[發明專利]一種能源互聯網能量單元動態優化匹配方法

在審

• 申請號: 202010627057.X
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111967179A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 華昊辰;楊潔
• 申請（專利權）人: 江蘇能來能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q50/06;G06N3/08;H02J3/00
• 代理公司: 無錫嘉馳知識產權代理事務所(普通合伙) 32388
• 代理人: 唐維鐵

本發明公開了一種能源互聯網能量單元動態優化匹配方法，包含以下步驟：步驟1，基于圖論的能源互聯網能量路由網絡建模；步驟2，應用神經網絡技術對能量單元之間的能量匹配指數進行建模；步驟3，基于局域消納在先，廣域互聯在后的原則構建能源互聯網單元優化匹配問題，并表達為整數規劃問題；步驟4，利用強化學習技術學習最優的能量單元匹配指數函數；步驟5，求解實際的能量單元動態匹配優化問題；步驟6，將所得能量單元匹配策略應用于能源互聯網系統的能量路由，本發明具有較強的針對性和應用價值，即專注于能源互聯網不同能量單元之間的優化匹配，設計專業且實用。

技術領域

本發明涉及互聯網技術領域，具體是一種能源互聯網能量單元動態優化匹配方法。

背景技術

涉及能源、信息、電氣等多個領域和學科的能源互聯網是提升能源系統智能化水平，解決人類社會能源危機，緩解氣候變化和全球變暖進程的重要手段。隨著能源互聯網理念和架構的發展和完善，相關的技術也在能源互聯網示范工程中得到了實踐。在自底向上架構的能源互聯網場景中，多個能量路由器(簡稱：路由器)彼此連接，構成能量路由網絡。不同的能量單元通過信息、電力接口接入能量路由器，并通過能源路由網絡在能量單元之間實現能源(電力)的開放、對等交換。

為了提升能源利用效率，減少能量傳輸過程中帶來的損耗，能源局域消納在先，廣域互聯在后成為了能源互聯網系統中的重要能量管理原則。根據該能量管理原則，每個能量單元應當優先與其鄰近的能量單元建立能量連接，構成能源消納集群，并在集群內實現能源的供需平衡。具體來說，對于典型的能量單元，如果其能夠通過自身可控能源生產、消納單元的調節實現其內部的能源供需平衡，則該能量單元自身構成一個能源消納集群。如果該能量單元無法依靠其內部的能源調度實現平衡，則其將通過能量路由網絡同相匹配的能量單元建立能量連接，從而構成能源消納集群，并通過集群內部的能源調度實現供需的匹配。如圖1所示，圖中紅色頂點代表能量路由器及其對應的能量單元，黑色實線代表能量路由器之間的物理能量鏈路，能量單元構成的能源消納集群通過灰色陰影區域表示。在能量單元的匹配過程中，各個能量單元(紅色頂點)將優先與其周邊的能量單元進行匹配，構成能源消納集群。在必要時能量也可以通過能源消納集群之間的能量傳輸鏈路在整個區域能源互聯網內部進行共享，從而體現上述能源互聯網系統的能量管理準則。

另一方面，對各個單元能源供需互補程度的評價質量的將顯著影響上述能源互聯網系統的能源利用效率。由于能源互聯網能量單元天然具有的異構特性，在實際應用層面，為所有可能的能量單元組合設計定制化的匹配程度評估算法并不現實。為此，有必要發展基于人工智能的能源互聯網單元匹配算法，通過數據驅動的人工智能算法實現對不同類型能量單元匹配程度的智能估計，以滿足能源互聯網多樣化的應用場景。

能源互聯網所具有的開放共享、對等互聯等高級特性自提出以來長期處于理論層面，尚未在實際工程應用中得到實現，一個重要的原因即為智能的動態能量單元匹配算法的缺失。本發明基于數據驅動的思想，提出了實現在自底向上構建的能源互聯網系統中能量單元的智能動態匹配算法，使得不同能量單元可以對等地進行能量的交換和共享。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能源互聯網能量單元動態優化匹配方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種能源互聯網能量單元動態優化匹配方法，包含以下步驟：

步驟1，基于圖論的能源互聯網能量路由網絡建模；

步驟2，應用神經網絡技術對能量單元之間的能量匹配指數進行建模；

步驟3，基于局域消納在先，廣域互聯在后的原則構建能源互聯網單元優化匹配問題，并表達為整數規劃問題；

步驟4，利用強化學習技術學習最優的能量單元匹配指數函數；

步驟5，求解實際的能量單元動態匹配優化問題；