基于短期电网负荷智能预测算法的新能源调度策略.pdf

电力应用基于短期电网负荷智能预测算法的新能源调度策略杨静（国网巴中供电公司，四川巴中6 3 6 0 0 0）【摘要】本文提出了一种基于机器学习和时间序列分析的新能源调度算法，可以通过准确预测短期的电网负荷和新能源发电情况，并根据预测结果进行合理地调度安排。实验结果表明，所提出的算法在短期电网负荷预测和新能源调度方面具有较好的性能和准确度，有效提高了电力系统调度的效率和可靠性，实现了对新能源的合理调度。关键词：负荷预测；机器学习；多目标中图分类号：TM727DOl:10.12147/ki.1671-3508.2023.10.072New Energy Dispatch Strategy Based on Short-term Power Grid(State Grid Bazhong Power Supply Company,Bazhong,Sichuan 636000,CHN)Abstract This article proposes a new energy scheduling algorithm based on machine learningand time series analysis,which accurately predicts short-term power grid load and new energy gen-eration situation,and makes reasonable scheduling arrangements based on the predicted results.The experimental results show that the proposed algorithm has good performance and accuracy inshort-term power grid load forecasting and new energy dispatch.Effectively improve the efficiencyand reliability of power system scheduling,and achieve reasonable scheduling of new energy.Key words:load forecasting;machine learning;multiple target1引言随着新能源的快速发展和普及应用，电力系统面临着越来越复杂的供需平衡和能源调度问题。新能源的天然波动性和间歇性导致了电网负荷的不确定性和波动性增加，给电力系统运行带来了一定的挑战。为了应对这一挑战，短期电网负荷智能预测算法成为了一种有效的解决方案。我们将结合电力系统的实际情况和调度要求，制定合理的调度策略和安排。通过优化调度计划，使新能源的利用最大化，并保证电力系统的供需平衡和稳定运行。2新能源调度特征2.1不确定性新能源发电具有波动性和间歇性，与传统能源不同,其产生的电量受天气等因素的影响较大，难以预226文献标识码：BLoad Intelligent Prediction AlgorithmYang Jing测和控制。因此,新能源调度需要应对不确定性,灵活调整调度策略。2.2多样性新能源包括太阳能、风能、水能等多种形式，不同类型的新能源有不同的特点和产量规律。针对多样化的新能源发电装置，需要制定相应的调度方案，使各种新能源协调运行，最大化利用各种资源。2.3快速响应要求由于新能源具有瞬时性和反应速度快的特点，调度对新能源的变化需求较为迅速。采用智能化的调度系统和算法可以更快速地响应新能源的波动，确保电力系统的稳定运行。2.4灵活性新能源调度需要具备一定的灵活性，可以根据市场需求和电网运行情况进行调整。通过灵活调节发电量或与储能系统结合，可以实现新能源的有效消纳模具制造2 0 2 3 年第1 0 期电力应用和供需平衡。2.5综合考虑新能源调度需要综合考虑电网负荷需求、储能系统、传输线路等因素，以优化电力系统的运行效率和经济性。同时，还需要兼顾环境保护和可持续发展的要求，尽量减少对环境的不良影响。3相关现状分析3.1不确定性管理由于新能源发电的不确定性，如风速、日照强度等因素的变化对电量产生影响,对新能源调度提出了挑战。目前，通过建立合理的预测模型并结合天气预报数据，可以对新能源发电情况进行预测，并采取相应的调度措施来应对不确定性。3.2灵活性与可调度性提高随着储能技术的进步和应用的广泛推广，电力系统具备了更高的灵活性和可调度性。通过储能系统的运用，可以将新能源的过剩电量暂存起来，在需求高峰时释放，从而平衡供需关系，提高新能源的消纳能力和电网的稳定性。3.3智能化调度系统随着人工智能、大数据和云计算等技术的发展,智能化调度系统的研究与应用成为新能源调度的重要方向。通过利用机器学习、优化算法和模型预测等技术，可以基于历史数据和实时监测数据进行精确的新能源负荷预测和调度优化,提高电力系统的效率和可靠性。3.4电力市场的发展在新能源发展的背景下，电力市场改革不断深化。通过引人竞争机制和市场化运作,对新能源进行灵活调度和价格优化，以激励新能源生产者提供稳定可靠的电力，并为电力用户提供更多的选择和经济效益。3.5国际合作与经验交流全球范围内，各国在新能源调度方面积极开展研究与实践，并通过国际合作与经验交流寻求共同解决方案。例如，我国在推进“一带一路”倡议下，与相关国家合作推动基于新能源的区域电力互联互通，进一步促进新能源的调度与利用。4电源启停调峰性能差异分析电源启停调峰性能的差异主要取决于以下几个方面。第一，响应速度。电源的启停调峰性能与其响应速度密切相关。部分电源，如传统火电机组，通常需要一定的启动时间和备用时间才能达到全负荷运模具制造2 0 2 3 年第1 0 期行状态。相比之下,某些可再生能源（如太阳能和风能)具有较快的启动速度和调整能力，可以更快地响应电力系统的调峰需求。第二，调节能力。电源的调节能力指的是在启停阶段或部分负载运行时，电源对供电系统的调整能力。传统火电等基础电源在调控能力上相对较强，可以通过调整燃料供给、机组出力来实现较大范围的调峰能力。然而,可再生能源由于受限于天气等自然因素，其调节能力相对较弱,无法灵活调整发电功率。第三,稳定性。电源的稳定性是指在启停和调峰过程中，电源本身以及与电力系统的协调稳定程度。传统基础电源相对稳定，具备较为稳定的运行工况和控制能力。相比之下，由于可再生能源受天气等因素影响较大，其供电不稳定性较高。这可能导致调峰效果下降或无法满足电力系统的需求。电源启停调峰性能差异主要体现在响应速度、调节能力和稳定性方面。传统基础电源具有较强的启停调峰能力和调节能力，但其启动时间较长，不利于快速响应需求。相比之下，可再生能源具有更快的启动速度，但调控能力和稳定性有限。针对不同需求，需要综合考虑不同类型电源的特点，合理配置，以实现电力系统的平稳运行和调峰需求的满足。5失短期电网负荷智能预测算法的新能源调度策略5.1负负荷预测算法第一,负荷调节优化。基于负荷预测结果,结合成本、效益等因素，可以优化负荷调节策略。例如,在负荷高峰期，通过调整传统电源和新能源的输出比例，最大限度地利用新能源，降低系统运行成本，并减少对传统电源的依赖。第二，储能优化管理。以负荷预测为基础，可以采用机器学习和优化算法，实现储能系统的智能化管理。通过根据负荷需求预测结果，优化储能设备充放电策略，提高储能利用率，同时确保电网供需平衡和稳定性。第三，多能互补调度。结合负荷预测和新能源发电预测，可以实现多能互补调度。通过综合考虑风能、太阳能、水能等多种新能源的特点和发电情况，优化调度策略,最大限度地消纳各类新能源，实现能源的互补供应。第四,接人电动车充放电管理。结合负荷预测和电动车充放电需求预测，可以实现电动车充放电管理与新能源调度的协同。通过合理控制电动车的充放电策略，将电动车作为灵活负荷和能量储备的一种手段，提高新能源的消纳能力，减少对传统电源的依赖。:227电力应用5.2亲新能源发电预测算法第一,多因素综合预测。将多种影响新能源发电的因素考虑进去，如天气、季节、温度等。通过结合历史数据和天气预报信息，可以建立新能源发电预测模型,更准确地预测不同类型新能源的发电量。第二，细分区域预测。对大规模新能源发电场站进行区域细分，采用区域实际监测数据和天气预报数据，以提高预测精度。此外，还可以结合地理信息系统(GIS)技术，考虑场站位置和地形等因素，提高预测精度。第三，异常情况预测与应对。新能源发电受天气等因素影响较大，可能出现异常情况，如风力骤降、云量突变等。通过利用数据分析和机器学习技术，可以预测并提前应对异常情况,减少其对新能源调度的影响。5.3灵活性的调度策略第一,灵活储能管理。在低负荷时段,通过智能储能系统将多余的新能源转化为储存能量，以备高负荷时段或新能源供应不足时使用。第二，基于需求响应的灵活调节。通过信息化技术实现用户需求响应，根据电力市场和实际需求情况，与用户协商调整用电时间、用电量等因素，以平衡负荷波动和新能源供应间的差距。第三，引入市场机制：通过建立能源市场和电力交易机制，允许各类能源资源参与竞争，并根据市场需求和油价状况等因素，实现新能源发电量的弹性调节。第四,建立灵活分布式发电系统。通过分布式发电系统的建设，将新能源发电设备分布在用户附近，减少传输损耗，提高新能源发电的灵活性。5.4储能系统的优化配置第一,储能与新能源耦合。通过将储能系统与新能源发电装置进行耦合，可以将多余的新能源转化为储存能量，并在需要时释放出来。这种耦合方式可以将新能源的波动性缓冲起来，提高供需平衡和电力系统的稳定性。第二，优化储能充放电策略。结合负荷预测和新能源发电预测结果，通过机器学习和优化算法确定储能系统的充放电策略。根据需求和市场情况，合理安排充电时间、放电时间和容量，以最大程度地提高新能源的利用效率。第三，多技术储能系统。综合考虑各种储能技术的特点和成本，根据电力系统需求和新能源特性，进行多技术储能系统的优化配置。例如,结合电池储能、超级电容等技术，实现不同储能技术之间的协同应用，提高储存容量和输出功率 3 。第四,引入分布式储能系统。将储能系统分布在配电网中，使其更接近负荷侧，有利于平衡新能源228:的输出和负荷需求之间的差异。分布式储能系统可以更快速、更灵活地响应负荷波动，提高供电可靠性和清洁能源的消纳能力。5.5协同调度优化算法新能源调度需要考虑多种因素的综合影响。通过算法优化，可以在考虑负荷需求、新能源产量、传输线路、储能等多个因素的基础上，实现新能源调度的协同运行。通过对不同电源的启停和出力进行灵活调度，可以保证电力系统的稳定供电，同时实现新能源的高效利用。5.6风险管理与容错性在新能源调度过程中，可能会出现不确定性和风险因素,如天气突变、设备故障等。为了增强新能源调度的稳定性，可以引入风险管理机制和容错策略。通过实时监测、多源数据融合和智能决策，可以预测潜在风险并采取相应措施，以确保电力系统的可靠性和供应的连续性。5.7跨区域调度和能源互联互通新能源调度不仅包括单个电力系统内的调度，还涉及跨区域调度和能源互联互通。通过跨区域调度和能源互联互通，可以实现不同区域之间的新能源互补供应和平衡，共享优势资源，提高新能源的消纳能力和经济效益。此外，国际间的能源互联互通也为全球清洁能源转型提供了更多合作机会。5.8调峰备用市场与灵活用电模式为了提高新能源消纳能力和供需平衡，可以建立调峰备用市场和灵活用电模式。通过市场机制，激励企业和个人提供调峰备用资源，如启停柔性负荷等，以应对系统负荷波动。同时，通过实施灵活用电模式，调整用户用电行为和用电时段，以便更好地适应新能源波动和电网调度需要。5.9综合能源系统调度随着能源多元化的发展，综合能源系统（如电力、气体、热能等）的调度成为新能源调度的重要方向。通过综合能源系统调度，可以将不同能源形式进行协同运行和优化调度，实现能源的有效利用和能源互补。总之，短期电网负荷智能预测算法在新能源调度中起到了关键作用。通过准确预测负荷和新能源的发电情况以及灵活的调度策略和优化配置储能系统，能够实现新能源在电力系统中的高效消纳和供需平衡。这将推动新能源的可持续发展，（下转第2 3 1 页）模具制造2 0 2 3 年第1 0 期电力应用人员在编程时，不需考虑底层的逻辑关系。在越障过程中，机构对象会依次根据自身的运动状态和结果，通知其他对象是否需要活动、什么时间活动 7 5.7细部构件精准识别在输电线路中,细部构件的数量非常多,对输电线路细部构件的缺陷进行精准识别的重要性不言而喻。研究过程中对百余层神经网络算法以及特征金字塔模型加以运用，在充分考虑输电线路零部件所具有的特征的基础之上，在尽可能短的时间内完成对部件的锁定任务。以此为基础,对神经网络传统的前向传播方式进行升级,用反向传播对其加以替代,基于对网络输出和原始值之间误差的调整，执行对权值的训练任务，以期达到提高识别准确性的目的。大量现场实测结果显示，当前可通过对输电线路中相同部件来自于不同角度的7 张图片加以利用达到对构件的精准识别目的,准确率不低于9 0%。5.8巡线机器人本体的设计与实现巡线机器人在不停电环境下操作使用，通过自夹紧行走机构在各种规格的钢绞线、铝绞线、铝包钢绞线、OPGW光缆等导、地线搭载双刀头切割机构，在电缆上自由行走，爬坡越障，遇到异物后，机械手定位装置夹紧异物，双刀头旋转并来回移动达到切割清除异物的目的，作业全程全部无线电子遥控和视频监控，无需人工出线即可自动清除高压输电线路上各种形式的异物，在清除的过程中不损伤导、地线本身。通过无人机将机器人送到高压线路上后便开始自动工作。在定位系统的作用下，机器人采用滑轮的方式运行，遇到线路上的障碍物时，通过搭载无人机的方式跨越，巡线机器人上安装了监控装置，采集输电线路状态，并采用无线发送方式把采集的信息发送给地面基站。运维人员通过这些数据，获得架空输电线路的运行状态。6经济效益常规的巡检需要投入较多的人力，而且还需要投入较多的物力，现在安全生产的压力越来越大，要求越来越高，紧靠常规巡检已经不能满足生产需要。而且长期从事巡检，工作人员的身体、心理都会受到影响，这些都是安全因素，需要管理者深人考虑。无人机的运用，就能很好解决上述问题，不仅能够节省人力、物力，还能够有效降低安全风险，保证安全生产，大大提高了巡检效率，未企业节省成本。综上所述，本研究在应用工业无线网技术的基础上，提出了一种无人机自动巡检系统，用于实现对输电线路的巡回检查。在该巡检系统利用工业无线网构建远程监控平台实时查看与分析无人机作业情况，可有效降低人工巡检成本。实际应用此巡检系统时，可根据电力企业的实际情况适当调整系统参数，确保系统巡检能够满足电力企业要求，为输电线路的安全运行提供保障。参考文献1张凯林.浅析高压输电线路的无人机电力巡检技术 J.电力设备管理,2 0 2 1(0 8):6 9 7 0.2 周帅.无人机在输电线路巡检中的应用 J.电子技术,2 0 2 1,50(08):276277.3 卢银均,陈克勇姜金节，等.输电线路无人机智能精益化巡检技术应用 J.黑龙江电力,2 0 2 1,43(0 4):3 2 0 3 2 4,3 3 5.4郭圣.基于遗传算法的输电线路无人机巡检线路规划方法 J.信息与电脑(理论版),2 0 2 1,3 3(1 5):6 3 6 5.5 徐瑞.输电线路直升机/无人机机载摄像机巡检视频电子稳像方法研究 J.电气时代,2 0 2 1(0 8):3 2 3 4.6 石书山.无人机在输电线路巡检中的应用和发展 J.光源与照明,2 0 2 1(0 7):1 3 4 1 3 5.7何卓阳，马斯维，靳函通.无人机倾斜摄影测2 2 0 kV输电线路树障的研究 J.电工技术,2 0 2 1(1 4):8 7 8 8.第一作者简介：成爽朝，男，1 9 9 6 年1 月生，汉族，陕西西安人，本科，助理工程师,研究方向：输电线路。（收稿日期：2 0 2 3-0 6-2 2 DMM（上接第2 2 8 页）并为实现清洁能源转型做出重要贡献。参考文献1尹奇兵.高比例新能源电力系统频率响应特性研究及负荷频率控制 D.河北工业大学,2 0 2 1.2 宋来旭.含储能的新能源电力系统双层优化调度策略研究 D.东北电力大学,2 0 2 1.模具制造2 0 2 3 年第1 0 期3 4 四川内江人，工程师,毕业于成都理工大学电气工程及其自动化专业，研究方向：电气工程。（收稿日期：2 0 2 3-0 7-1 1)DMM:231:于龙泽.基于风光出力场景生成的多能源电力系统日前优化调度研究 D.东北电力大学,2 0 2 1.王嘉梁.含高比例可再生能源电力系统灵活性评价及其应用研究 D.东北电力大学,2 0 2 1.作者简介：杨静，女，1 9 8 1 年1 1 月生，汉族，本科，