本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度，具體涉及基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法、系統(tǒng)、裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正加速形成。其中，風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)容量占比和發(fā)電量占比將逐漸加大。然而，高比例新能源的接入雖在一定程度上減輕了電力系統(tǒng)的環(huán)境壓力，但其出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性卻給電力系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。新能源出力的不確定性和難以預(yù)測性，使得電網(wǎng)凈負(fù)荷波動(dòng)加劇。尤其是以火電為主的電源結(jié)構(gòu)，缺乏能夠隨新能源波動(dòng)靈活調(diào)節(jié)的電源，將會(huì)使得高比例新能源并網(wǎng)時(shí)導(dǎo)致電力平衡變得極為困難。若要實(shí)現(xiàn)新能源的全額消納，電網(wǎng)凈負(fù)荷峰谷差將擴(kuò)大，火電機(jī)組將面臨深度調(diào)峰的重負(fù)，而在負(fù)荷低谷時(shí)期，新能源機(jī)組所需承擔(dān)的輔助服務(wù)費(fèi)用也將急劇增加。

2、因此，高比例風(fēng)光并網(wǎng)所帶來的出力不確定性，嚴(yán)重影響了新能源的消納和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法、系統(tǒng)、裝置。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，包括以下步驟：

4、s1：根據(jù)火電機(jī)組在調(diào)度期間的輸出能量和爬坡速率限值，構(gòu)建火電模型；

5、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組出力限值和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率限值，構(gòu)建風(fēng)光模型；

6、根據(jù)火電輸出功率、風(fēng)電實(shí)際出力值、光伏實(shí)際出力值、儲(chǔ)能電池的充放電功率和電網(wǎng)初始負(fù)荷值，及儲(chǔ)能電站額定容量，構(gòu)建儲(chǔ)能模型；

7、根據(jù)火電模型、風(fēng)光模型和儲(chǔ)能模型，確定目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建多能電力系統(tǒng)調(diào)度模型；

8、s2：基于多能電力系統(tǒng)調(diào)度模型，采用隨機(jī)、對(duì)立學(xué)習(xí)方式初始化個(gè)體，得到種群；

9、初始化強(qiáng)化學(xué)習(xí)的參數(shù)，包括q表、獎(jiǎng)勵(lì)值；

10、s3：利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)種群的個(gè)體行為和角色，根據(jù)個(gè)體的當(dāng)前角色和可選行為計(jì)算每個(gè)行為的q值，從q表中選擇并執(zhí)行具有q值最大值的行為，根據(jù)選擇后的角色和行為，生成新的個(gè)體位置；

11、s4：計(jì)算個(gè)體新位置的適應(yīng)度值，若新位置的適應(yīng)度值大于原位置的適應(yīng)度值，則個(gè)體從原位置更新為新位置；

12、s5：根據(jù)個(gè)體新位置的適應(yīng)度值更新參數(shù)后，執(zhí)行s3，直至達(dá)到預(yù)設(shè)條件，得到最優(yōu)個(gè)體位置，作為調(diào)度方案。

13、所述s1，根據(jù)火電機(jī)組在調(diào)度期間的輸出能量和爬坡速率限值，構(gòu)建火電模型，為根據(jù)公式：，實(shí)現(xiàn)；

14、式中，、分別表示火電機(jī)組在時(shí)刻、時(shí)刻的輸出能量，為火電機(jī)組j在調(diào)度期間的爬坡速率限值。

15、所述s1，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組出力限值和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率限值，構(gòu)建風(fēng)光模型，為根據(jù)公式：，實(shí)現(xiàn)；

16、式中，為時(shí)刻的風(fēng)電實(shí)際出力值，、分別為時(shí)刻風(fēng)電機(jī)組出力最小、最大值，為時(shí)刻的光伏實(shí)際出力值，、分別為時(shí)刻光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率最小值、最大值。

17、所述s1，根據(jù)火電輸出功率、風(fēng)電實(shí)際出力值、光伏實(shí)際出力值、儲(chǔ)能電池的充放電功率和電網(wǎng)初始負(fù)荷值，及儲(chǔ)能電站額定容量，構(gòu)建儲(chǔ)能模型，為根據(jù)公式：，和，實(shí)現(xiàn)；

18、式中，為時(shí)刻的火電輸出功率，為時(shí)刻的風(fēng)電實(shí)際出力值，為時(shí)刻的光伏實(shí)際出力值，為時(shí)刻儲(chǔ)能電池的放電功率，為時(shí)刻儲(chǔ)能電池的充電功率，為時(shí)刻的電網(wǎng)初始負(fù)荷值，為儲(chǔ)能電站額定容量，為調(diào)度周期。

19、所述s1，所述目標(biāo)函數(shù)為調(diào)峰交易前電網(wǎng)凈負(fù)荷的最小方差；所述凈負(fù)荷為多能電力系統(tǒng)削減風(fēng)光儲(chǔ)蓄的聯(lián)合出力后僅由火電承擔(dān)的發(fā)電量。

20、所述目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為：；

21、其中，；；

22、式中，表示目標(biāo)函數(shù)，為調(diào)度周期，為調(diào)峰交易前時(shí)刻電網(wǎng)凈負(fù)荷，為調(diào)峰交易前凈負(fù)荷平均值，、、、、分別為時(shí)刻的電網(wǎng)初始負(fù)荷值、風(fēng)電實(shí)際出力值、光伏實(shí)際出力值、儲(chǔ)能電池的充電功率、儲(chǔ)能電池的放電功率，、分別儲(chǔ)能電池的充電效率、放電效率。

23、所述s2，采用隨機(jī)、對(duì)立學(xué)習(xí)方式初始化個(gè)體，為采用隨機(jī)方式生成第一預(yù)設(shè)數(shù)量的個(gè)體，采用對(duì)立學(xué)習(xí)方式生成第二預(yù)設(shè)數(shù)量的個(gè)體。

24、所述s3利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)種群的個(gè)體行為和角色，個(gè)體行為為局部搜索、全局搜索，角色為主導(dǎo)者、跟隨者。

25、本發(fā)明還提供一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)，包括：

26、多能電力系統(tǒng)調(diào)度模型構(gòu)建模塊：用于根據(jù)火電機(jī)組在調(diào)度期間的輸出能量和爬坡速率限值，構(gòu)建火電模型；

27、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組出力限值和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率限值，構(gòu)建風(fēng)光模型；

28、根據(jù)火電輸出功率、風(fēng)電實(shí)際出力值、光伏實(shí)際出力值、儲(chǔ)能電池的充放電功率和電網(wǎng)初始負(fù)荷值，及儲(chǔ)能電站額定容量，構(gòu)建儲(chǔ)能模型；

29、根據(jù)火電模型、風(fēng)光模型和儲(chǔ)能模型，確定目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建多能電力系統(tǒng)調(diào)度模型；

30、初始化模塊：基于多能電力系統(tǒng)調(diào)度模型，采用隨機(jī)、對(duì)立學(xué)習(xí)方式初始化個(gè)體，得到種群；

31、初始化強(qiáng)化學(xué)習(xí)的參數(shù)，包括q表、獎(jiǎng)勵(lì)值；

32、個(gè)體位置生成模塊：用于利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)種群的個(gè)體行為和角色，根據(jù)個(gè)體的當(dāng)前角色和可選行為計(jì)算每個(gè)行為的q值，從q表中選擇并執(zhí)行具有q值最大值的行為，根據(jù)選擇后的角色和行為，生成新的個(gè)體位置；

33、個(gè)體位置更新模塊：用于計(jì)算個(gè)體新位置的適應(yīng)度值，若新位置的適應(yīng)度值大于原位置的適應(yīng)度值，則個(gè)體從原位置更新為新位置；

34、調(diào)度方案生成模塊：用于根據(jù)個(gè)體新位置的適應(yīng)度值更新參數(shù)后，進(jìn)入個(gè)體位置生成模塊，直至達(dá)到預(yù)設(shè)條件，得到最優(yōu)個(gè)體位置，作為調(diào)度方案。

35、本發(fā)明還提供一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度裝置，包括處理器和存儲(chǔ)器，其中，所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中保存的計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法。

36、有益效果

37、針對(duì)多能電力系統(tǒng)調(diào)度的問題，本發(fā)明首先構(gòu)建多能電力系統(tǒng)調(diào)度模型，以剩余負(fù)荷波動(dòng)方差最小為目標(biāo)，利用儲(chǔ)能消納更多風(fēng)光出力；然后設(shè)計(jì)優(yōu)化算法來獲得調(diào)度方案，其中，采用對(duì)立學(xué)習(xí)對(duì)種群進(jìn)行初始化，提高初始種群的多樣性，有利于避免局部最優(yōu)解的過早收斂和加速算法識(shí)別全局最優(yōu)解；引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)的q值，學(xué)習(xí)優(yōu)化算法的最優(yōu)行為策略，提高優(yōu)化算法的有效性，以獲得更優(yōu)的調(diào)度方案。

技術(shù)特征：

1.一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，所述s1根據(jù)火電機(jī)組在調(diào)度期間的輸出能量和爬坡速率限值，構(gòu)建火電模型，為根據(jù)公式：，實(shí)現(xiàn)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，所述s1根據(jù)風(fēng)電機(jī)組出力限值和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率限值，構(gòu)建風(fēng)光模型，為根據(jù)公式：，實(shí)現(xiàn)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，所述s1根據(jù)火電輸出功率、風(fēng)電實(shí)際出力值、光伏實(shí)際出力值、儲(chǔ)能電池的充放電功率和電網(wǎng)初始負(fù)荷值，及儲(chǔ)能電站額定容量，構(gòu)建儲(chǔ)能模型，為根據(jù)公式：，和，實(shí)現(xiàn)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，所述s1目標(biāo)函數(shù)為調(diào)峰交易前電網(wǎng)凈負(fù)荷的最小方差；所述凈負(fù)荷為多能電力系統(tǒng)削減風(fēng)光儲(chǔ)蓄的聯(lián)合出力后僅由火電承擔(dān)的發(fā)電量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為：；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，所述s2，采用隨機(jī)、對(duì)立學(xué)習(xí)方式初始化個(gè)體，為采用隨機(jī)方式生成第一預(yù)設(shè)數(shù)量的個(gè)體，采用對(duì)立學(xué)習(xí)方式生成第二預(yù)設(shè)數(shù)量的個(gè)體。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，所述s3利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)種群的個(gè)體行為和角色，個(gè)體行為為局部搜索、全局搜索，角色為主導(dǎo)者、跟隨者。

9.一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：

10.一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度裝置，其特征在于，包括處理器和存儲(chǔ)器，其中，所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中保存的計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多能電力系統(tǒng)調(diào)度方法、系統(tǒng)、裝置，針對(duì)多能電力系統(tǒng)調(diào)度的問題，本發(fā)明首先構(gòu)建多能電力系統(tǒng)調(diào)度模型，以剩余負(fù)荷波動(dòng)方差最小為目標(biāo)，利用儲(chǔ)能消納更多風(fēng)光出力；然后設(shè)計(jì)優(yōu)化算法來獲得調(diào)度方案，其中，采用對(duì)立學(xué)習(xí)對(duì)種群進(jìn)行初始化，提高初始種群的多樣性，有利于避免局部最優(yōu)解的過早收斂和加速算法識(shí)別全局最優(yōu)解；引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)的Q值，學(xué)習(xí)優(yōu)化算法的最優(yōu)行為策略，提高優(yōu)化算法的有效性，以獲得更優(yōu)的調(diào)度方案。

技術(shù)研發(fā)人員：逄錦偉,王建,鄒馨慧,王瑩潔,韓爽,李曉會(huì)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺(tái)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15