[發明專利]一種區域綜合能源系統的源荷智能匹配方法

在審

• 申請號: 202211111815.8
• 申請日: 2022-09-13
• 公開（公告）號: CN115358346A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 楊淼;鄭雅迪;靳濤;鐘新梅
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/00;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種區域綜合能源系統的源荷智能匹配方法，根據區域綜合能源系統中負荷的功率曲線，使用K?means算法對負荷進行聚類；再使用源荷匹配算法，先分析區域綜合能源系統(RIES)源荷匹配單一的問題，構建區域綜合能源系統群集負荷優化控制模型，再通過源荷曲線時間序列間的關系，利用源荷協整的雙向制約屬性，對源荷曲線進行進一步匹配，使其耦合程度變高。不同于傳統的單向調度，協整模型通過建立源荷之間雙向反饋機制，實現源荷安全互動運行與資源綜合高效利用。

技術領域

本發明涉及能源供應技術領域，更具體的說是涉及一種對區域綜合能源系統進行能源匹配耦合的方法。

背景技術

目前，工業園區對全國經濟貢獻的增長率已經超過30％，同時耗能也約占全社會總耗能的69％，其中碳排放高達總排放量的31％，因此工業園區成為了碳中和的主要落腳點。

目前工業區域用能存在能源消耗結構不合理的問題，其中化石能源在區域能源消費總量中占84％，大量非常規能源并未得到積極利用。因此，區域生產工業有效整合了光伏、風電、工業余熱余氣等分布式資源，從多能耦合角度促進區域產業結構調整，打造可再生能源占比進一步提升的綜合能源低碳供能新結構，構建了能源互補耦合的區域綜合能源系統(Regional Integrated Energy System，RIES)，從源荷雙側實現區域能源生產綠色化轉型，推動實現清潔低碳能源占比，為構建零碳園區奠定基礎。

然后由于可再生能源自身的不確定性與生產負荷的時變性特征，使得供需雙側均呈現強烈的隨機性變化趨勢，進而引起區域生產側能源供給與消費側實時需求難匹配，可再生能源的波動性與生產負荷用能特征不吻合的情況，導致工業生產棄風棄光率高達30％，限制了區域的可再生能源的能源利用率和總體效益的提升。另一方面，需求側管理雖將區域內大規模生產負荷作為可調節資源納入區域能源調度運行中，但由于生產負荷空間分布過于分散，各類負荷運行參數均存在明顯的峰谷交錯特征，導致供電設備平均載荷率只有 43％，載荷率在95％以上的時段不足5％，能源利用率低下的問題加大了各供用能系統的運行維護費用，造成了社會資金的巨大浪費。同時，控制中心難以對負荷工況進行準確感知和精確控制，導致現有的統一控制模式不再適用，產品開采的品質也難以保證，限制了區域低碳轉型發展的速度。

因此，如何實現區域綜合能源系統的源荷之間的主動協調，進行供需匹配與負荷的精細化控制是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種區域綜合能源系統的源荷智能匹配方法，是一種對工業園區系統的負載和供能進行源荷匹配的方法，針對克服區域綜合能源系統中存在的源荷不匹配造成的浪費問題，采用基于人工智能算法的源荷功率曲線匹配優化方法，從而對供需與負荷進行精細化控制，避免能源浪費，降低碳排放。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種區域綜合能源系統的源荷智能匹配方法，包括以下步驟：

步驟1：采集區域綜合能源系統中的歷史負荷數據，并采用K-means算法對所述歷史負荷數據進行負荷聚類，獲得若干組負荷集群；

采用一種能自動選擇聚類中心數的自適應K-means算法，將區域綜合能源系統(RIES)中負荷依據功率曲線形態進行分組，找出負荷(即各個用電部分)用電規律相近的用電單位，把性質類似的用電單位劃分到一塊，以便后面進行精益化調解控制；K-means的基本思想是將負荷曲線在每個測量時刻的功率指派到隨機選擇的K個負荷中心，重復該行為并更新至分組結果不發生變化且曲線誤差和最小；

步驟2：依據生產特性將每組負荷群集內的負荷劃分為可調節負荷與固定負荷；并對可調節負荷中的時變負荷預設功率可調范圍；