本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)，特別涉及一種基于負(fù)載預(yù)測(cè)的柔性供電分配方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代供電系統(tǒng)中，隨著分布式能源的廣泛接入和用電需求的日益增長(zhǎng)，如何實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電力供應(yīng)已成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的供電分配方法主要依賴于靜態(tài)模型和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃，難以適應(yīng)快速變化的負(fù)載條件及間歇性電源的波動(dòng)特性。這不僅限制了電力系統(tǒng)的靈活性與響應(yīng)速度，還可能導(dǎo)致供需失衡，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、此外，現(xiàn)有技術(shù)在處理負(fù)載預(yù)測(cè)時(shí)通常采用單一的時(shí)間序列分析或簡(jiǎn)單的回歸模型，這些方法無法全面捕捉負(fù)載的多維度特征及其內(nèi)在的變化趨勢(shì)。特別是在面對(duì)復(fù)雜多變的用戶行為模式和極端天氣條件下，傳統(tǒng)方法的預(yù)測(cè)精度顯著下降，導(dǎo)致供電系統(tǒng)難以做出及時(shí)有效的調(diào)整。因此，開發(fā)一種能夠精確預(yù)測(cè)負(fù)載變化并據(jù)此動(dòng)態(tài)調(diào)整供電策略的方法顯得尤為重要。

3、再者，隨著智能電網(wǎng)概念的興起，對(duì)供電系統(tǒng)提出了更高的穩(wěn)定性與安全性要求。然而，在實(shí)際操作中，缺乏一套完善的機(jī)制來實(shí)時(shí)評(píng)估和校正供電分配方案的穩(wěn)定性和安全性，使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加。尤其是在負(fù)荷高峰期間，不合理的供電分配可能導(dǎo)致電壓跌落、頻率偏差等問題，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)電力系統(tǒng)的大面積癱瘓。為此，研究一種基于負(fù)載預(yù)測(cè)的柔性供電分配方法，旨在提高電力系統(tǒng)的自適應(yīng)能力和抗干擾能力，確保其安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的為提供了一種基于負(fù)載預(yù)測(cè)的柔性供電分配方法及系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)的供電分配方法主要依賴于靜態(tài)模型和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃，難以適應(yīng)快速變化的負(fù)載條件及間歇性電源的波動(dòng)特性的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于負(fù)載預(yù)測(cè)的柔性供電分配方法，應(yīng)用于供電系統(tǒng)，包括以下步驟：

3、對(duì)所述供電系統(tǒng)的歷史負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度特征提取，得到負(fù)載分布特征矩陣；

4、通過小波變換分解對(duì)所述負(fù)載分布特征矩陣進(jìn)行多尺度分析，得到負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)；

5、基于所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)預(yù)測(cè)所述供電系統(tǒng)是否存在供需不平衡，若是，則基于所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)，對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行供需平衡計(jì)算，得到動(dòng)態(tài)供電分配方案；

6、通過預(yù)設(shè)的電力潮流分析方法，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估及調(diào)整，得到安全穩(wěn)定的供電分配方案；

7、基于所述安全穩(wěn)定的供電分配方案，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行實(shí)時(shí)校正計(jì)算，得到柔性供電控制參數(shù)組，并基于所述柔性供電控制參數(shù)組控制所述供電系統(tǒng)。

8、進(jìn)一步的，所述對(duì)所述供電系統(tǒng)的歷史負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度特征提取，得到負(fù)載分布特征矩陣，包括：

9、對(duì)所述供電系統(tǒng)的歷史負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)段采樣，得到負(fù)載時(shí)序數(shù)據(jù)集，并對(duì)所述負(fù)載時(shí)序數(shù)據(jù)集進(jìn)行頻譜分解處理，得到負(fù)載頻域特征序列；

10、基于所述負(fù)載頻域特征序列對(duì)供電系統(tǒng)中電力負(fù)載進(jìn)行相關(guān)性分析，得到負(fù)載關(guān)聯(lián)特征矩陣，并對(duì)所述負(fù)載關(guān)聯(lián)特征矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到負(fù)載主成分特征集，其中，所述負(fù)載主成分特征集包括負(fù)載變化梯度、功率因數(shù)分布和負(fù)載密度系數(shù)；

11、通過希爾伯特變換對(duì)所述負(fù)載主成分特征集進(jìn)行瞬時(shí)特征提取，得到負(fù)載瞬時(shí)特征向量，并對(duì)所述負(fù)載瞬時(shí)特征向量進(jìn)行多維度組合，得到負(fù)載分布特征矩陣，其中，所述負(fù)載分布特征矩陣包括功率波動(dòng)特征、負(fù)載分布密度特征和用電周期特征。

12、進(jìn)一步的，所述通過小波變換分解對(duì)所述負(fù)載分布特征矩陣進(jìn)行多尺度分析，得到負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)，包括：

13、通過小波變換分解對(duì)所述負(fù)載分布特征矩陣進(jìn)行多分辨率小波分解，得到多尺度特征系數(shù)矩陣，并對(duì)所述多尺度特征系數(shù)矩陣進(jìn)行奇異譜分析，得到負(fù)載波動(dòng)特征向量；

14、基于所述負(fù)載波動(dòng)特征向量對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)頻聯(lián)合分析，得到時(shí)頻特征張量，并對(duì)所述時(shí)頻特征張量進(jìn)行非對(duì)稱正交分解，得到負(fù)載動(dòng)態(tài)特征集；

15、通過小波包熵值計(jì)算對(duì)所述負(fù)載動(dòng)態(tài)特征集進(jìn)行特征融合處理，得到多維度趨勢(shì)特征矩陣，并對(duì)所述多維度趨勢(shì)特征矩陣進(jìn)行自適應(yīng)閾值分割，得到負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)。

16、進(jìn)一步的，所述基于所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)，對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行供需平衡計(jì)算，得到動(dòng)態(tài)供電分配方案，包括：

17、對(duì)所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)時(shí)間序列分解，得到負(fù)載功率波動(dòng)序列，并對(duì)所述負(fù)載功率波動(dòng)序列進(jìn)行多維度相位補(bǔ)償計(jì)算，得到負(fù)載功率補(bǔ)償特征組；

18、基于所述負(fù)載功率補(bǔ)償特征組對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行電力分布計(jì)算，得到電力分配特征矩陣，并基于所述電力分配特征矩陣對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，得到供電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣骷?，其中，所述供電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣骷ü?jié)點(diǎn)連接權(quán)重、支路阻抗分布和電壓梯度系數(shù)；

19、通過多目標(biāo)約束優(yōu)化方法對(duì)所述供電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣骷M(jìn)行供需匹配度計(jì)算，得到供需平衡特征向量，并對(duì)所述供需平衡特征向量進(jìn)行動(dòng)態(tài)權(quán)重分配，得到電力調(diào)度參數(shù)組；

20、基于所述電力調(diào)度參數(shù)組對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)域負(fù)荷分配計(jì)算，得到區(qū)域供電特征序列，并對(duì)所述區(qū)域供電特征序列進(jìn)行自適應(yīng)邊界約束處理，得到供電邊界特征集，其中，所述供電邊界特征集包括區(qū)域功率限值、電壓波動(dòng)范圍和負(fù)載轉(zhuǎn)移閾值；

21、通過分層遞進(jìn)優(yōu)化方法對(duì)所述供電邊界特征集進(jìn)行動(dòng)態(tài)供電方案生成，得到動(dòng)態(tài)供電分配方案，其中，所述動(dòng)態(tài)供電分配方案包括功率分配策略、電壓調(diào)節(jié)方案和負(fù)載均衡參數(shù)。

22、進(jìn)一步的，所述基于所述負(fù)載功率補(bǔ)償特征組對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行電力分布計(jì)算，得到電力分配特征矩陣，包括：

23、對(duì)所述負(fù)載功率補(bǔ)償特征組進(jìn)行多維空間映射分解，得到功率補(bǔ)償向量集，并對(duì)所述功率補(bǔ)償向量集進(jìn)行相位差異計(jì)算，得到電壓功率耦合矩陣；

24、基于所述電壓功率耦合矩陣對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)功率流向追蹤，得到電力分布圖譜，并對(duì)所述電力分布圖譜進(jìn)行拓?fù)涿舾行苑治?，得到供電網(wǎng)絡(luò)傳輸特性向量；

25、通過雙層遞歸分區(qū)方法對(duì)所述供電網(wǎng)絡(luò)傳輸特性向量進(jìn)行電力分區(qū)聚類，得到電力子網(wǎng)絡(luò)集合，并對(duì)所述電力子網(wǎng)絡(luò)集合進(jìn)行互聯(lián)耦合度計(jì)算，得到區(qū)域間功率交換矩陣；

26、基于所述區(qū)域間功率交換矩陣對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行分層協(xié)調(diào)優(yōu)化計(jì)算，得到多層次供電協(xié)調(diào)參數(shù)組，并對(duì)所述多層次供電協(xié)調(diào)參數(shù)組進(jìn)行魯棒性評(píng)估，得到電力分配彈性系數(shù)集；

27、通過自適應(yīng)權(quán)重融合機(jī)制對(duì)所述電力分配彈性系數(shù)集進(jìn)行動(dòng)態(tài)特征整合，得到電力分配特征矩陣，其中，所述電力分配特征矩陣包括節(jié)點(diǎn)電力分配比例、電壓控制策略參數(shù)和負(fù)載平衡調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。

28、進(jìn)一步的，所述電力潮流分析方法是牛頓-拉夫遜電力潮流迭代法，所述通過預(yù)設(shè)的電力潮流分析方法，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估及調(diào)整，得到安全穩(wěn)定的供電分配方案，包括：

29、通過牛頓-拉夫遜電力潮流迭代法對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行非線性潮流計(jì)算，得到系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓分布特征集，并對(duì)所述系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓分布特征集進(jìn)行潮流敏感度分析，得到電網(wǎng)功率傳輸特性矩陣；

30、當(dāng)所述電網(wǎng)功率傳輸特性矩陣的最小奇異值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則基于所述電網(wǎng)功率傳輸特性矩陣對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)潮流追蹤分析，得到系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性裕度曲線，并對(duì)所述系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性裕度曲線進(jìn)行臨界點(diǎn)辨識(shí)，得到電網(wǎng)脆弱區(qū)域特征圖譜；

31、通過交流潮流最優(yōu)化分析方法對(duì)所述電網(wǎng)脆弱區(qū)域特征圖譜進(jìn)行電力調(diào)控方案優(yōu)化，得到安全穩(wěn)定的供電分配方案，其中，所述安全穩(wěn)定的供電分配方案包括最優(yōu)功率分布策略、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償配置和電壓調(diào)節(jié)控制系數(shù)。

32、進(jìn)一步的，所述基于所述安全穩(wěn)定的供電分配方案，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行實(shí)時(shí)校正計(jì)算，得到柔性供電控制參數(shù)組，包括：

33、對(duì)所述安全穩(wěn)定的供電分配方案進(jìn)行高階小波奇異譜分析，得到供電方案特征向量序列，并對(duì)所述供電方案特征向量序列進(jìn)行相位補(bǔ)償計(jì)算，得到實(shí)時(shí)供電控制基準(zhǔn)參數(shù)組，其中，所述實(shí)時(shí)供電控制基準(zhǔn)參數(shù)組包括功率調(diào)節(jié)步長(zhǎng)系數(shù)、節(jié)點(diǎn)電壓控制增益和負(fù)載響應(yīng)時(shí)間常數(shù)；

34、基于所述實(shí)時(shí)供電控制基準(zhǔn)參數(shù)組對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行正交分解處理，得到供電方案差異特征矩陣，并對(duì)所述供電方案差異特征矩陣進(jìn)行多尺度熵值計(jì)算，得到供電校正量化參數(shù)集；

35、通過非線性自適應(yīng)濾波對(duì)所述供電校正量化參數(shù)集進(jìn)行時(shí)空域特征融合，得到供電動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征序列，并對(duì)所述供電動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征序列進(jìn)行模糊推理優(yōu)化處理，得到柔性供電控制參數(shù)組，其中，所述柔性供電控制參數(shù)組包括實(shí)時(shí)功率分配指令、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)策略和負(fù)載響應(yīng)控制信號(hào)。

36、本發(fā)明還提供了一種基于負(fù)載預(yù)測(cè)的柔性供電分配系統(tǒng)，應(yīng)用于供電系統(tǒng)，包括：

37、提取模塊，用于對(duì)所述供電系統(tǒng)的歷史負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度特征提取，得到負(fù)載分布特征矩陣；

38、分析模塊，用于通過小波變換分解對(duì)所述負(fù)載分布特征矩陣進(jìn)行多尺度分析，得到負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)；

39、計(jì)算模塊，用于基于所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)預(yù)測(cè)所述供電系統(tǒng)是否存在供需不平衡，若是，則基于所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)，對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行供需平衡計(jì)算，得到動(dòng)態(tài)供電分配方案；

40、調(diào)整模塊，用于通過預(yù)設(shè)的電力潮流分析方法，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估及調(diào)整，得到安全穩(wěn)定的供電分配方案；

41、校正模塊，用于基于所述安全穩(wěn)定的供電分配方案，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行實(shí)時(shí)校正計(jì)算，得到柔性供電控制參數(shù)組，并基于所述柔性供電控制參數(shù)組控制所述供電系統(tǒng)。

42、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述方法的步驟。

43、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

44、本發(fā)明提供的一種基于負(fù)載預(yù)測(cè)的柔性供電分配方法，包括以下步驟：對(duì)所述供電系統(tǒng)的歷史負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度特征提取，得到負(fù)載分布特征矩陣；通過小波變換分解對(duì)所述負(fù)載分布特征矩陣進(jìn)行多尺度分析，得到負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)；基于所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)預(yù)測(cè)所述供電系統(tǒng)是否存在供需不平衡，若是，則基于所述負(fù)載變化趨勢(shì)參數(shù)，對(duì)所述供電系統(tǒng)進(jìn)行供需平衡計(jì)算，得到動(dòng)態(tài)供電分配方案；通過預(yù)設(shè)的電力潮流分析方法，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估及調(diào)整，得到安全穩(wěn)定的供電分配方案；基于所述安全穩(wěn)定的供電分配方案，對(duì)所述動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行實(shí)時(shí)校正計(jì)算，得到柔性供電控制參數(shù)組，并基于所述柔性供電控制參數(shù)組控制所述供電系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)的供電分配方法主要依賴于靜態(tài)模型和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃，難以適應(yīng)快速變化的負(fù)載條件及間歇性電源的波動(dòng)特性的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了利用預(yù)設(shè)的電力潮流分析方法對(duì)動(dòng)態(tài)供電分配方案進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估及調(diào)整，確保了最終供電分配方案的安全性和穩(wěn)定性。這種方法能夠有效檢測(cè)出可能影響電網(wǎng)穩(wěn)定性的各種因素，并通過適當(dāng)調(diào)整來消除隱患的有益效果。