[發明專利]一種基于生成對抗網絡的柔性負荷場景生成和縮減方法

在審

• 申請號: 202111426934.8
• 申請日: 2021-11-28
• 公開（公告）號: CN114372554A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 唐俊刺;葛延峰;王洪哲;寧遼逸;王明凱;姜狄;崔岱;劉宇;高梓濟;李鐵;賀歡;姜楓;胡錦景;周志;韓秋;秦領;肖楠;金毅;崔嘉;祝湘博;楊俊友;王海鑫;王皓
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司鞍山供電公司;國網遼寧省電力有限公司;國家電網有限公司;沈陽工業大學
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/08;G06K9/62
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 周長星

本發明提供一種基于生成對抗網絡的柔性負荷場景生成和縮減方法，包括：隨機初始化生成器網絡參數，從正態高斯分布中提取隨機噪聲，將噪聲批量輸入生成器網絡，生成器生成樣本；隨機初始化鑒別器網絡參數，將生成樣本和真實樣本批量輸入鑒別器網絡，鑒別器輸出判別值；計算生成器與鑒別器的損失函數，采用RMSprop優化算法更新生成器與鑒別器的權重參數；生成器網絡最優的參數；輸入隨機噪聲，生成器輸出工業園區柔性負荷運行場景；為提高計算速度，采取同步回代場景縮減方法生成典型具有時空相關性的各工業園區柔性負荷出力場景。目的在于提升工業園區內多類型柔性負荷感知能力，并且降低碳排放、其他污染氣體及顆粒物排放對環境的影響。

技術領域

本發明涉及柔性負荷需求響應控制技術領域，特別涉及一種基于生成對抗網絡的柔性負荷場景生成和縮減方法。

背景技術

工業園區是以工業負荷為主的復雜能源系統，涵蓋多種產能及用能主體，涉及電、冷、熱等多種能源的生產、轉移和利用。工業園區負荷具有需求量大、負荷特性復雜、供電可靠性要求高的特點。隨著分布式可再生能源和清潔能源發電的高滲透率應用、多元化儲能設備規?；茝V，用戶通過智能化手段參與需求響應，各類能源供應系統耦合互補，社會綜合能效進一步提升，促使工業園區的用能向更加綠色、高效的方向轉變。如何統一對園區用能優化，提高系統的運行效率和經濟環境效益將是未來工業園區規劃設計的重點。隨著國內環保標準日益嚴格，減少煤炭消費總量和減少落后化工企業的產能成為整治的重點任務之一。各生產企業自備燃煤鍋爐將面臨整改或關停問題，為此國內工業園區擬建造分布式能源站為園區企業集中供能。分布式能源是指分布在用戶端的能源綜合利用系統，主要采用清潔能源為燃料，為用戶提供冷、熱、電以滿足用戶多種需求。分布式能源系統因其能源利用率高、環保性強等優點目前得到國家大力發展。

能源問題是支撐人類社會可持續發展的核心問題，伴隨著風、光等可再生能源技術的迅猛發展，源端與荷端的能源多樣化促使能源系統進一步耦合，打破原有各能源供用系統單獨規劃、單獨設計和獨立運行的既有模式，綜合能源系統應運而生。綜合能源系統(Integrated Energy System，IES)是以電力為核心，融合燃氣、熱力等多種能源，以實現能源高效利用與可再生能源消納為目的，有機協同能源生產、輸配、利用等環節的一體化能源服務系統，其供能子系統的高度耦合，可以有效減少化石能源消耗，實現社會用能效率最優，是構建未來低碳生活的重要途徑。在綜合能源的網絡架構下，綜合需求響應利用電能、天然氣等不同能源間的耦合特性，通過削減、轉移用能負荷來參與需求響應，并可兼顧用戶的滿意度與舒適度。需求響應(demand response，DR)是需求側參與電網靈活互動的重要途徑，其在能源互聯網中衍生為綜合需求響應(integrated demand response，IDR)，利用冷、熱、電等不同形式能源間的耦合互補關系，在需求側進行多能源協同優化。合理的分時電價能為能源需求方提供充分高效的價格信號，從而實現能源需求削峰填谷的目標。近幾年來，隨著我國新能源汽車技術水平提升、電池成本降低、商業模式不斷創新，再加上國家加快推進柴油貨車污染治理工作，推動了電動重卡的研發和推廣。與DR相比，在不同價格方案下，IDR的效果明顯不同，其削峰填谷效果更明顯、用戶滿意度與舒適度更高。

在當今的電力系統中，由于工業負荷柔性負荷的巨大經濟與環保價值，柔性負荷成為一種越來越重要的替代傳統的發電方式。然而，柔性負荷具有間歇性、不確定性，不同工業園區柔性負荷的出力具有時空相關性，以上特性會對電力系統的正確決策帶來挑戰，如經濟調度、機組組合、多能源系統的優化運行等。因此，合理考慮柔性負荷運行規律的時空相關特性，精確描述柔性負荷運行規律的不確定性成為克服上述挑戰的關鍵。一種在電力系統被廣泛應用的方法是生成代表性的場景來準確刻畫柔性負荷運行規律的隨機特征。