微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)與能量管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)與能量管理方法，特別地，涉及一種分布式運(yùn)行的能量管理系統(tǒng)與能量管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微電網(wǎng)技術(shù)使得分布式電源能大規(guī)模地集中使用，并聯(lián)到大電網(wǎng)中運(yùn)行，其將小規(guī)模的發(fā)電裝置、負(fù)荷、儲(chǔ)能智能化地集結(jié)在一起，形成一個(gè)小型的發(fā)、輸、配電系統(tǒng)。
[0003]在微電網(wǎng)中通常包括經(jīng)濟(jì)調(diào)度模塊用于下發(fā)經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令，以此實(shí)現(xiàn)對微網(wǎng)內(nèi)各涉及單位的調(diào)度，進(jìn)行能量的管理。通常地，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度時(shí)，該經(jīng)濟(jì)調(diào)度模塊調(diào)用預(yù)測模塊，由預(yù)測模塊獲取歷史數(shù)據(jù)，使用預(yù)測算法來對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測；在預(yù)測之后，對預(yù)測結(jié)果的精度進(jìn)行評估。
[0004]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在實(shí)際工程中，對于歷史數(shù)據(jù)的讀取需要花費(fèi)大量時(shí)間，從而使系統(tǒng)的預(yù)測缺乏實(shí)時(shí)性。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)調(diào)度模塊下發(fā)的指令與實(shí)際操作的指令存在一定的誤差，這將會(huì)降低系統(tǒng)的可操作性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種具有實(shí)時(shí)性的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，以及相應(yīng)的能量管理方法。
[0006]—種微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，包括預(yù)測子系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)，所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)調(diào)用所述預(yù)測子系統(tǒng)，并基于所述預(yù)測子系統(tǒng)的預(yù)測值，通過人工智能算法優(yōu)化而下發(fā)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令;所述預(yù)測子系統(tǒng)包括:
[0007]數(shù)據(jù)模塊，用于存儲(chǔ)和/或獲取歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)；
[0008]形成模塊，與所述數(shù)據(jù)模塊相連，所述形成模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)模塊的歷史數(shù)據(jù)而生成預(yù)測模型；
[0009]預(yù)測模塊，與所述數(shù)據(jù)模塊及所述形成模塊相連，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)模塊的當(dāng)前數(shù)據(jù)，基于所述形成模塊的預(yù)測模型而生成相應(yīng)的預(yù)測值；
[0010]通信模塊，用于接收來自所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)的調(diào)用指令，及/或?qū)⑺鲱A(yù)測值發(fā)送至所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)。
[0011]可選地，所述歷史數(shù)據(jù)包括歷史光伏出力功率和負(fù)荷數(shù)據(jù)及相對應(yīng)的歷史天氣數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前數(shù)據(jù)包括前一天光伏出力功率和前一天負(fù)載數(shù)據(jù)及相對應(yīng)的天氣數(shù)據(jù)。
[0012]可選地，所述微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)進(jìn)一步包括誤差補(bǔ)償子系統(tǒng)，所述誤差補(bǔ)償子系統(tǒng)與所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)相連，用于根據(jù)逆變器下發(fā)的實(shí)際操作指令與所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)下發(fā)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令之間的誤差而生成補(bǔ)償信號，以對所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)生成所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令進(jìn)行修正。
[0013]可選地，所述誤差補(bǔ)償模塊基于所述誤差進(jìn)行比例積分控制，以進(jìn)行所述修正。
[0014]可選地，所述微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)形成為多智能體系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)模塊、形成模塊、預(yù)測模塊、通信模塊中至少一個(gè)形成為智能體。
[0015]一種微電網(wǎng)能量管理方法，包括:
[0016]形成模塊根據(jù)歷史數(shù)據(jù)生成預(yù)測模型；
[0017]預(yù)測模塊根據(jù)所述預(yù)測模型及當(dāng)前數(shù)據(jù)而生成相應(yīng)的預(yù)測值；
[0018]將所述預(yù)測值發(fā)送至經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)；
[0019]經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)基于所述預(yù)測值，利用人工智能算法優(yōu)化而下發(fā)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令。
[0020]可選地，所述能量管理方法進(jìn)一步包括:
[0021 ]利用形成模塊向數(shù)據(jù)模塊發(fā)送歷史數(shù)據(jù)請求；
[0022]數(shù)據(jù)模塊向形成模塊發(fā)送歷史數(shù)據(jù)。
[0023]可選地，所述歷史數(shù)據(jù)包括歷史光伏出力功率和負(fù)荷數(shù)據(jù)及相對應(yīng)的歷史天氣數(shù)據(jù)。
[0024]可選地，所述微電網(wǎng)能量管理方法進(jìn)一步包括:
[0025]預(yù)測模塊向數(shù)據(jù)模塊發(fā)送當(dāng)前數(shù)據(jù)請求；
[0026]數(shù)據(jù)模塊向預(yù)測模塊發(fā)送當(dāng)前數(shù)據(jù)。
[0027]可選地，所述當(dāng)前數(shù)據(jù)包括前一天光伏出力功率和前一天負(fù)載數(shù)據(jù)及相對應(yīng)的天氣數(shù)據(jù)。
[0028]可選地，所述微電網(wǎng)能量管理方法進(jìn)一步包括:根據(jù)逆變器下發(fā)的實(shí)際操作指令與所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)下發(fā)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令之間的誤差而對所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)生成所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令進(jìn)行修正。
[0029]可選地，基于所述誤差進(jìn)行比例積分控制，以進(jìn)行所述補(bǔ)償。
[0030]可選地，所述微電網(wǎng)能量管理方法由多智能體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述形成模塊、預(yù)測模塊中至少一個(gè)形成為多智能體。
[0031]根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，可以基于MAS分布式平臺(tái)來搭建，能夠使得該微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的各個(gè)模塊具有智能性，使模型訓(xùn)練與其他模塊可以獨(dú)立運(yùn)行。通過在該微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中包括誤差補(bǔ)償，使得整體的能量管理系統(tǒng)中引入誤差開環(huán)控制思想，從而提升精度，并且有助于提高系統(tǒng)的可控性。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施方式的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0034]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式的微電網(wǎng)能量管理方法的流程。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1所示，其為本發(fā)明一種實(shí)施方式的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)10包括預(yù)測子系統(tǒng)101、經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)103等。經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)103調(diào)用預(yù)測子系統(tǒng)101，以啟停所述預(yù)測子系統(tǒng)101，并基于所述預(yù)測子系統(tǒng)101的預(yù)測值而生成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令而進(jìn)行下發(fā)。在該實(shí)施方式中，預(yù)測子系統(tǒng)101包括:數(shù)據(jù)模塊102、形成模塊104、預(yù)測模塊106、通信模塊108等。
[0036]在一種實(shí)施方式中，該微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)10可以實(shí)現(xiàn)為一種多智能體系統(tǒng)(Mult1-Agent System,MAS);其中的各個(gè)模塊可以實(shí)現(xiàn)為該多智能體系統(tǒng)中的智能體(Agent)，例如數(shù)據(jù)Agent、通信Agent等，各個(gè)Agent均可獨(dú)立完成其工作，從而使得該MAS系統(tǒng)具有智能性和分布式特性。
[0037]數(shù)據(jù)模塊102用于儲(chǔ)存和/或獲取歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)。具體地，該數(shù)據(jù)模塊102可以存儲(chǔ)或者獲取微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)所下發(fā)的歷史指令，以及該歷史指令相對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)、天氣情況等。數(shù)據(jù)模塊102還可以存儲(chǔ)或者獲取當(dāng)前的數(shù)據(jù)，包括預(yù)測數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)等，以提供給預(yù)測模塊106。數(shù)據(jù)模塊102可以自身具有存儲(chǔ)功能，亦可以是作為微電網(wǎng)能量系統(tǒng)10與數(shù)據(jù)庫之間的連接平臺(tái)，從而通過該數(shù)據(jù)模塊102來保證微電網(wǎng)能量系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫之間的連接，減少平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫因?yàn)轭l繁交互所造成的冗余操作。
[0038]形成模塊104與數(shù)據(jù)模塊102相連，用于根據(jù)數(shù)據(jù)模塊102所提供的歷史數(shù)據(jù)，以及與之相應(yīng)的歷史天氣數(shù)據(jù)，來生成預(yù)測模型。在一種可選的實(shí)施方式中，該形成模塊104可以實(shí)現(xiàn)為訓(xùn)練Agent，其根據(jù)預(yù)測算法，在輸入系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)時(shí)，求出訓(xùn)練模型。
[0039]預(yù)測模塊106與數(shù)據(jù)模塊102及形成模塊104相連，用于根據(jù)數(shù)據(jù)模塊102所提供的當(dāng)前數(shù)據(jù)，基于形成模塊104的預(yù)測模型，而生成相應(yīng)的預(yù)測值。在一種可選的實(shí)施方式中，預(yù)測模塊106可以實(shí)現(xiàn)為預(yù)測Agent，其根據(jù)相應(yīng)的預(yù)測模型，例如形成模塊104(訓(xùn)練Agent)的訓(xùn)練模型，在數(shù)據(jù)模塊102(數(shù)據(jù)庫Agent)輸入的預(yù)測數(shù)據(jù)與天氣數(shù)據(jù)下，求出相對應(yīng)的預(yù)測值。
[0040]通信模塊108與預(yù)測模塊106相連，用于將預(yù)測模塊106所生成的預(yù)測值送至經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)103。在一種實(shí)施方式中，通信模塊108實(shí)現(xiàn)為通訊Agent，其將預(yù)測模塊106(預(yù)測Agent)所得到的預(yù)測值送出?？梢岳斫獾氖?，基于前述的根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)而預(yù)測得到的預(yù)測值，可以由經(jīng)濟(jì)調(diào)度模塊來運(yùn)行人工智能算法，以生成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令。
[0041]根據(jù)該實(shí)施方式的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，可以基于MAS分布式平臺(tái)來搭建，能夠使得該微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的各個(gè)模塊具有分布特性，使模型訓(xùn)練與預(yù)測可以獨(dú)立運(yùn)行。
[0042]如圖2所示，其為本發(fā)明另一實(shí)施方式的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。與圖1所示的類似地，該微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)20也包括預(yù)測子系統(tǒng)201、經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)203等。其中預(yù)測子系統(tǒng)201包括數(shù)據(jù)模塊202、形成模塊204、預(yù)測模塊206、通信模塊208等，并且具有與圖1中所示的各對應(yīng)標(biāo)號的模塊相類似的功能，從而在此對該部分內(nèi)容不予贅述。
[0043]該微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度系統(tǒng)20還包括誤差補(bǔ)償模塊205，其與所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)203相連，用于根據(jù)逆變器所發(fā)出的實(shí)際操作指令與經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)203所發(fā)出的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令之間的誤差而生成補(bǔ)償信號，以對經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)203生成經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令進(jìn)行補(bǔ)償。
[0044]在一種實(shí)施方式中，在形成模塊204根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和歷史天氣數(shù)據(jù)而得到訓(xùn)練模型后，預(yù)測模塊206在該訓(xùn)練模型的基礎(chǔ)上，基于預(yù)測數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)而生成相對應(yīng)的預(yù)測值，經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)203從而通過運(yùn)行人工智能算法優(yōu)化來得到相對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度指令，以提供下發(fā)。在實(shí)際操作中，由于逆變器所下發(fā)的實(shí)際操作指令與經(jīng)濟(jì)調(diào)度子系統(tǒng)203的調(diào)度指令之間