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专利号: 2024112402288
申请人: 山东赛马力发电设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种功耗平衡的微电网双母线供能互补系统,其特征在于:包括分析预测单元(1)、波动和调至单元(2)、互补调至单元(3);

所述分析预测单元(1)用于实时获取主母线的运行状态数据和历史数据进行电能消耗趋势的分析,再根据分析的电能消耗趋势数据进行主母线未来一天电能需求的预测,能源设备提供多于预测的需求数据百分之二的电能;

所述波动和调至单元(2)用于接收分析预测单元(1)中的数据进行电压连续波动幅度的计算,再根据计算的电压连续波动幅度与设定的标准电压连续幅度范围进行电压不稳定的判断,当判断出电压不稳定时,并根据历史数据进行调节计算,将能源设备提供的多余电能调节至备用母线中;

波动和调至单元(2)包括电压波动模块(21)和多余调至模块(22);

所述电压波动模块(21)用于接收模型预测模块(12)中主母线电力负荷小的命令数据,电压波动模块(21)从趋势分析模块(11)中获取主母线运行状态数据和历史数据,再从获取的运行主母线运行状态数据进行电压数据的采取,利用时间步长内的电压值进行电压连续波动幅度的计算,再根据计算的电压连续波动幅度与设定的标准电压连续幅度范围进行电压不稳定的判断;

具体判断情况包括:

情况一、当计算的电压连续波动幅度超出设定的标准电压连续幅度范围时,说明主母线中的电压存在不稳定情况,将主母线存在电压不稳定情况传入多余调至模块(22)中;

情况二、当计算的电压连续波动幅度在设定的标准电压连续幅度范围内时,说明主母线中的电压不存在不稳定情况;

多余调至模块(22)用于接收电压波动模块(21)中主母线电压不稳定情况和趋势分析模块(11)中历史数据,多余调至模块(22)从模型预测模块(12)中获取预测的需求数据和能源设备提供的多余电能,再从历史数据中采取时间t时刻调节至备用母线的功率、时间步长和备用母线的运行状态数据,根据备用母线的运行状态数据实时监测备用母线中是否存在少量电能,当备用母线中存在少量电能时,并将备用母线中的电能与主母线中的电网一起输送至电能需求端,当备用母线中不存在少量电能时,并利用时间t时刻调节至备用母线的功率计算功耗平衡约束并进行多余电量的约束,再利用优化调度算法根据时间t时刻调节至备用母线的功率和时间步长进行调节计算,将能源设备提供的多余电能调节至备用母线中;

所述互补调至单元(3)用于接收波动和调至单元(2)中的数据和分析预测单元(1)中历史数据、实时获取的主母线运行状态;

当主母线中的电压不存在不稳定情况,且主母线电力负荷大时,根据历史数据和实时获取的主母线运行状态进行互补,将主负荷合理互补分配到主母线和备用母线中;

当电压存在不稳定情况,且主母线电力负荷大时,根据实时获取主母线的运行状态和历史数据进行调节计算,将部分负荷调节至备用母线中并进行主母线负荷和备用母线负荷的更新;

当电压存在不稳定情况,利用检测设备根据实时获取的主母线运行状态监测出主母线故障,并将更新的主母线负荷直接调度至备用母线中;

互补调至单元(3)包括负荷互补模块(31)、调至更新模块(32)和故障调至模块(33);

所述负荷互补模块(31)用于接收电压波动模块(21)中主母线电力负荷大的命令数据和趋势分析模块(11)中历史数据、实时获取的主母线运行状态,利用计算的电压连续波动幅度与设定的标准电压连续幅度范围进行电压不稳定的判断,当判断出主母线中的电压不存在不稳定情况,且主母线电力负荷大时,并根据历史数据中主母线历史负荷数据预测未来短时间内的负荷变化趋势,并设定优化最小化负荷波动,在设定优化过程中需要遵守母线容量限制的约束条件,再根据实时获取的主母线运行状态中实时负荷数据和预测的负荷变化趋势进行互补,将主负荷合理互补分配到主母线和备用母线中,优先利用主母线的电能,当主母线的负荷接近上限时,逐步增加备用母线的负荷;所述调至更新模块(32)用于接收负荷互补模块(31)中电压存在不稳定情况和趋势分析模块(11)中实时获取主母线的运行状态数据、历史数据,当电压存在不稳定情况,且主母线电力负荷大时,从实时获取主母线的运行状态数据中获取主母线在时间步长 时刻的电力负荷和主母线在时间步长 时刻的电压,再从历史数据中获取主母线最大负荷限制,并根据主母线在时间步长 时刻的电力负荷和主母线最大负荷限制将部分负荷调节至备用母线中,获得时间步长 时刻调至备用母线的部分负荷数据,再利用主母线在时间步长时刻的电力负荷、时间步长 时刻调至备用母线的部分负荷数据和历史数据进行主母线负荷和备用母线负荷的更新;

所述故障调至模块(33)用于接收趋势分析模块(11)中实时获取的主母线运行状态和调至更新模块(32)中更新的主母线负荷、跟新的备用母线负荷,接收负荷互补模块(31)中电压存在不稳定情况,利用检测设备根据实时获取的主母线运行状态监测出主母线故障,并将更新的主母线负荷直接调度至备用母线中。

2.根据权利要求1所述的功耗平衡的微电网双母线供能互补系统,其特征在于:所述分析预测单元(1)包括趋势分析模块(11)和模型预测模块(12);

所述趋势分析模块(11)用于实时获取主母线的运行状态数据和历史数据,并将获取的主母线运行状态中的电能消耗数据与历史数据中的历史电能消耗数据进行更新成完整的历史电能消耗数据,再根据完整的历史电能消耗数据进行电能消耗趋势的分析;

所述模型预测模块(12)用于获取趋势分析模块(11)中分析的电能消耗趋势数据,将分析的电能消耗趋势数据输入时间序列分析中的ARIMA模型中,并利用ARIMA模型根据分析的电能消耗趋势数据进行主母线未来一天电能需求的预测,能源设备提供多于预测的需求数据百分之二的电能,同时再将预测的需求数据转换为电力负荷,并利用转换的电力负荷与设定的电力负荷进行负荷超范围情况的比对。

3.根据权利要求2所述的功耗平衡的微电网双母线供能互补系统,其特征在于:所述多余调至模块(22)中利用优化调度算法调节多余电能至备用母线中的实现步骤:收集时间t时刻调节至备用母线的功率 和时间步长

并进行调节,获取调节后的数据 ,具体算法公式:

其中,时间步长 指的是从时间 时刻到时间 时刻。

4.根据权利要求1所述的功耗平衡的微电网双母线供能互补系统,其特征在于:所述调至更新模块(32)中时间步长 时刻调至备用母线的部分负荷数据的实现步骤:收集主母线在时间步长 时刻的电力负荷 和主母线最大负荷限制 并进行时间步长 时刻调至备用母线的部分负荷数据计算,获得时间步长 时刻调至备用母线的部分负荷数据 ,具体算法公式:。