【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電網(wǎng)，尤其是涉及一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法。
技術(shù)介紹
1、隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟的重視，電力系統(tǒng)面臨著巨大的轉(zhuǎn)型壓力。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)主要依賴于化石燃料進行能源生產(chǎn)，其碳排放量顯著，導致全球變暖和環(huán)境污染問題的加劇。因此，如何有效利用可再生能源，實現(xiàn)低碳化和可持續(xù)發(fā)展已成為當前電力系統(tǒng)管理中的重要課題。在分布式能源管理方面，現(xiàn)有技術(shù)通常采用單一的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測方式，難以實現(xiàn)對分布式能源設備(如光伏發(fā)電、風力發(fā)電和儲能系統(tǒng))的全面狀態(tài)監(jiān)測。這種單一的監(jiān)測方式不僅限制了對設備運行狀況的實時了解，還在面對動態(tài)變化的電力需求時，缺乏靈活的調(diào)度能力。此外，傳統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方法往往依賴于靜態(tài)模型，無法根據(jù)實時數(shù)據(jù)進行自適應調(diào)整，導致系統(tǒng)在低碳調(diào)度中的靈活性不足。另一方面，數(shù)字孿生技術(shù)作為一種新興方法，能夠提供設備的實時狀態(tài)監(jiān)測和預測能力，但在現(xiàn)有的應用中仍存在不足。具體而言，數(shù)字孿生技術(shù)在分布式能源調(diào)度管理中的應用尚未充分挖掘，尤其是在多場景仿真驗證方面，尚未形成成熟的解決方案。這限制了其在優(yōu)化調(diào)度、降低碳排放等領(lǐng)域的潛力發(fā)揮。
2、綜上，現(xiàn)有技術(shù)在分布式能源的調(diào)度管理中，難以通過數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)對設備狀態(tài)的全面監(jiān)測和自適應優(yōu)化調(diào)度，導致系統(tǒng)在低碳調(diào)度中的靈活性不足。因此，亟需開發(fā)一種低碳智能能源調(diào)度管理方法，以實現(xiàn)對可再生能源的高效利用和低碳運行的目標。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的就是為了提供一種提高低碳調(diào)度的靈活性的基于虛擬配電
2、本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
3、一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，包括以下步驟：
4、實時獲取各分布式能源設備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)，構(gòu)建分布式能源設備的虛擬孿生體；
5、基于所述分布式能源設備的虛擬孿生體，聚合形成虛擬配電網(wǎng)，并以碳排放最小化構(gòu)建優(yōu)化調(diào)度模型；
6、基于所述虛擬配電網(wǎng)，建立實時評價指標體系；
7、基于所述實時評價指標體系，結(jié)合所述優(yōu)化調(diào)度模型構(gòu)建目標決策調(diào)度模型，并基于所述目標決策調(diào)度模型進行低碳智能能源調(diào)度，完成調(diào)度過程。
8、進一步地，所述構(gòu)建分布式能源設備的虛擬孿生體的步驟包括：
9、獲取各分布式能源設備的歷史運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
10、基于歷史運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合實時的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)，構(gòu)建各分布式能源設備的狀態(tài)空間模型；
11、基于所述狀態(tài)空間模型對分布式能源設備的虛擬孿生體進行建模。
12、進一步地，所述狀態(tài)空間模型的表達式為：
13、xt+1＝axt+but+wt
14、式中，xt+1為t+1時刻的狀態(tài)向量，xt為t時刻的狀態(tài)向量，代表當前狀態(tài)，a為根據(jù)歷史運作狀態(tài)數(shù)據(jù)確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，b為輸入矩陣，描述外部輸入ut對狀態(tài)的影響，ut為外部輸入，包括環(huán)境因素或控制信號的變化，wt是過程噪聲，表示不可預測的隨機擾動。
15、進一步地，所述虛擬配電網(wǎng)的形成過程包括：
16、基于所述分布式能源設備的虛擬孿生體，進行聚合形成虛擬電廠；
17、對所述虛擬電廠進一步聚合，形成虛擬配電網(wǎng)。
18、進一步地，所述優(yōu)化調(diào)度模型的表達式為：
19、
20、式中，ctotal為碳排放總量，cj為第j類能源的成本系數(shù)，pj,t表示第j類能源在時刻t的調(diào)度功率。
21、進一步地，所述實時評價指標體系的構(gòu)建步驟包括：
22、基于所述虛擬配電網(wǎng)確定多個維度的指標；
23、對所述多個維度的指標進行賦權(quán)，形成實時評價指標體系，其中賦權(quán)步驟包括：
24、根據(jù)專家意見和經(jīng)驗，確定多個維度指標的主觀賦權(quán)，其中主觀權(quán)重的計算表達式為：
25、
26、式中，wsubjective為指標的主觀權(quán)重，wi是指標下第i個數(shù)據(jù)的權(quán)重，si是專家的評分；
27、采用critic法計算多個維度指標的客觀賦權(quán)，其中客觀賦權(quán)的計算表達式為：
28、
29、式中，wobjective為指標的客觀權(quán)重，cj是指標下第j個數(shù)據(jù)的信息量；
30、將主觀賦權(quán)結(jié)果和客觀賦權(quán)結(jié)果進行結(jié)合，得最終的綜合指標權(quán)重，完成實時評價指標體系的構(gòu)建過程，其中所述綜合指標權(quán)重的計算表達式為：
31、wfinal＝αwsubjective+(1-α)wobjective
32、式中，wfinal為綜合指標權(quán)重，α為主觀賦權(quán)與客觀賦權(quán)的平衡系數(shù)。
33、進一步地，所述多個維度的指標包括能量生產(chǎn)指標、能量存儲與需求指標、環(huán)境與運行條件指標、用戶滿意度指標，
34、所述能量生產(chǎn)指標包括分布式能源設備的功率輸出和能源轉(zhuǎn)換效率，其中功率輸出和能源轉(zhuǎn)換效率的計算表達式分別為：
35、pt＝ppv,t+pwind,t+pstorage,t
36、
37、式中，pt為分布式能源設備在t時刻的實際功率輸出，ppv,t為光伏發(fā)電的功率輸出，pwind,t為風能發(fā)電的功率輸出，pstorage,t為儲能設備的功率輸出，ηt為能源轉(zhuǎn)換效率，einput,t為分布式能源設備在時刻t的輸入能量；
38、所述能量存儲與需求指標包括分布式能源設備的能量存儲狀態(tài)和負載需求，其中能量存儲狀態(tài)和負載需求的計算表達式為：
39、et＝et-1+δet
40、
41、式中，et、et-1分別為t時刻和t-1時刻的能量存儲狀態(tài)，δet表示在時刻t期間的能量變化，dt為負載需求，dk,t是第k個用戶或設備在時刻t的功率需求；
42、所述環(huán)境與運行條件指標包括外部環(huán)境因素和設備運行狀態(tài)。
43、進一步地，所述目標決策調(diào)度模型以運行成本和碳排放最小化為目標，包括目標函數(shù)和約束條件，所述目標函數(shù)為：
44、
45、所述約束條件為：
46、pj≤pmax,j,
47、et≤ecapacity,
48、
49、式中，z為系統(tǒng)運行成本和碳排放的綜合值，cj為第j類能源的成本系數(shù)，pj為第j類能源的調(diào)度功率，λ為碳排放的權(quán)重系數(shù)，co2j為第j類能源的碳排放，pmax,j為第j類能源的最大調(diào)度功率，et為能源在t時刻的存儲狀態(tài)，ecapacity為儲能系統(tǒng)最大功率儲存容量，dt為能源在t時刻的負載需求，dk,t是第k個用戶或設備在時刻t的功率需求。
50、進一步地，還包括通過計算能源調(diào)度后實際運行的碳排放量對能源調(diào)度結(jié)果進行評估，其中實際運行的碳排放量的計算表達式為：
51、
52、式中，co2j為第j類能源的碳排放，pj為第j類能源的調(diào)度功率，m為能源種類的數(shù)量。
53、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述構(gòu)建分布式能源設備的虛擬孿生體的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述狀態(tài)空間模型的表達式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述虛擬配電網(wǎng)的形成過程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述優(yōu)化調(diào)度模型的表達式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述實時評價指標體系的構(gòu)建步驟包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述多個維度的指標包括能量生產(chǎn)指標、能量存儲與需求指標、環(huán)境與運行條件指標、用戶滿意度指標，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，還包括通過計算能源調(diào)度后實際運行的碳排放量對能源調(diào)度結(jié)果進行評估，其中實際運行的碳排放量的計算表達式為：
10.一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述構(gòu)建分布式能源設備的虛擬孿生體的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述狀態(tài)空間模型的表達式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述虛擬配電網(wǎng)的形成過程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，所述優(yōu)化調(diào)度模型的表達式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬配電網(wǎng)和元宇宙的低碳智能能源調(diào)度方法，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳赟，趙文愷，羅瀟，王佳裕，潘智俊，湯蕾，傅超然，洪祎祺，王曉慧，賀興，馬墅研，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)上海市電力公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。