，进而无法实现在能源调度过程中改变输出功率的同时，而不会影响碳排放量的问题。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种基于本征空间的能源优化调度方法，所述能源优化调度方法包括以下步骤：
[0008]S1：构建基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型；
[0009]S2：采集微电网输入变量和输入参数，并配置于所述微电网经济性及碳排放计算模型中；
[0010]S3：在本征空间中，基于多个特定的本征态以及相应的输入变量得到多个相应的输出函数，根据所述输出函数彼此独立地计算微电网的净用电成本和微电网所造成的碳排放量；
[0011]S4：设置优化目标及其约束条件；
[0012]S5：利用粒子群算法实现能源优化调度。
[0013]优选地，所述基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型包括三阶或三阶以上的本征空间。
[0014]优选地，所述基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型如方程式1所示，
[0015]其中，[PG，ES，GP]为三个输入变量，分别表示可再生能源功率、储能系统功率和外部大电网功率；[Load，Fin，Carbon]为三个输出函数，分别表示微电网中需求的电力负荷、净用电成本和碳排放量；[Kij；3
×
3]表示本征空间可对角化的3
×
3功率效用矩阵，所述3
×
3功率效用矩阵如方程式2所示，
[0016]优选地，在步骤S2中，所述输入变量包括可再生能源、储能系统、外部大电网三者相应输入的发电功率，所述输入参数包括度电成本、度电碳排放量及经济性权重系数和碳排放权重系数。
[0017]优选地，在步骤S3中，所述特定的本征态为三个或三个以上，所述特定的本征态可用不同量纲单位表示。
[0018]优选地，在步骤S4中，所述优化目标以碳排放量最小为优化目标或以经济性成本为目标；所述约束条件包括微电网电力供需功率平衡、各发电机组的功率约束和储能系统的容量约束。
[0019]优选地，在步骤S5中，所述粒子群算法包括以下步骤：
[0020]S5
‑
1：开始随机初始化各粒子；
[0021]S5
‑
2：评估各粒子函数适应值，得到全局最优位置；
[0022]S5
‑
3：当满足结束条件时，结束运算，否则继续进行步骤S5
‑
4至S5
‑
7；
[0023]S5
‑
4：否则更新各粒子速度及其位置；
[0024]S5
‑
5：再次评估各粒子函数适应值；
[0025]S5
‑
6：更新粒子个体历史最优位置；
[0026]S5
‑
7：更新群体全局最优位置，返回步骤S5
‑
3。
[0027]优选地，所述基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型延伸拓展至双储能
系统，通过双储能系统的充放电分离，单独执行充放电任务，使得储能电池尽量工作在最优的D
b
工作点，具有延长储能系统使用寿命的优点。
[0028]本专利技术另外一方面是提供一种电力交易方法，其基于区块链技术得到，所述电力交易方法包括以下步骤：
[0029]S1：根据上述的基于本征空间的能源优化调度方法，通过采集输入参数和预测的输入变量，利用粒子群算法进行能量优化调度，完成各节点发/用电量及时间的确定；
[0030]S2：各节点将拟交易电量计划向中心撮合系统进行报价、报量，撮合服务器进行订单匹配，完成智能合约签订；
[0031]S3：网络安全员对拟交易电量计划的电力网络进行模拟和安全校核，校核通过后利用区块链技术对签订的智能合约进行验证、记录；
[0032]S4：进行实际电力交割，最后各主体以签订的智能合约发/用电曲线进行执行，以实际交易电量进行结算，并对交易中的违约行为进行记录，同时区块链记录交易信息。
[0033]本专利技术的有益效果：
[0034]本专利技术的基于本征空间的能源优化调度方法，微电网经济性及碳排放计算模型采用线性代数领域的本征态方法，通过构建基于简化后的本征态空间数学架构，可方便地将功率输出、碳排放、或者用电成本等关键输出相互解耦，进而通过计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于本征空间的能源优化调度方法，其特征在于，所述能源优化调度方法包括以下步骤：S1：构建基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型；S2：采集微电网输入变量和输入参数，并配置于所述微电网经济性及碳排放计算模型中；S3：在本征空间中，基于多个特定的本征态以及相应的输入变量得到多个相应的输出函数，根据所述输出函数彼此独立地计算微电网的净用电成本和微电网所造成的碳排放量；S4：设置优化目标及其约束条件；S5：利用粒子群算法实现能源优化调度。2.如权利要求1所述的基于本征空间的能源优化调度方法，其特征在于，所述基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型包括三阶或三阶以上的本征空间。3.如权利要求1所述的基于本征空间的能源优化调度方法，其特征在于，所述基于本征空间的微电网经济性及碳排放计算模型如方程式1所示，其中，[PG，ES，GP]为三个输入变量，分别表示可再生能源功率、储能系统功率和外部大电网功率；[Load，Fin，Carbon]为三个输出函数，分别表示微电网中需求的电力负荷、净用电成本和碳排放量；[Kij；3
×
3]表示本征空间可对角化的3
×
3功率效用矩阵，所述3
×
3功率效用矩阵如方程式2所示，4.如权利要求1所述的基于本征空间的能源优化调度方法，其特征在于，在步骤S2中，所述输入变量包括可再生能源、储能系统、外部大电网三者相应输入的发电功率，所述输入参数包括度电成本、度电碳排放量、经济性权重系数和碳排放权重系数。5.如权利要求1所述的基于本征空间的能源优化调度方法，其特征在于，在步骤S3中，所述特定的本征态为三个或三个以上，所述特定的本征态可用不同量纲单位表示。6.如权利要求1所述的基于本征空间的能源优化调度方法，其特征在于，在步骤S4中，所述优化目标以碳排放量最小为优化目标或以经济性成本为目标；所述约束条件包括微电网电力供需功率平衡、各发电机组的功率约...

【专利技术属性】
技术研发人员：金安君，苏家鹏，陈光静，
申请(专利权)人：宁波莲腾智慧能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：