一种园区综合能源调压方法、装置、存储器及计算设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种园区综合能源调压方法、装置、存储器及计算设备，该方法基于长短时记忆网络LSTM建立综合能源系统多元负荷预测模型，对园区负荷进行预测；以节点电压越限量最小为目标函数建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型，并转换为调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型，并利用DDPG算法对该调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型进行求解，得到电压最优控制策略。本发明专利技术能够有效地保证园区综合能源系统的电压安全。园区综合能源系统的电压安全。园区综合能源系统的电压安全。

【技术实现步骤摘要】
一种园区综合能源调压方法、装置、存储器及计算设备


[0001]本专利技术属于综合能源系统运行控制
，具体涉及一种园区综合能源调压方法、装置、存储器及计算设备。

技术介绍

[0002]近年来，随着“能源互联网”提出，为了实现各类能源互联互通的目的，加强能源之间的紧密关系以及提高能源利用率，综合能源系统渐渐成为工业和能源领域的热门话题。综合能源系统多能互补的特性给能源持续发展带来了希望，然而其多能耦合的运行方式也造成了潜在的风险。例如新能源的功率波动会造成系统的电压越限，如不及时应对会造成设备过热甚至损坏的风险，严重时甚至会危害系统的安稳运行。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种园区综合能源调压方法、装置、存储器及计算设备，以节点电压越限量最小为目标函数建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型，并求解得到电压最优控制策略；以解决现有的园区综合能源系统运行过程中存在的电压越限问题，从而保证园区综合能源系统的安全运行。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]本专利技术一方面提供一种园区综合能源调压方法，包括：
[0006]以节点电压越限量最小为目标函数建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型；
[0007]将所建立的分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型转换为调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型；
[0008]对所述调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型进行求解，得到园区综合能源系统各节点电压最优控制策略。
[0009]进一步的，所述以节点电压越限量最小为目标函数建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型，包括：
[0010]建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型的目标函数：
[0011][0012]其中：F(x)为节点电压越限量，U
i
为节点i电压，U
N
为园区综合能源系统的额定电压，n为节点的个数；
[0013]所述分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型需满足如下约束条件：
[0014][0015][0016][0017][0018]其中，N
hl
为热负荷的数量，为采用热负荷预测模型预测的t时段第k个热负荷消耗的热量，P
t,i,l
和Q
t,i,l
分别为采用电负荷预测模型预测的t时刻节点i上电负荷l消耗的有功功率和无功功率，P
t,loss
和Q
t,loss
分别为在t时刻园区综合能源系统线路的有功和无功损耗，P
t,M
和Q
t,M
分别为t时刻主网发出的有功功率和无功功率，P
t,G
和Q
t,G
分别为t时刻分布式电源发出的有功功率和无功功率，P
t,CHP
为t时刻热电联产机组发出的有功功率，U
i,min
和U
i,max
分别为节点i电压最小值和最大值，P
i
和Q
i
分别为节点i上馈入的有功功率和无功功率，P
Gi
和Q
Gi
分别为节点i并入分布式电源的有功功率和无功功率，P
CHPi
为热电联产机组注入节点i的有功功率，P
li
和Q
li
分别为节点i上负载有功功率和无功功率，P
i,min
和P
i,max
分别为节点i有功功率最小值和最大值，Q
i,min
和Q
i,max
分别为节点i无功功率最小值和最大值，P
Gi,min
和P
Gi,max
分别为节点i并入分布式电源有功功率最小值和最大值，P
CHPi,max
和P
CHPi,min
分别是热电联产机组注入节点i的有功功率最大值和最小值，Q
Gi,min
和Q
Gi,max
分别为节点i并入分布式电源无功功率最小值和最大值。
[0019]进一步的，所述电负荷预测模型和热负荷预测模型构建如下：
[0020]获取园区综合能源系统历史采样数据；所述采样数据包括采样时刻的电负荷、热负荷、气象数据和日期类型；其中，气象数据包括温度、湿度、辐照度和风速数据；日期类型包括休息日和工作日；
[0021]对电负荷、热负荷进行归一化处理；
[0022]建立LSTM网络结构，基于归一化后的电负荷、气象数据和日期类型进行训练，得到电负荷预测模型；基于归一化后的热负荷、气象数据和日期类型进行训练，得到热负荷预测模型。
[0023]进一步的，所述获取园区综合能源系统历史采样数据，包括：
[0024]获取园区综合能源系统一年内的历史采样数据，采样间隔为15min。
[0025]进一步的，所述将所建立的分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型转换为调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型，包括：
[0026]将调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型的状态空间设定为各个节点的电压、有功功率和无功功率，表示为：
[0027]s:{v1,
…
,v
k
,
…
,v
n
,p1,
…
,p
k
,
…
,p
n
,q1,
…
,q
k
,
…
,q
n
}；
[0028]其中，s表示状态空间，v
k
、p
k
和q
k
分别为第k个节点观测到的电压值、有功功率和无功功率的马尔科夫决策变量，对应所述分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型中的U
i
、P
i
和Q
i
，1≤k≤n；
[0029]将动作空间设定为各个节点并入的分布式电源和热电联产机组有功出力变化量ΔP，分布式电源的无功出力变化量ΔQ，表示为：
[0030]ΔP∈[P
i,max
‑
P
Gi
,P
i,min
‑
P
Gi
]∪[P
i,max
‑
P
CHPi
,P
i,min
‑
P
CHPi
]，
[0031]ΔQ∈[Q
i,max
‑
Q
Gi
,Q
Gi
‑
Q
i,min
]；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种园区综合能源调压方法，其特征在于，包括：以节点电压越限量最小为目标函数建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型；将所建立的分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型转换为调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型；对所述调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型进行求解，得到园区综合能源系统各节点电压最优控制策略。2.根据权利要求1所述的一种园区综合能源调压方法，其特征在于，所述以节点电压越限量最小为目标函数建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型，包括：建立分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型的目标函数：其中：F(x)为节点电压越限量，U
i
为节点i电压，U
N
为园区综合能源系统的额定电压，n为节点的个数；所述分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型需满足如下约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：其中，N
hl
为热负荷的数量，为采用热负荷预测模型预测的t时段第k个热负荷消耗的
热量，P
t,i,l
和Q
t,i,l
分别为采用电负荷预测模型预测的t时刻节点i上电负荷l消耗的有功功率和无功功率，P
t,loss
和Q
t,loss
分别为在t时刻园区综合能源系统线路的有功和无功损耗，P
t,M
和Q
t,M
分别为t时刻主网发出的有功功率和无功功率，P
t,G
和Q
t,G
分别为t时刻分布式电源发出的有功功率和无功功率，P
t,CHP
为t时刻热电联产机组发出的有功功率，U
i,min
和U
i,max
分别为节点i电压最小值和最大值，P
i
和Q
i
分别为节点i上馈入的有功功率和无功功率，P
Gi
和Q
Gi
分别为节点i并入分布式电源的有功功率和无功功率，P
CHPi
为热电联产机组注入节点i的有功功率，P
li
和Q
li
分别为节点i上负载有功功率和无功功率，P
i,min
和P
i,max
分别为节点i有功功率最小值和最大值，Q
i,min
和Q
i,max
分别为节点i无功功率最小值和最大值，P
Gi,min
和P
Gi,max
分别为节点i并入分布式电源有功功率最小值和最大值，P
CHPi,max
和P
CHPi,min
分别是热电联产机组注入节点i的有功功率最大值和最小值，Q
Gi,min
和Q
Gi,max
分别为节点i并入分布式电源无功功率最小值和最大值。3.根据权利要求2所述的一种园区综合能源调压方法，其特征在于，所述电负荷预测模型和热负荷预测模型构建如下：获取园区综合能源系统历史采样数据；所述采样数据包括采样时刻的电负荷、热负荷、气象数据和日期类型；其中，气象数据包括温度、湿度、辐照度和风速数据；日期类型包括休息日和工作日；对电负荷、热负荷进行归一化处理；建立LSTM网络结构，基于归一化后的电负荷、气象数据和日期类型进行训练，得到电负荷预测模型；基于归一化后的热负荷、气象数据和日期类型进行训练，得到热负荷预测模型。4.根据权利要求3所述的一种园区综合能源调压方法，其特征在于，所述获取园区综合能源系统历史采样数据，包括：获取园区综合能源系统一年内的历史采样数据，采样间隔为15min。5.根据权利要求2所述的一种园区综合能源调压方法，其特征在于，所述将所建立的分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型转换为调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型，包括：将调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型的状态空间设定为各个节点的电压、有功功率和无功功率，表示为：s:{v1,
…
,v
k
,
…
,v
n
,p1,
…
,p
k
,
…
,p
n
,q1,
…
,q
k
,
…
,q
n
}；其中，s表示状态空间，v
k
、p
k
和q
k
分别为第k个节点观测到的电压值、有功功率和无功功率的马尔科夫决策变量，对应所述分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型中的U
i
、P
i
和Q
i
，1≤k≤n；将动作空间设定为各个节点并入的分布式电源和热电联产机组有功出力变化量ΔP，分布式电源的无功出力变化量ΔQ，表示为：ΔP∈[P
i,max
‑
P
Gi
,P
i,min
‑
P
Gi
]∪[P
i,max
‑
P
CHPi
,P
i,min
‑
P
CHPi
]，ΔQ∈[Q
i,max
‑
Q
Gi
,Q
Gi
‑
Q
i,min
]；将奖励函数设定为：
其中：Δv
i
为节点i电压的越限量，p
′
i
为节点i的分布式电源和/或热电联产机组的有功出力的马尔科夫决策变量，q
′
i
为节点i的分布式电源无功出力的马尔科夫决策变量，p
′
i
对应所述分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型中的P
Gi
和P
CHPi
，q
′
i
对应所述分布式电源和热电联产机组参与的园区综合能源系统电压控制模型中的Q
Gi
，Q、R和J为权重矩阵。6.根据权利要求5所述的一种园区综合能源调压方法，其特征在于，所述对所述调控分布式电源和热电联产机组出力的电压控制模型进行求解，得到园...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁宇波，解兵，袁晓冬，张宸宇，朱鑫要，葛雪峰，徐珂，吕振华，赵静波，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：