本公開涉及電力，尤其涉及一種風電場能量管理系統(tǒng)、方法、電子設備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著可再生能源的快速發(fā)展，風電場作為其中的重要組成部分，其能量管理的效率和可靠性對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益具有重要影響。傳統(tǒng)的風電場能量管理系統(tǒng)往往依賴單一的數(shù)據(jù)源和簡單的預測模型，難以適應復雜多變的電網(wǎng)環(huán)境和能源需求。因此，開發(fā)一種能夠融合多源數(shù)據(jù)、具備高效能量預測和優(yōu)化調(diào)度能力的風電場能量管理系統(tǒng)顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開提供一種風電場能量管理系統(tǒng)、方法、電子設備及存儲介質(zhì)，以解決相關(guān)技術(shù)中的問題。

2、本公開的第一方面實施例提出了一種風電場能量管理系統(tǒng)，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、通信與邊緣計算模塊、能量預測模塊、調(diào)度優(yōu)化模塊、控制執(zhí)行模塊；

3、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集風電場的實時數(shù)據(jù)，所述實時數(shù)據(jù)包括風速、光照、儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)；

4、所述通信與邊緣計算模塊，用于對所述實時數(shù)據(jù)進行預處理，得到預處理后的實時數(shù)據(jù)；所述預處理包括以下至少之一：清洗、格式化、異常值剔除；

5、所述能量預測模塊，用于基于預設歷史數(shù)據(jù)，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果；

6、所述調(diào)度優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述短期預測結(jié)果、所述長期預測結(jié)果和所述與處理后的實時數(shù)據(jù)，得到優(yōu)化調(diào)度策略；

7、所述控制執(zhí)行模塊，用于基于所述優(yōu)化調(diào)度策略，生成調(diào)度指令，并將所述調(diào)度指令下發(fā)到設備層，以使所述設備層的設備響應于所述調(diào)度指令動作。

8、在一實施例中，所述的系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲模塊；

9、所述數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲所述預處理后的實時數(shù)據(jù)，及預設歷史數(shù)據(jù)。

10、在一實施例中，所述能量預測模塊，用于基于預設歷史數(shù)據(jù)，利用季節(jié)性arima模型，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果；

11、所述調(diào)度優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述短期預測結(jié)果、所述長期預測結(jié)果和所述與處理后的實時數(shù)據(jù)，基于動態(tài)規(guī)則優(yōu)化算法對風電、光伏、儲能和負荷需求進行實時優(yōu)化調(diào)度，得到優(yōu)化調(diào)度策略。

12、本公開的第二方面實施例提出了一種如本公開第一方面提供的所述風電場能量管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

13、通過數(shù)據(jù)采集模塊采集風電場的實時數(shù)據(jù)，所述實時數(shù)據(jù)包括風速、光照、儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)；

14、通過通信與邊緣計算模塊對所述實時數(shù)據(jù)進行預處理，得到預處理后的實時數(shù)據(jù)；所述預處理包括以下至少之一：清洗、格式化、異常值剔除；

15、通過能量預測模塊，基于預設歷史數(shù)據(jù)，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果；

16、通過調(diào)度優(yōu)化模塊，根據(jù)所述短期預測結(jié)果、所述長期預測結(jié)果和所述與處理后的實時數(shù)據(jù)，得到優(yōu)化調(diào)度策略；

17、通過控制執(zhí)行模塊，基于所述優(yōu)化調(diào)度策略生成調(diào)度指令，并將所述調(diào)度指令下發(fā)到設備層，以使所述設備層的設備響應于所述調(diào)度指令動作。

18、在一實施例中，所述基于預設歷史數(shù)據(jù)，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果，包括：

19、基于預設歷史數(shù)據(jù)，利用季節(jié)性arima模型，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果；

20、所述根據(jù)所述短期預測結(jié)果、所述長期預測結(jié)果和所述與處理后的實時數(shù)據(jù)，得到優(yōu)化調(diào)度策略，包括：

21、根據(jù)所述短期預測結(jié)果、所述長期預測結(jié)果和所述與處理后的實時數(shù)據(jù)，基于動態(tài)規(guī)則優(yōu)化算法對風電、光伏、儲能和負荷需求進行實時優(yōu)化調(diào)度，得到優(yōu)化調(diào)度策略。

22、在一實施例中，所述arima模型為：

23、

24、其中，b是后退算子，φi是自回歸系數(shù)，θj是移動平均系數(shù)，d是差分階數(shù)，εt是白噪聲；季節(jié)性部分表示為：

25、

26、其中，s是季節(jié)周期，φi和θj是季節(jié)性自回歸和移動平均系數(shù)，ds是季節(jié)性差分階數(shù)。

27、在一實施例中，所述動態(tài)規(guī)則優(yōu)化算法為：

28、

29、其中，f(x)是目標函數(shù)，gi(x)是不等式約束，hj(x)是等式約束，x表示決策變量。

30、在一實施例中，所述將所述調(diào)度指令下發(fā)到設備層之后，所述的方法還包括：

31、獲取所述設備層的設備運行參數(shù)，通過異常檢測算法檢測所述設備的異常行為；

32、其中，所述異常檢測算法為：

33、

34、其中，zt是時間t的控制圖統(tǒng)計量，xt是時間t的觀測值，是平滑常數(shù)，zt超過控制限時，認為對應的設備發(fā)生異常。

35、本公開的第三方面實施例提出了一種電子設備，包括：

36、至少一個處理器；以及與至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，存儲器存儲有可被至少一個處理器執(zhí)行的指令，指令被至少一個處理器執(zhí)行，以使至少一個處理器能夠執(zhí)行本公開第二方面實施例中描述的方法。

37、本公開的第四方面實施例提出了一種存儲有計算機指令的非瞬時計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，計算機指令用于使計算機執(zhí)行本公開第二方面實施例中描述的方法。

38、綜上，本公開提出了一種風電場能量管理系統(tǒng)、方法、電子設備及存儲介質(zhì)，該風電場能量管理系統(tǒng)，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、通信與邊緣計算模塊、能量預測模塊、調(diào)度優(yōu)化模塊、控制執(zhí)行模塊、監(jiān)控與反饋模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集風電場的實時數(shù)據(jù)，所述實時數(shù)據(jù)包括風速、光照、儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述通信與邊緣計算模塊，用于對所述實時數(shù)據(jù)進行預處理，得到預處理后的實時數(shù)據(jù)；所述預處理包括以下至少之一：清洗、格式化、異常值剔除；所述能量預測模塊，用于基于預設歷史數(shù)據(jù)，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果；所述調(diào)度優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述短期預測結(jié)果、所述長期預測結(jié)果和所述與處理后的實時數(shù)據(jù)，得到優(yōu)化調(diào)度策略；所述控制執(zhí)行模塊，用于基于所述優(yōu)化調(diào)度策略，生成調(diào)度指令，并將所述調(diào)度指令下發(fā)到設備層，以使所述設備層的設備響應于所述調(diào)度指令動作。

39、本公開提供的方案，通過集成先進的數(shù)據(jù)采集、通信、預測、優(yōu)化、和控制技術(shù)，實現(xiàn)了對風電場能量的高效管理。風電場能量管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集和處理風速、光照和儲能狀態(tài)等多源數(shù)據(jù)，進行精準的能量預測，并通過優(yōu)化算法實現(xiàn)風電、光伏、儲能和負荷需求的實時優(yōu)化調(diào)度。

40、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

技術(shù)特征：

1.一種風電場能量管理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、通信與邊緣計算模塊、能量預測模塊、調(diào)度優(yōu)化模塊、控制執(zhí)行模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量預測模塊，用于基于預設歷史數(shù)據(jù)，利用季節(jié)性arima模型，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果；

4.一種如權(quán)利要求3所述風電場能量管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于預設歷史數(shù)據(jù)，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測，得到短期預測結(jié)果和長期預測結(jié)果，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述arima模型為：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述動態(tài)規(guī)則優(yōu)化算法為：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將所述調(diào)度指令下發(fā)到設備層之后，所述的方法還包括：

9.一種電子設備，其特征在于，包括：

10.一種存儲有計算機指令的非瞬時計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機指令用于使所述計算機執(zhí)行權(quán)利要求4至8中任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本公開提出了一種風電場能量管理系統(tǒng)、方法、電子設備及存儲介質(zhì)，該系統(tǒng)包括：包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、通信與邊緣計算模塊、能量預測模塊、調(diào)度優(yōu)化模塊、控制執(zhí)行模塊；數(shù)據(jù)采集模塊用于采集風電場的實時數(shù)據(jù)；通信與邊緣計算模塊用于對所述實時數(shù)據(jù)進行預處理，得到預處理后的實時數(shù)據(jù)；能量預測模塊用于基于預設歷史數(shù)據(jù)，對風電和光伏的發(fā)電能力進行短期和長期預測；調(diào)度優(yōu)化模塊用于根據(jù)所述短期預測結(jié)果、所述長期預測結(jié)果和所述與處理后的實時數(shù)據(jù)，得到優(yōu)化調(diào)度策略；控制執(zhí)行模塊用于基于所述優(yōu)化調(diào)度策略，生成調(diào)度指令，并將所述調(diào)度指令下發(fā)到設備層，以使所述設備層的設備響應于所述調(diào)度指令動作。

技術(shù)研發(fā)人員：黃顯錄,谷建剛,李鵬,董智敏,鄒迎祥,張宏光
受保護的技術(shù)使用者：北方聯(lián)合電力有限責任公司包頭第一熱電廠
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28