【技术实现步骤摘要】
计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法及系统
[0001]本专利技术属于电力市场营销领域，具体地，涉及计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法及系统。
技术介绍
[0003]目前，负荷侧用电设备类型多、数量多，但能效相对较低，能源利用效率不高，造成了负荷侧的能源浪费。在“双碳”背景下，如何减少碳排放是目前保证“双碳”目标的达成是目前首要任务，现有技术多数研究是从发电侧，鲜有从用电侧提升负荷能效的有效方法。
技术实现思路
[0004]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法及系统，按照负荷的可调节特性将负荷分为可转移可中断负荷、可转移不可中断负荷；通过考虑负荷可调节特性、动态电价、电网网损、网架结构，提升负荷侧的能效比，提高用电负荷的用电经济性。电网通过对用户端资源充分利用，利用部分负荷的时域可中断可转移特性，基于电网结构从用户侧提升负荷能效，提高能源利用率，减少能源浪费。用户侧既提高了能源利用率，又充分利用了电网负荷调节特性调动市场双向互动积极性。
[0005]本专利技术采用如下的技术方案。
[0006]本专利技术一方面提出了一种计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，包括：
[0007]步骤1，建立适用于负荷不可转移不可中断的用电设备的第一类生产安全约束条件，建立适用于负荷可转移不可中断的用电设备的第二类生产安全约束条件，建立适用于负荷可转移可中断的用电设备的第三类生产安全约束条件；
[0008]步骤2，利用静态功率负...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，建立适用于负荷不可转移不可中断的用电设备的第一类生产安全约束条件，建立适用于负荷可转移不可中断的用电设备的第二类生产安全约束条件，建立适用于负荷可转移可中断的用电设备的第三类生产安全约束条件；步骤2，利用静态功率负荷模型、冲击功率负荷模型和离散功率负荷模型，基于动态电价和静态网损，根据能效的定义建立负荷能效最优模型；以第一类生产安全约束条件、第二类生产安全约束条件和第三类生产安全约束条件为基础，建立负荷能效最优模型的运行条件；步骤3，基于电网动态拓扑结构，根据开关动作次数对负荷能效最优模型及运行条件进行正常状态下的动态重构，以获得计及网架结构的负荷能效最优模型及运行条件；步骤4，在全部电网范围内，利用计及网架结构的负荷能效最优模型及运行条件获得各个负荷的最优运行功率；分别对各个负荷设置单位功率利润转化率，同时根据动态上网电价确定电网网损，最终得到全网最优能效产出。2.根据权利要求1所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，第一类生产安全约束条件满足如下关系式：式中，T
u,n
为第u个可转移负荷的总运行时长，其中n为完成任务所需要的全部运行时段，k为运行时段，K为可转移负荷的运行时段总数，为第u个可转移负荷在第k个运行时段的状态变量，分别为第u个可转移负荷在第t和t+1个运行时段的状态变量。3.根据权利要求1所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，第二类生产安全约束条件包括：(1)后置用电任务o启动时间约束满足如下关系式：式中，为第i个用电设备的后置用电任务o的启动时间，分别为第i个用电设备的后置用电任务o启动时间的最小值和最大值；(2)后置用电任务o需要在前置用电任务o
′
完成后等待时长T
o
′
再开始运行，用电设备的负荷时序耦合约束满足如下关系式：t
o
′
+T
′
o
≤t
o
式中，t
o
′
为前置用电任务o
′
的停止时刻，T
o
′
为等待时长，t
o
为后置用电任务o的启动时刻；(3)后置用电任务o启停时间约束满足如下关系式：(3)后置用电任务o启停时间约束满足如下关系式：式中，τ为时段长度，t
′
o
为后置用电任务o的停止时刻，k为运行时段，为第i个用电设
备的后置用电任务o在第k个运行时段的开机状态，开机时(4)后置用电任务o在第k个运行时段的开机状态和停机状态约束满足如下关系式：(4)后置用电任务o在第k个运行时段的开机状态和停机状态约束满足如下关系式：式中，为第i个用电设备的后置用电任务o在第k个运行时段的停机状态；若当前运行时段为开机状态则下一个运行时段保持开机状态，若当前运行时段为停机状态则下一个运行时段保持停机状态；(5)后置用电任务o在第k个运行时段内的持续时间约束满足如下关系式：(5)后置用电任务o在第k个运行时段内的持续时间约束满足如下关系式：(5)后置用电任务o在第k个运行时段内的持续时间约束满足如下关系式：式中，γ
o,k
为后置用电任务o在第k个运行时段内的持续时间，t
q
为可转移负荷转移后启动时间；为用电任务o在第k个运行时段的停机状态；(6)任务c结束后，后置用电任务o开始，后置用电任务o必须在任务c结束时刻立刻开始，后置用电任务o的运行时间约束满足如下关系式：式中，π为后置用电任务o的运行时段总数，T
c,n
为任务c的总运行时长，其中n为完成任务所需要的全部运行时段数；(7)连续性负荷不可中断性约束满足如下关系式：式中，T
u,n
为第u个可转移负荷的总运行时长，其中n为完成任务所需要的全部运行时段，k为运行时段，Δ为连续性负荷的运行时段总数，为第u个可转移负荷在第k个运行时段的状态变量，分别为第u个可转移负荷在第t和t+1个运行时段的状态变量。4.根据权利要求1所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，第三类生产安全约束条件包括：(1)第u个可转移负荷的工作时长约束满足如下关系式：式中，D为可转移负荷总数，为第u个可转移负荷在第k个运行时段的状态变量，T
u,n
为第u个可转移负荷的总运行时长，其中n为完成任务所需要的全部运行时段，k为运行时
段，t
u,min
、t
u,max
分别为第u个可转移负荷运行时段的最小限值和最大限值；(2)第u个可转移负荷运行结束后后置负荷b才能运行，后置负荷约束满足如下关系式：式中，为后置负荷b在第t个运行时段的状态变量，Γ为后置负荷b的运行时段总数；(3)转移功率平衡约束满足如下关系式：式中，P
u,k
为第u个可转移负荷在第k个运行时段的功率，为第k个运行时段的固定负荷，为第k个运行时段的最大运行功率。5.根据权利要求1所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，采用多项式模型表征静态功率负荷模型，基于自恢复负荷模型原理建立冲击功率负荷模型，采用随机森林算法建立离散功率负荷模型。6.根据权利要求5所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，静态功率负荷模型满足如下关系式：A
p
+B
p
+C
p
＝1式中，P
I
为静态功率负荷，P0为静态功率负荷标准值，U为负荷实际电压，U0为负荷两端电压标准值，A
p
，B
p
，C
p
分别为稳定型负荷第一系数，稳定型负荷第二系数，稳定型负荷第三系数；不同的静态功率负荷之间，A
p
、B
p
、C
p
各不相同。7.根据权利要求5所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，冲击功率负荷模型满足如下关系式：P＝P
II
+(U2R)/(R2+X2)式中，T
p
为有功时间常数，P
II
，U分别为有功需求和负荷实际电压，P0，U0分别为稳态有功功率，负荷两端电压标准值，R为动态电阻，X为动态电抗，ρ为稳态时有功指数，P为实际功率，K
p
、K
q
分别为电阻和电抗随电压差U
‑
U0变化的系数，R
s
为稳态电阻，X
s
为稳态电抗。8.根据权利要求5所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，采用随机森林算法对时域下离散功率负荷进行建模，建立各离散功率负荷PⅢ之间的映射关系，包括：
步骤S1，利用C均值模糊聚类方法对原始数据行相似日分组以得到相似日数据；将相似日数据分为训练集与测试集，记训练集的样本容量为H，记训练集中样本的属性容量为M；其中，原始数据是指用电数据经过坏数据删除、符合用电负荷变化总体趋势的未经归一化的有功功率有名值；同一组相似日数据具有相似的负荷变化趋势并且各负荷的有功功率数值相差不超过负荷的5％；步骤S2，从训练集中利用bootstrap重抽样的方法抽取样本容量为N的抽样训练集，重复抽样W次以得到W个抽样训练集θ1,θ2,Λ,θ
W
；生成每个抽样训练集对应的决策树{T1(θ1),T2(θ2),Λ,T
W
(θ
W
)}；其中，W为随机森林算法的决策树数；步骤S3，在生成CART决策树过程中，对于每个分裂节点，从M维属性特征中不放回地抽出m维属性特征，遍历m维属性特征以及m维属性特征对应的值，计算得到的输出值实际功率P的最小均方值作为最优分割判据；其中，m<＝M且m∈M；步骤S4，每棵决策树都一直分裂至叶子节点，决策树的分裂过程不需要剪枝；将生成的W棵决策树组成第1层随机森林，由W棵决策树预测值取平均值即为随机森林模型的预测结果。9.根据权利要求1所述的计及网架结构的提升可调节负荷能效比的方法，其特征在于，步骤2中建立负荷能效最优模型包括：步骤2.1，建立第k个运行时段内负荷的总功率模型：式中，P
k
为在第k个运行时段内负荷的总功率，P
技术研发人员：臧昱秀，王顺江，李正文，楚天丰，王荣茂，闫振宏，于同伟，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。