本發明涉及能源調度,更具體地說,它涉及一種數字孿生能源調度系統及方法。
背景技術:
1、在能源調度領域傳統的調度方法難以捕捉不同區域協作維度的能源協同關系,不同城市之間的能源產需匹配、傳輸效率無法被全面且細致地分析,導致調度方案缺乏針對性,能源利用效率低下,傳統調度方法未能對這些不同協作強度的場景進行分類處理,使得在高協作強度場景下無法充分發揮能源互補優勢,在低協作強度場景下也難以解決能源傳遞穩定性、響應速度的問題,無法考量區域協作范圍、能源交互密度、應急響應等級因素,導致評估結果不夠全面,從而影響最終調度方案的優化效果,難以實現能源系統的高效穩定運行。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足,本發明的目的在于提供一種數字孿生能源調度系統及方法。
2、為實現上述目的,本發明提供了如下技術方案:
3、一種數字孿生能源調度方法,包括以下步驟:
4、將目標區域集群的實時能源協同數據按區域協作維度劃分為子協同數據集,將子協同數據集輸入至孿生能源協同模型得到第一待協同能源數據;
5、基于第一待協同能源數據進行調度協同評估得到第一調度協同評估值;
6、將實時能源協同數據劃分為協作強度呈升序的第二待協同能源數據和呈降序的第三待協同能源數據;將第二待協同能源數據進行處理得到第二調度協同評估值,將第三待協同能源數據進行處理得到第三調度協同評估值;
7、根據第一調度協同評估值、第二調度協同評估值和第三調度協同評估值執行最終能源調度方案。
8、優選地,還包括以下步驟:
9、獲取不同類型區域的歷史能源協同數據;
10、從歷史能源協同數據中提取區域間能源互補特征、能源網絡傳輸參數和應急響應能力指標;
11、根區域間能源互補特征、能源網絡傳輸參數和應急響應能力指標計算歷史能源調度協同值;
12、基于區域間能源互補特征、能源網絡傳輸參數、應急響應能力指標及歷史能源調度協同值構建孿生能源協同模型。
13、優選地,將子協同數據集輸入至孿生能源協同模型得到第一待協同能源數據,具體包括以下步驟:
14、通過孿生能源協同模型得到不同子協同數據集的調度協同效果;
15、根據調度協同效果從子協同數據集中篩選得到最優子協同數據;
16、按最優子協同數據的協作強度將實時能源協同數據劃分為若干等協作強度數據后得到第一待協同能源數據。
17、優選地,基于第一待協同能源數據進行調度協同評估得到第一調度協同評估值,具體包括以下步驟:
18、檢測第一待協同能源數據中各等協作強度數據對應的網絡損耗參數和實時應急需求數據;
19、根據網絡損耗參數與實時應急需求數據的關聯關系對基礎協同調度策略進行調整,得到第一待執行協同策略;
20、將第一待協同能源數據、網絡損耗參數、實時應急需求數據和第一待執行協同策略輸入至孿生能源協同模型,得到第一調度協同確定值;
21、計算第一調度協同確定值與第一標準調度協同值的差值得到第一協同差值;
22、根據第一協同差值與第一標準調度協同值的比值得到第一協同補償系數;
23、基于第一協同補償系數對第一調度協同確定值進行修正得到第一調度協同評估值。
24、優選地,所述實時能源協同數據包括能源余量缺口數據、跨區域能源調配實時流量數據和能源網絡節點運行狀態數據。
25、優選地,根據網絡損耗參數與實時應急需求數據的關聯關系對基礎協同調度策略進行調整,得到第一待執行協同策略,具體包括以下步驟:
26、所述網絡損耗參數包括輸電線路功率損耗、輸氣管道流量損耗、數據傳輸信號損耗和設備運行能耗損耗;
27、所述實時應急需求數據包括區域災害預警等級、能源保障優先級和應急能源需求缺口量;
28、根據網絡損耗參數得到損耗閾值,根據實時應急需求數據得到緊急程度;
29、根據損耗閾值和緊急程度對預設基礎協同調度策略進行調整得到第一待執行協同策略。
30、優選地,將第二待協同能源數據進行處理得到第二調度協同評估值,具體包括以下步驟:
31、提取第二待協同能源數據中各協作環節的能源交互特征;其中,所述能源交互特征包括區域間能源流轉時效、能源形態轉換頻次和能源供需響應速率;
32、依據能源交互特征劃分若干協作單元,每個協作單元對應一組連續的能源協同過程;
33、采集各協作單元在預設時段內的能源存儲波動量、能源轉換損耗率和區域能源消費曲線變化趨勢;
34、根據能源存儲波動量確定各協作單元的能源緩沖能力,根據能源轉換損耗率確定各協作單元的能源利用效率,根據區域能源消費曲線變化趨勢確定各協作單元的需求匹配度;
35、基于能源緩沖能力、能源利用效率和需求匹配度構建各協作單元的協同關聯圖譜,所述協同關聯圖譜用于表征不同協作單元之間的能源互補關系和相互影響程度;
36、根據協同關聯圖譜對各協作單元的能源調度優先級進行排序得到優先級排序結果;
37、按照優先級排序結果對各協作單元的能源調度參數進行動態調整,所述能源調度參數包括能源傳輸起始量、傳輸間隔時長和傳輸終止閾值,結合調整后的能源調度參數計算各協作單元的協同值;
38、根據該協作單元與其他協作單元的關聯強度對協同值進行修正得到第二調度協同評估值。
39、優選地,將第三待協同能源數據進行處理得到第三調度協同評估值,具體包括以下步驟:
40、提取第三待協同能源數據中各區域的能源交互軌跡;其中,所述能源交互軌跡包括區域間能源傳遞路徑、能源交接節點和能源持續傳遞時長;
41、根據能源交互軌跡劃分若干交互段,每個交互段對應一段連續的區域間能源傳遞過程;
42、采集各交互段在運行過程中的能源衰減幅度、節點響應延遲和區域能源儲備變動量;
43、依據能源衰減幅度確定各交互段的能源傳遞穩定性,依據節點響應延遲確定各交互段的協同響應速度,依據區域能源儲備變動量確定各交互段的供需平衡度;
44、基于能源傳遞穩定性、協同響應速度及供需平衡度得到各交互段的協同影響系數;
45、根據協同影響系數對各交互段的能源調度適配度進行評定得到評定結果;
46、按照評定結果對各交互段的能源調度閾值進行適應性調整,所述能源調度閾值包括能源傳遞起始限額、傳遞過程波動范圍及傳遞終止余量,結合調整后的能源調度閾值得到各交互段的協同適配分值;
47、累加所有交互段的協同適配分值得到初步協同評估結果;
48、根據該交互段與其他交互段的制約強度對初步協同評估結果進行校準得到第三調度協同評估值。
49、優選地,根據第一調度協同評估值、第二調度協同評估值和第三調度協同評估值執行能源調度方案,具體包括以下步驟:
50、識別第一調度協同評估值、第二調度協同評估值和第三調度協同評估值各自對應的協同場景特征;其中,所述協同場景特征包括區域協作范圍、能源交互密度及應急響應等級;
51、根據第一調度協同評估值、第二調度協同評估值和第三調度協同評估值以及相應的權重得到綜合協同評估基準;
52、提取綜合協同評估基準中能源調度欠缺的特征參數;其中,所述特征參數包括區域能源調配滯緩點和應急響應薄弱區;
53、針對特征參數制定多維度調度優化方向;其中,所述優化方向包括區域間能源流轉路徑調整、傳輸能力強化及應急儲備布局優化;
54、基于優化方向將最優執行調度方案作為最終能源調度方案。
55、一種數字孿生能源調度系統,包括:
56、劃分模塊:將目標區域集群的實時能源協同數據按區域協作維度劃分為子協同數據集,將子協同數據集輸入至孿生能源協同模型得到第一待協同能源數據;
57、評估模塊:基于第一待協同能源數據進行調度協同評估得到第一調度協同評估值;
58、處理模塊:將實時能源協同數據劃分為協作強度呈升序的第二待協同能源數據和呈降序的第三待協同能源數據;將第二待協同能源數據進行處理得到第二調度協同評估值,將第三待協同能源數據進行處理得到第三調度協同評估值;
59、輸出模塊:根據第一調度協同評估值、第二調度協同評估值和第三調度協同評估值執行最終能源調度方案。
60、與現有技術相比,本發明具備以下有益效果:
61、本發明通過將目標區域集群的實時能源協同數據按區域協作維度劃分為子協同數據集,并輸入孿生能源協同模型得到第一待協同能源數據,實現對區域能源協同數據的處理。能夠充分挖掘不同區域協作場景下的能源協同潛力,后續調度提供更貼合實際的基礎數據,從而提升能源調度的針對性。基于第一待協同能源數據進行調度協同評估得到第一調度協同評估值,保障調度方案的可行性和高效性,將實時能源協同數據劃分為協作強度呈升序的第二待協同能源數據和呈降序的第三待協同能源數據,并分別處理得到第二和第三調度協同評估值,根據第一調度協同評估值、第二調度協同評估值、第三調度協同評估值執行最終能源調度方案,整合多維度的評估結果,制定出全面最優的能源調度方案。保障應急場景下的能源響應,從而實現整個區域集群的能源高效穩定調度。