基于能碳雙控微電網的能源調度方法及系統與流程

本發明涉及能源調度，具體涉及基于能碳雙控微電網的能源調度方法及系統。

背景技術：

1、能源在現代社會的發展中扮演著至關重要的角色，是推動各個行業和生活的不可或缺的資源。為了更好地應對環境挑戰和可持續發展的需求，能源管理逐漸演變為一個綜合性的概念，其中“能碳雙控”是一種全面考慮能耗和碳排放的管理策略。能碳雙控的核心理念在于通過多層次的調控手段，在滿足基本需求的前提下，最大限度地提高碳資源的利用效率，并將碳排放保持在最小水平。這涉及到能耗雙控，即對能源消耗進行雙重管理，以及對碳排放的控制，從而實現更加環保和可持續的能源利用。

2、微電網作為一種小規模的電力系統，包括了多種元素，如太陽能發電板、風力發電機、電能存儲設備以及微電網的負載。其設計旨在為特定區域提供可靠的電力服務，形成一個小型，獨立的電力網絡。微電網的出現為局部區域提供了更為靈活和可持續的電力解決方案。

3、能碳雙控微電網是一種基于清潔能源的分布式能源系統，旨在實現對可再生能源的高效利用和能量管理。它采用先進的能量存儲技術和智能控制算法，將太陽能、風能等清潔能源與傳統的電網連接起來，形成一個小型的、自治的電力系統。能碳雙控微電網的名稱中，“能”代表著可再生能源，如太陽能、風能等；“碳”則代表著低碳環保的理念；“雙控”則指的是智能控制和調度技術的應用。

4、電網能源調度是確保整個電力系統運行順暢的關鍵一環。其目標在于在滿足負荷需求的同時，通過合理分配發電單元的輸出來達到最佳的經濟效益或環境效益，在天氣的突然變化的情況下，空調使用增加，從而導致的用電負載短時間內增加；或者某些特殊活動，如演唱會；工業過程，工業大型設備的關閉，關閉或故障，都可能導致短期的負載不穩定，從而出現用電負載預測不準確的問題。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供基于能碳雙控微電網的能源調度方法及系統，所采用的技術方案具體如下：

2、第一方面，本發明實施例提供了基于能碳雙控微電網的能源調度方法，該方法包括以下步驟：

3、采集歷史負載功率數據并構建負載功率曲線；

4、根據負載功率曲線獲取曲線特征系數；根據曲線特征系數獲取曲線特征時間序列；根據曲線特征時間序列獲取格拉姆圖像，并獲取兩曲線特征時間序列之間的角場相似指數；根據角場相似指數對曲線特征時間序列進行排序，并獲取預測時刻的預測負載功率；根據預測負載功率獲取預測時刻的預測誤差系數，并對預測時刻的負載功率進行修正，獲取預測時刻的修正負載功率；根據修正負載功率對電網的電力調度進行分配。

5、進一步，所述獲取曲線特征系數，包括：

6、對負載功率曲線上的負載功率數據進行采樣，得到離散負載功率數據；計算從數據采樣開始時刻到各離散負載功率數據當前時刻的所有離散負載功率數據的均值，計算所述均值與各離散負載功率的向后差分的乘積作為各離散負載功率數據的曲線特征系數。

7、進一步，所述獲取曲線特征時間序列，包括：

8、將曲線特征系數按照時間升序排序組成曲線特征時間序列。

9、進一步，所述獲取格拉姆圖像，包括：

10、使用格拉姆角場對曲線特征時間序列進行處理，獲取曲線特征時間序列的格拉姆圖像。

11、進一步，所述獲取兩曲線特征時間序列之間的角場相似指數，包括：

12、計算格拉姆圖像中各像素點的像素值與數字1的和值，計算所述和值與數字2的比值，計算所述比值與數字255的乘積，將所述乘積按照各像素點在格拉姆圖像中的位置組成放大后的圖像；

13、計算放大后的圖像與拉普拉斯算子的卷積，得到卷積后的圖像；

14、計算任意兩張卷積后的圖像之間像素點的像素值的均方誤差，將預設倍數因子與所述均方誤差的比值與數字1的和值作為第一和值，計算以自然常數為底數、以所述第一和值為真數的對數函數的計算結果，計算所述計算結果與對應任意兩張格拉姆圖像的曲線特征時間序列之間的dtw距離的比值作為兩張格拉姆圖像對應的兩個曲線特征時間序列之間的角場相似指數。

15、進一步，所述根據角場相似指數對曲線特征時間序列進行排序，包括：

16、將從數據采樣開始時刻到預測時刻的前一時刻的離散負載功率數據按照時間升序組成第一序列，計算預測時刻當天的第一序列與前一年每天的第一序列之間的角場相似指數，按照角場相似指數從大到小的順序對前一年每天的第一序列進行排序。

17、進一步，所述獲取預測時刻的預測負載功率，包括：

18、計算角場相似指數最大的前一年每天的第一序列中預測時刻的離散負載功率數據與其角場相似指數的乘積作為第一乘積，計算角場相似指數第二大的前一年每天的第一序列中預測時刻的離散負載功率數據與其角場相似指數的乘積作為第二乘積；

19、使用模型對預測時刻的負載功率進行預測得到模型預測負載功率，將第一乘積、第二乘積與模型預測負載功率的均值作為預測時刻的預測負載功率。

20、進一步，所述獲取預測時刻的預測誤差系數，具體包括：

21、計算預測時刻前一時刻的負載功率數據與預測負載功率的差值，計算所述差值與預測時刻前一時刻的負載功率數據比值的絕對值作為預測時刻的預測誤差系數。

22、進一步，所述獲取預測時刻的修正負載功率，包括：

23、計算數字1與預測時刻的預測誤差系數的差值乘以預測負載功率的結果作為第三乘積；

24、使用局部加權線性回歸模型得到預測時刻的回歸預測負載功率，計算預測時刻的預測誤差系數與所述回歸預測負載功率的乘積作為第四乘積；

25、將第三乘積與第四乘積的和值作為預測時刻的修正負載功率。

26、第二方面，本發明實施例還提供了基于能碳雙控微電網的能源調度系統，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述任意一項所述方法的步驟。

27、本發明至少具有如下有益效果：

28、本發明實施例根據歷史的負載功率曲線構建格拉姆角場，將時序數據映射到二維平面，并進一步通過卷積運算，放大角場特征，減小數據的計算量。然后融合dtw動態時間規整，準確評價了兩曲線的相似性，根據相似曲線與prophet模型來預測電網負載。考慮到負載突變情況，構建誤差系數來修正模型預測結果。根據歷史負載曲線和負載曲線的短期趨勢，準確預測了電網的用電負載，解決了由于用電異常因素導致的用電負載預測不準確的問題，準確預測了用電負載，當電力短缺時及時從其他電網調度電力，從而保證區域的用電穩定。

技術特征：

1.基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述獲取曲線特征系數，包括：

3.如權利要求1所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述獲取曲線特征時間序列，包括：

4.如權利要求1所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述獲取格拉姆圖像，包括：

5.如權利要求1所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述獲取兩曲線特征時間序列之間的角場相似指數，包括：

6.如權利要求2所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述根據角場相似指數對曲線特征時間序列進行排序，包括：

7.如權利要求6所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述獲取預測時刻的預測負載功率，包括：

8.如權利要求1所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述獲取預測時刻的預測誤差系數，具體包括：

9.如權利要求1所述的基于能碳雙控微電網的能源調度方法，其特征在于，所述獲取預測時刻的修正負載功率，包括：

10.基于能碳雙控微電網的能源調度系統，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-9任意一項所述基于能碳雙控微電網的能源調度方法的步驟。

技術總結
本發明涉及能源調度技術領域，具體涉及基于能碳雙控微電網的能源調度方法及系統，該方法包括：采集歷史負載功率數據并構建負載功率曲線；根據負載功率曲線獲取曲線特征系數；根據曲線特征系數獲取曲線特征時間序列；根據曲線特征時間序列獲取格拉姆圖像，并獲取兩曲線特征時間序列之間的角場相似指數；根據角場相似指數對曲線特征時間序列進行排序，并獲取預測時刻的預測負載功率；根據預測負載功率獲取預測時刻的預測誤差系數，并對預測時刻的負載功率進行修正，獲取預測時刻的修正負載功率；根據修正負載功率對電網的電力調度進行分配。本發明旨在解決由于用電異常因素導致的用電負載預測不準確的問題。

技術研發人員：楊順順
受保護的技術使用者：大連優冠網絡科技有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/14