[發(fā)明專利]一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)預(yù)測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911227075.2
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN112001517A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);李一鵬;劉文宗;楊立波;周聯(lián)友;潘建華;馬斌;劉佳;王曉蔚
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河北省電力有限公司;北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06;G06F9/50
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陸薇薇

本發(fā)明公開了一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)預(yù)測方法，所述方法如下：通過將微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電力供需信息發(fā)送到云端，在云計(jì)算環(huán)境預(yù)測每個(gè)微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；能源預(yù)測的成本由數(shù)據(jù)的上傳、下載和計(jì)算的成本組成，基于云計(jì)算的微電網(wǎng)優(yōu)化目標(biāo)為最小化計(jì)算成本。本發(fā)明最大限度減少了微電網(wǎng)工作過程中的能量浪費(fèi)與二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)綠色的電網(wǎng)通信。本發(fā)明在降低能耗與減少二氧化碳排放方面都表現(xiàn)出顯著的有效性，同時(shí)還最小化了能量預(yù)測過程中的通信傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)預(yù)測方法。

背景技術(shù)

智能電網(wǎng)中的雙向通信網(wǎng)絡(luò)有助于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)中實(shí)時(shí)供需信息的交換，達(dá)成供需的平衡。其中，微電網(wǎng)系統(tǒng)是雙向通信網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分。微電網(wǎng)以分布式工作的方式從可再生或不可再生能源向終端用戶分配電力，協(xié)調(diào)供需兩端。當(dāng)電力需求高于供應(yīng)時(shí)，微電網(wǎng)可以從其他微電網(wǎng)“購買”電力，同時(shí)，當(dāng)供電量大于實(shí)際需求量時(shí)，微電網(wǎng)可以向其他微電網(wǎng)“出售”電力。通過這樣的調(diào)配機(jī)制，微電網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)有效協(xié)作，建立起穩(wěn)定的智能電網(wǎng)體系。但另一方面，微電網(wǎng)需要通過專用服務(wù)器處理實(shí)時(shí)信息。而在智能電網(wǎng)中，對供需動(dòng)態(tài)變化信息的實(shí)際計(jì)算必須依賴于獲取相應(yīng)的動(dòng)態(tài)資源。因此，微電網(wǎng)需要與其他微電網(wǎng)持續(xù)通信以對能量信息進(jìn)行預(yù)測，這大幅增加了電網(wǎng)整體的通信開銷和能量損耗。并且，現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施也可能無法支撐微電網(wǎng)對智能電網(wǎng)供需變化的即時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。因此，為了提供可靠且經(jīng)濟(jì)的能源服務(wù)，需要在智能電網(wǎng)中建立有效的能源預(yù)測機(jī)制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以軟件即服務(wù)(Software as a Service，SaaS)，平臺(tái)即服務(wù)(Platform as aService，PaaS)與基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructure as a Service，IaaS)三種服務(wù)模式為基礎(chǔ)的云計(jì)算應(yīng)用程序有望充分支撐智能電網(wǎng)的這一需求。此外，云計(jì)算架構(gòu)還可以為應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)計(jì)算合理地分配動(dòng)態(tài)資源。已有相關(guān)文獻(xiàn)中對云計(jì)算在智能電網(wǎng)管理的多個(gè)方面，如需求響應(yīng)，定價(jià)策略和負(fù)載均衡上進(jìn)行了探索。

已有文獻(xiàn)中討論了多種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)能源和信息管理方案。云計(jì)算在電網(wǎng)智能化進(jìn)程中發(fā)揮了巨大作用，基于云計(jì)算的電網(wǎng)管理也在實(shí)踐中被證明一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。在基于云計(jì)算的信息管理中，實(shí)時(shí)信息在云端進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，可以顯著降低電網(wǎng)數(shù)據(jù)的利用成本，在充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值的同時(shí)，也提升了電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在數(shù)據(jù)云模型中，云計(jì)算資源可用于智能電表的數(shù)據(jù)處理。智能電表將實(shí)時(shí)需求信息發(fā)送到微電網(wǎng)系統(tǒng)，然后將信息發(fā)送到云端進(jìn)行處理。云計(jì)算平臺(tái)對微電網(wǎng)提出的需求作出相應(yīng)，高效準(zhǔn)確地指導(dǎo)微電網(wǎng)之間的能量交換過程。微電網(wǎng)的能量負(fù)載平衡稱為“能量云”(energycloud)，即在智能電網(wǎng)中通過云計(jì)算以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)響應(yīng)路由，從而為用戶建立最佳的電力輸送流。通過適當(dāng)?shù)穆酚稍O(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)功率流，因此云計(jì)算技術(shù)在智能電網(wǎng)的負(fù)載均衡中也有極大潛力。

現(xiàn)有相關(guān)工作均考慮到利用云計(jì)算框架進(jìn)行智能電網(wǎng)的信息管理，但忽視了微電網(wǎng)之間的能量交換。本發(fā)明提出考慮智能電網(wǎng)中的這一重要過程并用于電網(wǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)預(yù)測，在降低能耗上對電網(wǎng)作出優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種基于云的智能電網(wǎng)能源預(yù)測方法，以實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的智能電網(wǎng)通信策略。通過將微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電力供需信息發(fā)送到云端，在云計(jì)算環(huán)境中對合理的調(diào)配方案進(jìn)行評估。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)預(yù)測方法，其特征在于，所述方法如下：

通過將微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電力供需信息發(fā)送到云端，在云計(jì)算環(huán)境預(yù)測每個(gè)微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；能源預(yù)測的成本由數(shù)據(jù)的上傳、下載和計(jì)算的成本組成，基于云計(jì)算的微電網(wǎng)優(yōu)化目標(biāo)為最小化計(jì)算成本，即最小化

約束條件為