一种基于能量路由器分级调度的城乡电能优化调度方法

1.本发明涉及电力优化调度领域，尤其是指一种基于能量路由器分级调度的城乡电能优化调度方法。


背景技术：

2.随着科技的进步和经济的发展，全球对电力能源的需求量也逐年递增，而且电力缺口有逐渐增大的趋势。电力负荷峰谷差进一步增大，各地对能源需求的增长远超电力生产能力的增长，供需双方的矛盾日益加深，这些问题导致了在电力需求高峰时候频繁的功率限制和停电。传统应对方法如高峰时部分区域拉闸限电和启动备用发电机组不仅会增加发电的成本，给人民日常生活带来不便同时还会造成环境污染。除此之外，研究表明目前电力资产利用效率较低。现有的解决方案是进行电力调度，但是存在着电力调度范围小和影响供给侧正常用电的现象。例如，一种在中国专利文献上公开的“基于需求侧响应的城乡居民多能源柔性控制系统和方法”，其公告号cn106329522a，该应用时，需求侧响应主站通过电力专网接收电网端下达的调控命令后，根据居民用电信息和用户负荷优先级进行全区电网可切负荷全景定位及控制路径设定，快速精准的定位出参与负荷控制的居民范围、可调负荷控制程度及可控负荷交替运行控制时间。在保证居民生活关系密切的负荷正常运行基础上，通过远程调节可调负荷温度等参数和控制可控负荷运行时间来实现全局跨区域自动需求侧响应柔性调节控制。虽然该发明有着综合考虑居民用电设备、分布式电源、储能三者能源节点特点及协调关系，动态调节电网电源、分布式电源和储能的输入输出量，使其与需求侧响应需求、用电需求相匹配，从供应侧角度最大限度提高分布式电源利用率的优点，但是在调度过程中仍然存在着调度范围小和影响供给侧负载用电的问题。


技术实现要素：

3.本发明是为了克服现有技术的电力调度范围小和进行电力调度后会影响供给侧负载正常用电的问题，提供一种基于能量路由器分级调度的城乡电能优化调度方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于能量路由器分级调度的城乡电能优化调度方法，包括城镇-城镇电能优化调度方法、城镇-乡村电能优化调度方法、乡村-乡村电能优化调度方法，每个城镇均设有二级能量路由器，每个乡村均设有三级能量路由器，每个城镇所属的若干乡村的三级能量路由器与该城镇的二级能量路由器相连，另设一个一级能量路由器，每个城镇的二级能量路由器均与一级能量路由器相连。本发明通过能量路由器实现分级调度，包括城镇-城镇电能优化调度、城镇-乡村电能优化调度和乡村-乡村电能优化调度，既可以实现城镇与城镇、城镇与乡村、乡村与乡村之间的电力调度，还可以通过合理搭配使得不同区域的乡村即所属不同城镇之间的乡村实现电力调度，从而扩大电力调度范围。
5.作为本发明的优选方案，所述城镇-城镇电能优化调度方法具体为：需求侧城镇的二级能量路由器向一级能量路由器发出电力调度事件信息，一级能量路由器接收到电力调
度事件信息后向其他供给侧城镇的二级能量路由器发送电力采集指令，各供给侧城镇的二级能量路由器接收到一级能量路由器发出的电力采集指令后采集各自区域的电力信息，计算出当前最大耗电功率和当前最大供电功率，并将计算结果发送给一级能量路由器，一级能量路由器根据供给侧城镇的二级能量路由器发送的数据计算出各个供给侧城镇可供给的电量数据，向各个供给侧城镇的二级能量路由器发送电力调度指令进行电力调度。本发明的城镇-城镇电能优化调度方法借助城镇设置的二级能量路由器，可以实现不同城镇之间的电力调度，根据城镇的最大耗电功率和当前最大供电功率计算出可供给的电量，在保证供给侧城镇正常用电的情况下为需求侧城镇提供电力。
6.作为本发明的优选方案，所述城镇-乡村电能优化调度方法具体为：当城镇为需求侧，城镇所属乡村为供给侧时，城镇的二级能量路由器向所属乡村的三级能量路由器发送电力采集指令，各乡村的三级能量路由器接收到二级能量路由器发出的电力采集指令后采集各自区域的电力信息，计算出当前最大耗电功率和当前最大供电功率，并将计算结果发送给城镇的二级能量路由器，城镇的二级能量路由器根据乡村三级能量路由器发送的数据计算出各个乡村可供给的电量数据，向各个乡村的三级能量路由器发送电力调度指令进行电力调度。本发明的城镇-乡村电能优化调度方法，借助城镇设置的二级能量路由器，城镇所属的下级乡村设置三级能量路由器，可以实现城镇和城镇所属下级乡村之间的电力调度，当城镇为需求侧，城镇所属乡村为供给侧时，根据各个下级乡村的最大耗电功率和当前最大供电功率计算出可供给的电量，在保证供给侧乡村正常用电的情况下为需求侧城镇提供电力。
7.作为本发明的优选方案，所述城镇-乡村电能优化调度方法具体为：当乡村为需求侧，城镇为供给侧时，需求侧乡村的三级能量路由器向城镇的二级能量路由器发出电力调度事件信息，城镇的二级能量路由器接收到电力调度事件信息后采集城镇区域的电力信息，计算出当前最大耗电功率和当前最大供电功率，并计算出城镇可供给的电量数据，进行电力调度。本发明的城镇-乡村电能优化调度方法，借助城镇设置的二级能量路由器，城镇所属的下级乡村设置三级能量路由器，可以实现城镇和城镇所属下级乡村之间的电力调度，当乡村为需求侧，城镇为供给侧时，根据城镇的最大耗电功率和当前最大供电功率计算出可供给的电量，在保证供给侧城镇正常用电的情况下为需求侧乡村提供电力。
8.作为本发明的优选方案，所述乡村-乡村电能优化调度方法具体为：需求侧乡村的三级能量路由器向所属城镇的二级能量路由器发出电力调度事件信息，二级能量路由器接收到电力调度事件信息后向其他供给侧乡村的三级能量路由器发送电力采集指令，各供给侧乡村的三级能量路由器接收到二级能量路由器发出的电力采集指令后采集各自区域的电力信息，计算出当前最大耗电功率和当前最大供电功率，并将计算结果发送给二级能量路由器，二级能量路由器根据供给侧乡村的三级能量路由器发送的数据计算出各个供给侧乡村可供给的电量数据，向各个供给侧乡村的三级能量路由器发送电力调度指令进行电力调度。本发明的乡村-乡村电能优化调度方法，借助乡村设置三级能量路由器，可以实现各个乡村之间的电力调度，根据供给侧乡村的最大耗电功率和当前最大供电功率计算出可供给的电量，在保证供给侧乡村正常用电的情况下为需求侧乡村提供电力。
9.作为本发明的优选方案，所述电力调度事件信息包括需要进行电力调控的时间、区域和需调度负荷量。例如2032年1月1日10：00-14:00，城镇a所属的下级乡村a需要调度
1000kwh电量。
10.作为本发明的优选方案，所述电力信息包括分布式电源的实时发电功率、分布式储能设备的最大输出功率、分布式储能设备的储电量和负载的实时耗电功率。根据分布式电源的实时发电功率和分布式储能设备的最大输出功率可以计算出当前最大供电功率，由负载的实时耗电功率可以得到最大耗电功率，用最大输出功率减去最大耗电功率即可得到可供给的电力功率，根据时间可以得到供给侧可提供的电量数值。
11.作为本发明的优选方案，所述分布式电源包括风力发电电源、光伏发电电源和水力发电电源等。分布式电源包括风力发电、光伏发电水力发电但不局限于上述几种，还可包括生物质能电源、天然气发电电源、潮汐发电电源等。
12.因此，本发明具有以下有益效果：本发明通过能量路由器实现分级调度，包括城镇-城镇电能优化调度、城镇-乡村电能优化调度和乡村-乡村电能优化调度，既可以实现城镇与城镇、城镇与乡村、乡村与乡村之间的电力调度，还可以通过合理搭配使得不同区域的乡村即所属不同城镇之间的乡村之间实现电力调度，从而扩大电力调度范围；本发明根据供给侧的最大耗电功率和当前最大供电功率计算出可供给的电量，在保证供给侧正常用电的情况下为需求侧提供电力。
附图说明
13.图1是本发明的城镇-城镇电能优化调度方法流程图；图2是本发明城镇为需求侧，城镇所属乡村为供给侧时的城镇-乡村电能优化调度方法流程图；图3是本发明乡村为需求侧，城镇为供给侧时的城镇-乡村电能优化调度方法流程图；图4是本发明乡村-乡村电能优化调度方法流程图。
具体实施方式
14.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
15.一种基于能量路由器分级调度的城乡电能优化调度方法，包括如图1所示的城镇-城镇电能优化调度方法，如图2所示的城镇为需求侧，城镇所属乡村为供给侧时的城镇-乡村电能优化调度方法，如图3所示的乡村为需求侧，城镇为供给侧时的城镇-乡村电能优化调度方法，如图4所示的乡村-乡村电能优化调度方法。
16.实施例1：城镇-城镇电能优化调度方法，需求侧为城镇a，供给侧为城镇b-f，需求侧城镇a的二级能量路由器向一级能量路由器发送电力调度事件信息，事件信息为：2032年1月1日10：00-14:00，城镇a需要调度100kwh电量，一级能量路由器接收事件信息，即刻向供给侧城镇b-f的二级能量路由器发送电力采集指令，供给侧城镇b-f的二级能量路由器接收到电力采集指令后，即刻采集城镇b-f的电力信息，电力信息包括分布式电源的实时发电功率、分布式储能设备的最大输出功率、分布式储能设备的储电量和负载的实时耗电功率，例如城镇b的电力信息包括：小型风力发电电源的实时发电功率为10kw，一个最大输出功率为5kw的储能电源，储能电源的储电量为50kwh，配电网的发电功率为30 kw，城镇b过去24小时内的最大耗电功率为40 kw，则此时供给侧城镇b的当前最大供电功率为10 5 30=45 kw，供
给侧城镇b可向需求侧城镇a提供实时功率为5 kw的电力；城镇c的电力信息包括：光伏发电电源的实时发电功率为8 kw，小型水利发电电源的实时发电功率为6kw，一个最大输出功率为7kw的储能电源，储能电源的储电量为50kwh，配电网的发电功率为30 kw，城镇c过去24小时内的最大耗电功率为35kw，则此时供给侧城镇c的当前最大供电功率为8 6 7 30=51 kw，供给侧城镇c可向需求侧城镇a提供实时功率为16 kw的电力；城镇d的电力信息包括：光伏发电电源的实时发电功率为8 kw，配电网的发电功率为30 kw，城镇c过去24小时内的最大耗电功率为40kw，则此时供给侧城镇c的当前最大供电功率为8 30=38 kw，供给侧城镇d没有能力向需求侧城镇a提供电力；城镇e-f依照上述方法分别得到可向需求侧城镇a提供实时功率分别为为10 kw和12kw的电力，则在此时供给侧城镇b-f可向需求侧城镇a提供实时总功率为43 kw，需求侧城镇a需要的平均功率为100/4=25 kw，供给侧城镇b-f完全可以实现对需求侧城镇a的电力需求调度，按照供给侧城镇b-f的可向需求侧城镇a提供实时功率*（25/43）%分配，为需求侧城镇a提供电力。在电力调度的过程中，由于供给侧分布式电源的发电功率和供给侧过去24小时内的最大耗电功率可能是实时变化的，因此供给侧的能量路由器实时采集各自区域的电力信息，实时计算当前最大耗电功率和当前最大供电功率，并将计算结果发送给一级能量路由器，以便一级能量路由器实时生成电力调度指令进行电力调度。
17.本发明还可以通过合理搭配使得不同区域的乡村即所属不同城镇之间的乡村之间实现电力调度，从而扩大电力调度范围。
18.实施例2：需求侧为城镇a所属的乡村a，供给侧为城镇a，需求侧乡村a的三级能量路由器向城镇a的二级能量路由器发送电力调度事件信息，事件信息为：2032年1月1日10：00-14:00，乡村a需要调度10kwh电量，城镇a的二级能量路由器接收事件信息，即刻采集城镇a的电力信息，电力信息包括分布式电源的实时发电功率、分布式储能设备的最大输出功率、分布式储能设备的储电量和负载的实时耗电功率，例如城镇a的电力信息包括：城镇a的电力信息包括：光伏发电电源的实时发电功率为8 kw，配电网的发电功率为30 kw，城镇a过去24小时内的最大耗电功率为40kw，则此时供给侧城镇a的当前最大供电功率为8 30=38 kw，供给侧城镇a没有能力向需求侧乡村a提供电力；此时城镇a再向一级能量路由器发送电力调度事件信息，事件信息为：2032年1月1日10：00-14:00，乡村a需要调度10kwh电量，一级能量路由器接收事件信息，即刻向供给侧城镇b的二级能量路由器发送电力采集指令，此时由于供给侧城镇a没有能力，供给侧变成了城镇b，而供给侧城镇b经电力信息的采集和计算后发现与城镇a一样也没有能力提供电力，城镇b向所属的乡村b的三级能量路由器发送电力采集指令，此时供给侧变为乡村b，乡村b的三级能量路由器经电力信息的采集和计算后可经过城镇b和城镇a向乡村a提供实时功率为2kw的电力，实现了不同城镇之间的乡村之间电力调度。
19.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。