本發明涉及配電網分區管理，更具體地說，本發明涉及一種電碳協同配電網動態分區管理方法及系統。

背景技術：

1、配電網作為電力系統中的關鍵部分，承擔著能源分配和調度的職責，隨著分布式能源、可再生能源和智能設備的接入，配電網面臨著日益復雜的調度與負荷管理問題。同時，碳排放問題成為全球電力行業亟待解決的挑戰，傳統的電力調度方式往往忽視了碳排放控制，使得能源使用效率較低、排放水平較高。因此，如何在配電網中實現電力調度與碳排放的協同優化，成為了當前電力系統研究中的重要議題。電碳協同配電網動態分區管理是實現電力系統綠色轉型的重要技術路徑之一。隨著全球對可持續發展的需求不斷加大，傳統的電力系統逐漸暴露出缺乏對碳排放的有效控制與優化調度的問題。在這種背景下，電碳協同配電網應運而生，旨在通過對配電網的實時監控和智能化調度，實現電力供應的高效性和低碳排放的協同優化。

2、例如公告號為：cn113239540b的發明專利公告的一種城市配電網線路動態規劃方法及系統，將規劃周期劃分為多個時間段；獲取設定的時間段內，設定區域街道布局以及負荷電源數據，對區域街道布局情況進行建模；對規劃區域內的各區塊負荷進行處理；以負荷矩最小為優化目標，考慮線路不交叉約束，建立不同時間段的配電網線路動態規劃模型；對配電網線路動態規劃模型中的非線性部分進行處理，轉化為混合整數線性規劃模型；對轉化后的模型進行求解，得到最優的配電網線路動態規劃方案。本發明考慮線路不交叉約束，能夠提高配電線路的可靠性，同時能夠使得各配電線路邊界清晰，便于分區管理；解決了配電網管理人員對于配電線路不交叉的需求。

3、例如公告號為：cn114861459a的發明專利公告的一種基于改進vvs計算模型的配電網動態分區方法，通過對無功源添加電壓無功出力攝動量計算各節點間的電壓/無功靈敏度矩陣；其次，對電壓/無功靈敏度矩陣進行模糊化得到各節點間的隸屬度矩陣；并根據各節點間的隸屬度矩陣分析無功源節點間的隸屬關系，對無功源節點進行預分區；然后，根據各節點間的隸屬矩陣分析各負荷節點與無功源節點間的隸屬關系，確定分區結果；最后，構建分區隸屬度指標對分區結果進行評價，保證分區內的無功平衡。本發明通過對無功源添加電壓無功出力攝動量計算各無功源對其余節點的vvs，可以體現電源和負荷的時序性變化，更好的保證各分區內的電壓無功合理分布。

4、上述公開的技術方案中，至少存在如下技術問題：

5、現有配電網分區方法基于電氣特性或靜態負荷分布，缺乏對碳排放的動態響應機制，在進行分區劃分時，劃分規則固定，無法適應實時調度需求。針對上述問題，本發明提出一種解決方案。

技術實現思路

1、為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種電碳協同配電網動態分區管理方法及系統，通過分層修正與重疊檢測機制對分區邊界進行動態調整，以解決現有配電網在進行分區劃分時，劃分規則固定，無法適應實時調度需求的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種電碳協同配電網動態分區管理方法，包括以下步驟：獲取第一約束條件，并對配電網進行初始劃分，得到初始分區集；對初始分區集進行狀態評估，并根據評估結果采用改進的貪婪算法對初始分區進行修正；將修正后的分區向外逐層擴展相鄰區域，并采用層次分析法對每層分區進行電碳關系分析；根據分析結果，判斷是否繼續進行分層擴展并更新修正范圍；根據修正范圍對分區邊界進行動態調整，根據修正范圍對分區邊界進行動態調整,根據調整結果進行分區管理。

4、在一個優選的實施方式中，所述獲取第一約束條件，具體為：獲取配電網歷史運行數據并進行數據分析，得到每個節點負荷波動范圍和碳排放強度;構建配電網拓撲結構，并結合每個節點負荷波動范圍和碳排放強度計算系統支持的最大允許分區數量和滿足碳排放約束的動態分區上限;根據配電網拓撲結構的拓撲連通性確定系統支持的最小分區數量；根據最大允許分區數量、滿足碳排放約束的動態分區上限和最小分區數量構建第一約束條件。

5、在一個優選的實施方式中，所述對配電網進行初始劃分，得到初始分區集，具體為：計算節點電碳耦合強度矩陣，并結合譜聚類算法對配電網節點進行聚類，得到第一分區集；設定最小分區容量閾值，合并第一分區集中容量低于閾值的分區，直到分區數量滿足第一約束條件，得到初始分區集。

6、在一個優選的實施方式中，所述對初始分區集進行狀態評估，并根據評估結果采用改進的貪婪算法對初始分區進行修正，具體為：構建分區狀態評估指標體系并采用熵權法計算各指標權重，基于指標權重對每個分區的指標值進行加權求和，得到分區的狀態評估值；根據狀態評估值，對分區進行異常識別，并提取異常分區的相鄰節點集；采用貪婪算法將相鄰節點加入至異常分區，并統計新增的節點數；根據新增的節點數與分區節點數的比值變化構建動態第二約束條件；基于動態第二約束條件，對初始分區進行修正，得到修正后的分區。

7、在一個優選的實施方式中，所述將修正后的分區向外逐層擴展相鄰區域，并采用層次分析法對每層分區進行電碳關系分析，具體為：將修正后的分區作為父層并計算父層分區內所有節點的耦合強度值，基于耦合強度值選擇對應節點作為核心節點；獲取父層的電網拓撲圖，并采用dijkstra算法計算每個節點到核心節點的最短路徑跳數；將所有節點到核心節點的最短路徑跳數的最大值作為初始擴展半徑；根據初始擴展半徑，將父層逐層向外擴展相鄰區域,得到若干個子層；構建每個子層與父層的電碳交互矩陣，并基于層次分析法對電碳交互矩陣進行特征值求解，得到層關聯特征值。

8、在一個優選的實施方式中，所述根據分析結果，判斷是否繼續進行分層擴展并更新修正范圍，具體為：根據層關聯特征值獲取待修正子層，并將待修正子層加入預設的修正范圍集合中；將修正范圍集合中待修正子層的分區與父層分區進行重疊區域檢測；根據檢測結果將重疊分區與父層分區進行合并，并更新修正范圍集合。

9、在一個優選的實施方式中，所述根據修正范圍對分區邊界進行動態調整，并根據調整結果進行分區管理，具體為：根據修正范圍對分區邊界進行動態調整，并將動態分區結果生成分區調度指令，所述指令包括各分區內發電單元的碳排配額、負荷調整優先級及備用容量分配策略；在調度過程中實時采集分區運行數據，若檢測到碳排或負荷越限，觸發分區再劃分流程并更新調度指令。

10、本發明一種電碳協同配電網動態分區管理方法及系統的技術效果和優點：

11、1.本發明通過獲取歷史運行數據進行第一約束條件構建，綜合考慮了節點負荷波動性與碳排放強度，通過拓撲結構分析確定最小、最大及碳約束下的分區數量，有效提升了分區的可行性與合理性；采用電碳耦合強度矩陣與改進的譜聚類算法實現初始分區劃分，不僅保障了節點在能耗與碳排放上的內在關聯性，還通過最小容量閾值控制避免形成過小孤立區域，提高了分區穩定性與資源配置效率。

12、2.本發明通過在分區修正階段，引入熵權法構建多指標狀態評估體系，綜合量化分區狀態，有效識別異常區域并通過改進的貪婪算法進行針對性修正，確保分區結構在運行穩定性與碳效能之間實現最優折中，增強了系統動態適應能力；進一步地，采用層次分析法對修正后的分區進行分層電碳關系分析，通過dijkstra算法精確劃定擴展邊界，構建電碳交互矩陣并提取特征值，系統性揭示各層間電碳協同特性，為后續是否擴展與邊界調整提供了量化依據，實現了擴展過程的理性決策與動態調優；此外，通過分層修正與重疊檢測機制對分區邊界進行動態調整，避免分區間不合理重疊或斷裂，提升了分區結果的連貫性與調度精度。在調度應用方面，方法將分區結果生成包含碳排配額、負荷優先級、備用策略等關鍵參數的調度指令，并具備實時監測與自適應再劃分能力，實現了配電系統調度智能化、低碳化與高韌性運行。