電網削峰填谷的方法、系統和裝置及有形計算機可讀介質的製作方法
2023-07-12 19:20:21 1
電網削峰填谷的方法、系統和裝置及有形計算機可讀介質的製作方法
【專利摘要】本公開提供了一種用於電網的削峰填谷的方法、系統和裝置以及一種有形計算機可讀介質。所述系統可以包括至少一個處理器；以及存儲計算機可執行指令的至少一個存儲器。所述至少一個存儲器和所述計算機可執行指令可以被配置成利用所述至少一個處理器促使所述系統：對針對電力客戶的特性數據進行剖析，以將所述電力客戶分成至少一組；基於所述至少一個組中每一個的使用特徵定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略；以及至少在針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析，以為電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略。使用本公開的實施例，可以為電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略，該推薦削峰填谷策略與客戶的特性特徵一致，並且同時可以實現優化目標。因此，本公開提供了一種特別是在具有嚴重供電短缺或顯著峰谷負荷差異情況下用於電力公司中的削峰填谷的技術方案。除此之外，資產利用率和ROI可以得到改善，並且可以緩解供電壓力。
【專利說明】電網削峰填谷的方法、系統和裝置及有形計算機可讀介質
【技術領域】
[0001]本公開涉及電網【技術領域】，且更具體而言涉及一種用於電網的削峰填谷的方法、系統和裝置以及一種有形計算機可讀介質。
【背景技術】
[0002]各種產業均具有與之相關的網絡。一種這樣的產業是管理電網的公共產業。所述電網可包括以下其中之一或全部:發電、輸電以及配電。電力可以利用諸如煤炭火電廠、核電廠等的發電站生成。出於效率目的，生成的電力被升壓到非常高電壓(諸如像是345K伏特)，並且在輸電線路上輸送。輸電線路可以長距離輸送電力，諸如跨過州界線或者跨過國界，直至它到達其批發用戶，該批發用戶可以是擁有本地配電網絡的公司。輸電線路可以終止於輸電變電站，該輸電變電站可以將前述非常高電壓降壓到中間電壓(諸如138K伏特)。更小的輸電線路(諸如二次輸電線路)將該中間電壓從輸電變電站輸送到配電變電站。在配電變電站，中間電壓可能再次降壓到「中等電壓」(諸如從4K伏特到23K伏特)。一條或多條饋線電路可以從配電變電站引出。例如，可以從配電變電站引出四條到幾十條饋線電路。饋線電路為3相電路，其包括4條引線(用於三個相的每一個的三條引線以及用於中性點的一條引線)。饋線電路的路線可以選擇在地上(在電桿上)或者在地下。可以使用配電變壓器對饋線電路上的電壓周期性地進行分接，該配電變壓器將電壓從「中等電壓」降壓到用戶電壓(諸如像是120V)。用戶電壓隨後可以由用戶使用。
[0003]對於客戶而言，重要的是穩定且充足的電力供應是重要的。一般而言，僅當發電機容量足夠時且燃料的穩定和充分供電得以確保時，使用典型的煤、氣或核電站才可以產生穩定的電力。然而，客戶的電力需求並非是穩定的且需求通常在白天比夜晚高。也就是說，電網的負荷具有一般在白天出現的峰值和一般在夜晚出現的谷值，如圖1A所示。因此，電網的負荷極其不穩定的。
[0004]為了解決這些問題，提出的方法之一是管理需求以匹配有限的供電。負荷管理的典型解決方案是峰值負荷調整(peak load shaVing此後簡稱為「削峰填谷」)，其通過減低峰值需求且增加谷值需求或將來自峰值負荷周期的需求中的一些移動到谷值負荷周期來調節負荷。削峰填谷可以包括削峰和移峰。如圖1B所示，削峰是指包括例如通過關閉一些電氣設備來削減峰值負荷的負荷管理措施。移峰則指示包括例如通過使得一些電氣設備在非峰值時間操作(例如製造廠的操作提前或延後若干小時以避免峰值時間)在保持負荷曲線完好的同時將峰值負荷轉移到其他時間的負荷管理措施。填谷指示將一些負荷布置到谷值時間從而填補負荷谷值。
[0005]隨著經濟高速增長，電力需求持續增加，但是能量消耗卻並未被優化。這促使能量消耗的快速增長以及甚至峰值消耗的更大增長，而這進而促使比基本負荷增長大的峰值負荷增長。即，峰值負荷和谷值負荷之間的差異更大了。電力公司要麼必需依賴於不斷增長的更昂貴的供電(這進而促使極低投資回報率)或拒絕向將會不良影響客戶體驗且降低客戶滿意度的客戶的服務。[0006]因此，峰一谷差異的增長將引起許多問題，諸如較低資產使用、較高資產更新率、較低投資回報率(「R0I』』)、較高供電壓力、較低供電可靠性、較低客戶滿意度、斷電期間的收入損失等。此外，這可能會增加系統操作平衡困難。因此，存在對於更好地管理電網的負荷以便平衡負荷的需要。
【發明內容】
[0007]根據本公開的一個方面，提供一種用於電網的削峰填谷的系統。該系統可以包括:至少一個處理器以及存儲計算機可執行指令的至少一個存儲器。該至少一個存儲器和該計算機可執行指令可以配置成利用所述至少一個處理器促使系統:對針對電力客戶的特性數據進行剖析，以將所述電力客戶分成至少一組；基於所述至少一個組中每一個的使用特徵定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略；以及至少在針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析，以為所述電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略。
[0008]根據本公開的另一方面，提供一種電網的削峰填谷的方法。該方法可以包括:使用處理器對針對電力客戶的特性數據進行剖析以將所述電力客戶分成至少一組；使用處理器基於所述至少一組中每一個的使用特徵定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略；以及使用處理器至少在針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析，以為所述電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略。
[0009]根據本公開的另一方面，提供一種用於電網的削峰填谷的設備。該設備可以包括用於對針對電力客戶的特性數據進行剖析以將所述電力客戶分成至少一組的裝置；用於基於所述至少一組中每一個的使用特徵定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略的裝置；以及用於至少在針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析以為電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略的裝置。
[0010]根據本公開的又一方面，提供一種用於電網的削峰填谷的設備。該設備可以包括:剖析模塊，配置成對針對電力客戶的特性數據進行剖析以將所述電力客戶分成至少一組；定義模塊，基於所述至少一組中每一個的使用特徵定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略；以及分析模塊，至少在針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析，以為所述電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略。
[0011]根據本公開的又一方面，提供一種具有多個指令的有形計算機可讀介質，該多個指令可被處理器執行以管理電網的負荷。所述有形計算機可讀介質可以包括被配置成執行根據本公開的所述方面的方法的步驟的指令。
[0012]本公開的實施例為一些電力客戶提供了推薦削峰填谷策略，該推薦削峰填谷策略與客戶的特性特徵一致且同時可以實現削峰填谷優化。優化目標可以是供電可靠性、經濟操作和客戶滿意度其中任意一個或多個目標。因此，本公開提供了一種特別地在具有嚴重供電短缺或明顯峰值負荷差異的情況下用於電力公司中的削峰填谷的解決方案。除此之夕卜，資產利用率和ROI可以得到改善並且可以緩解供電壓力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]通過參考附圖對實施例中示出的實施例的詳細解釋，本公開的上述和其他特徵將更加顯見，其中貫穿本公開的附圖，相同的附圖標記代表相同或相似的組件，附圖中:
[0014]圖1A示意性說明電網的負荷曲線的圖示；
[0015]圖1B示意性說明負荷管理的典型方法；
[0016]圖2示意性說明根據本公開的示例實施例用於電網的削峰填谷的方法的流程圖；
[0017]圖3A和3B示意性說明根據本公開的示例實施例對電力客戶的特性數據進行剖析的圖示，其中圖3A說明用於單個客戶的客戶特徵圖的圖示，以及圖3B說明客戶依據電力使用形狀所劃分成的組的圖示；
[0018]圖3C示意性說明根據本公開的示例實施例電力客戶的組的代表負荷曲線的圖示；
[0019]圖3D示意性說明根據本公開的示例實施例依據客戶數和能量消耗的客戶分布的圖示；
[0020]圖4示意性說明根據本公開的示例實施例用於電網的削峰填谷的系統的圖示；
[0021]圖5示意性說明根據本公開的示例實施例用於電網的削峰填谷的設備的圖示；
[0022]圖6示意性說明根據本公開的另一示例實施例用於電網的削峰填谷的設備的圖示；以及
[0023]圖7示意性示出了可編程為特定計算機系統的通用計算機系統，其可以代表此處引用的計算設備其中任意一個。
【具體實施方式】
[0024]此後，將參考附圖描述本公開的實施例。在下面的描述中，提及各種特定細節以提供實施例的透徹理解。然而，本領域技術人員顯而易見的是本公開的實施可以不具有這些細節且本公開不限於此處介紹的特定實施例。相反，以下特徵和元素的任意組合可以被認為對本公開進行實施且實踐，而不管它們是否涉及不同實施例。因而，除非權利要求中明確指定，以下方面、特徵和實施例僅出於說明性目的，而不應解讀為對所附權利要求的元素或限制。另外，在一些實例中，並未詳細描述已知的方法和結構，以免不必要地混淆本公開的實施例。
[0025]本公開的實施例旨在通過削峰填谷方法在保持能量增長的同時以較低的影響減小峰值負荷增長。因此，為了解決該問題，找出分別適當作為移峰和削峰的候選的客戶以及何時針對每個候選削減或轉移多少負荷是重要的。又鑑於此，發明人提出此後詳細描述的用於削峰填谷的解決方案。
[0026]首先，參考圖2來描述了根據本公開的示例實施例的電網的削峰填谷的方法。
[0027]如圖2所示，在步驟S201，使用處理器，對針對電力客戶的特性數據進行剖析，以將所述電力客戶分成至少一組。
[0028]所述特性數據是指描述客戶的電力消耗的特性的數據，特別地時間序列數據，例如在每個時間間隔客戶的負荷曲線或電力消耗量。這些數據可以從AMI (高級計量架構)或從存儲AMI數據的資料庫獲取。已知AMI是測量、收集和分析能量使用率且在請求時或按時與諸如電錶、氣表、熱表和水錶之類的計量設備進行通信的系統。管理設備和企業系統之間的網絡允許信息的收集和向客戶、供應商、電力公司、服務提供商和其他方的分派。因而，特性數據可以容易地從AMI獲得。然而，應當意識到，也可以從任意其他資料庫或數據平臺獲得特性數據。
[0029]另外，也可以獲取諸如來自CRM的屬性數據或記錄的其他數據。在下面，僅出於說明的目的而給出了根據本公開的示例實施例可以獲取的數據的示例。
[0030]表1時間序列數據
[0031]
【權利要求】
1.一種用於電網的削峰填谷的系統，包括: 至少一個處理器；以及 存儲計算機可執行指令的至少一個存儲器； 其中所述至少一個存儲器和所述計算機可執行指令被配置成利用所述至少一個處理器促使所述系統用以: 對針對電力客戶的特性數據進行剖析，以將所述電力客戶分成至少一組； 基於所述至少一個組中每一個的使用特徵，定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略；以及 至少在針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析，以為所述電力客戶中每一個提供推薦的削峰填谷策略。
2.根據權利要求1所述的系統，其中對針對所述電力客戶的特性數據進行剖析包括: 分析針對所述電力客戶的所述特性數據，以獲得客戶負荷特徵圖和代表負荷曲線；以及 基於所述客戶負荷特徵圖和所述代表負荷曲線將所述電力客戶分成至少一組。
3.根據權利要求1所述的系統，其中針對所述電力客戶的所述特性數據包括時間序列數據。
4.根據權利要求3所述的系統，其中所述時間序列數據包括在每個時間間隔期間負荷曲線和能量消耗量其中的一個或多個。`
5.根據權利要求1所述的系統，其中所述客戶是大客戶。
6.根據權利要求1所述的系統，其中針對至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略包括以下至少一個: 移峰； 削峰； 移峰和削峰；以及 不涉及削峰填谷。
7.根據權利要求1所述的系統，其中所述定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略包括: 確定用於所述至少一組中每一個的峰谷比； 確定用於所述至少一組中每一個的負荷曲線與系統負荷曲線之間的相關係數；以及至少基於所述峰谷比和所述相關係數確定針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略。
8.根據權利要求1所述的系統，其中所述確定針對至少一組中每一個的可能削峰填谷策略包括: 如果所述相關係數大於或等於預定值且所述峰谷比小於第一預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為削峰； 如果所述相關係數大於或等於所述預定值且所述峰谷比大於或等於所述第一預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為削峰和移峰二者； 如果所述相關係數小於所述預定值且所述峰谷比大於第二預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為不涉及削峰填谷；以及如果所述相關係數小於所述預定值且所述峰谷比小於或等於所述第二預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為削峰。
9.根據權利要求8所述的系統，其中所述系統被配置成: 檢查所述電力客戶的供電優先級；以及 如果客戶的所述供電優先級為高或其是公共服務客戶，則將所述可能削峰填谷策略確定為不涉及削峰填谷。
10.根據權利要求1所述的系統，其中所述執行削峰填谷分析包括: 以經濟操作、供電可靠性和客戶滿意度其中一個或多個為目標，在針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略的約束下，執行所述削峰填谷分析。
11.根據權利要求10所述的系統，其中所述經濟操作的成本被表示為:
12.根據權利要求10所述的系統，其中所述供電可靠性的成本被表示為:
13.根據權利要求10所述的系統，其中所述客戶滿意度目標的成本被表示為:
14.根據權利要求10所述的系統，其中所述削峰填谷分析還受到以下一項或多項約束: 一個客戶僅參與一項削峰填谷策略； 在一時間間隔被削減的負荷不超過最大負荷變化率； 被轉移的負荷等於轉移之後和轉移之前的負荷值之差； 優化之後的負荷介於最小負荷和最大負荷之間； 對於參與削峰的每個客戶，日間電力消耗不能增加； 整個電力系統的峰值時期的負荷不能增加且谷值時期的負荷不能減小；以及對於所述系統負荷在每個時間間隔的增加負荷量應當小於整個系統所能提供的旋轉備用量。
15.—種電網的削峰填谷的方法，包括: 使用處理器對針對電力客戶的特性數據進行剖析，以將所述電力客戶分成至少一組；使用處理器基於所述至少一組中每一個的使用特徵，定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略；以及 使用處理器至少在針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析，以為所述電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略。
16.根據權利要求15所述的方法，其中對針對電力客戶的特性數據以進行剖析以將所述電力客戶分成至少一組包括: 分析針對所述電力客戶的所述特性數據以獲得客戶負荷特徵圖和代表負荷曲線；以及基於所述客戶負荷特徵圖和所述代表負荷曲線將所述電力客戶分成至少一組。
17.根據權利要求15所述的方法，其中用於所述電力客戶的所述特性數據包括時間序列數據。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述時間序列數據包括在每個時間間隔期間的負荷曲線和能量消耗量其中的一個或多個。
19.根據權利要求15所述的方法，其中所述客戶是大客戶。
20.根據權利要求15所述的方法，其中針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略包括以下至少一個: 移峰； 削峰； 移峰和削峰；以及 不涉及削峰填谷。
21.根據權利要求15所述的方法，其中所述定義針對用於所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略包括: 確定用於所述至少一組中每一個的峰谷比； 確定用於所述至少一組中每一個的負荷曲線與系統負荷曲線之間的相關係數；以及至少基於所述峰谷比和所述相關係數確定針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略。
22.根據權利要求15所述的方法，其中所述確定針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略包括: 如果所述相關係數大於或等於預定值且所述峰谷比小於第一預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為削峰； 如果所述相關係數大於或等於所述預定值且所述峰谷比大於或等於所述第一預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為削峰和移峰二者； 如果所述相關係數小於所述預定值且所述峰谷比大於第二預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為不涉及削峰填谷；以及 如果所述相關係數小於所述預定值且所述峰谷比小於或等於所述第二預定閾值，則將所述可能削峰填谷策略確定為削峰。
23.根據權利要求22所述的方法，還包括: 檢查所述電力客戶的供電優先級；以及 如果客戶的所述供電優先級為高或其是公共服務客戶，則將所述可能削峰填谷策略確定為不涉及削峰填谷。
24.根據權利要求15所述的方法，其中所述執行削峰填谷分析包括: 以經濟操作、供電可靠性和客戶滿意度其中一個或多個為目標，在針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略的約束下，執行削峰填谷分析。
25.根據權利要求24所述的方法，其中所述經濟操作的成本被表示為:
26.根據權利要求24所述的系統，其中所述供所述電可靠性的成本被表示為:
27.根據權利要求24所述的方法，其中所述客戶滿意度的成本被表示為:
28.根據權利要求24所述的方法，其中所述削峰填谷分析還受到以下一項或多項的約束: 一個客戶僅參與一項削峰填谷策略； 在一時間間隔是被削減的負荷不超過最大負荷變化率； 轉移的負荷等於轉移之後和轉移之前的負荷值之間的差異；以及 優化之後的負荷介於最小負荷和最大負荷之間； 對於參與削峰的每個客戶，日間電力消耗不能增加； 整個電力系統的峰值時期的負荷不能增加且谷值時期的負荷不能減小；以及對於所述系統負荷在每 個時間間隔的增加負荷量應當小於所述整個系統可以提供的旋轉備用量。
29.一種用於電網的削峰填谷的設備，包括: 用於對針對電力客戶的特性數據進行剖析以將所述電力客戶分成至少一組的裝置；用於基於所述至少一組中每一個的使用特徵定義針對所述至少一組中每一個的可能削峰填谷策略的裝置；以及 用於至少在針對所述至少一組中每一個的所述可能削峰填谷策略的約束下執行削峰填谷分析以為所述電力客戶中每一個提供推薦削峰填谷策略的裝置。
30.一種具有多個指令的有形計算機可讀介質，所述多個指令可處理器執行以管理電網負荷，所述有形計算機可讀介質包括被配置成執行根據權利要求15至28其中任意一項所述的方法的步驟的指令。
【文檔編號】H04W28/08GK103797844SQ201280041828
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月13日 優先權日:2012年9月13日
【發明者】侯芳, 周勤, 楊致慧, 黃宇騰, 王宇飛 申請人:埃森哲環球服務有限公司