本發(fā)明屬于能源管理，尤其涉及一種基于分布式抽蓄的能源互聯(lián)網(wǎng)一體化管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、分布式能源系統(tǒng)因其靈活性、可靠性和高效性，正逐漸成為能源發(fā)展的重要方向。抽水蓄能技術(shù)作為一種成熟的儲(chǔ)能方式，憑借其大規(guī)模儲(chǔ)能能力和高效的能量轉(zhuǎn)換效率，成為分布式能源系統(tǒng)的重要組成部分。而能源互聯(lián)網(wǎng)的理念是通過(guò)將信息技術(shù)與能源技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的全流程智能化管理，構(gòu)建一個(gè)開(kāi)放、互動(dòng)和高效的能源生態(tài)系統(tǒng)。

2、近年來(lái)，分布式抽水蓄能系統(tǒng)的控制與調(diào)度優(yōu)化領(lǐng)域取得了顯著成果。已有研究主要集中在基于傳統(tǒng)優(yōu)化算法和智能控制方法的調(diào)度策略開(kāi)發(fā)。利用線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、遺傳算法等技術(shù)，研究者們成功提升了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性。此外，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能調(diào)度，顯著增強(qiáng)了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和適應(yīng)能力。

3、然而，這些研究在面對(duì)復(fù)雜多變的能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境時(shí)，仍存在一些不足。首先，集中式控制方式使系統(tǒng)易受單點(diǎn)故障和網(wǎng)絡(luò)攻擊的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性和安全性難以保障。其次，數(shù)據(jù)共享和通信的透明性不足，容易引發(fā)信任危機(jī)和數(shù)據(jù)篡改問(wèn)題。最后，傳統(tǒng)算法在處理大規(guī)模分布式能源系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算復(fù)雜度高，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化和調(diào)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于分布式抽蓄的能源互聯(lián)網(wǎng)一體化管理方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中在處理大規(guī)模分布式能源系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算復(fù)雜度高，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化和調(diào)度的問(wèn)題。

2、本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種基于分布式抽蓄的能源互聯(lián)網(wǎng)一體化管理方法，包括：

3、通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，獲取各節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)；其中，節(jié)點(diǎn)包括抽水蓄能節(jié)點(diǎn)和調(diào)度控制節(jié)點(diǎn)；

4、根據(jù)實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)模型，確定電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果；

5、以各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量節(jié)省最大和能量損耗最小為目標(biāo)，對(duì)電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略；

6、根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略，通過(guò)智能合約向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)布調(diào)度指令，以控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)的充放電操作。

7、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，優(yōu)化過(guò)程所使用的目標(biāo)函數(shù)為：

8、

9、其中，f3(i)為目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值，n為節(jié)點(diǎn)總數(shù)，為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量存儲(chǔ)量，為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量使用量，為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行損耗，為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)化損耗，λ為預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，用于平衡能量節(jié)省和能量損耗。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)模型，確定電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果，包括：

11、將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)時(shí)間步長(zhǎng)和特征維度，轉(zhuǎn)化為輸入張量；

12、將輸入張量輸入到預(yù)測(cè)模型中，確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，以各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量節(jié)省最大和能量損耗最小為目標(biāo)，對(duì)電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略，包括：

14、以各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量節(jié)省最大和能量損耗最小為目標(biāo)，采用粒子群算法對(duì)電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略。

15、本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種基于分布式抽蓄的能源互聯(lián)網(wǎng)一體化管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：智能合約架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K和多節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度架構(gòu)；

16、智能合約架構(gòu)用于通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K中各節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)，并下發(fā)至多節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度架構(gòu)；其中，節(jié)點(diǎn)包括抽水蓄能節(jié)點(diǎn)和調(diào)度控制節(jié)點(diǎn)；

17、多節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度架構(gòu)用于根據(jù)實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)模型，確定電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果；

18、多節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度架構(gòu)還用于以各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量節(jié)省最大和能量損耗最小為目標(biāo)，對(duì)電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略，并上報(bào)給智能合約架構(gòu)；

19、智能合約架構(gòu)還用于根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略，通過(guò)智能合約向網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K的各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)布調(diào)度指令，以控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)的充放電操作。

20、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，智能合約架構(gòu)包括節(jié)點(diǎn)注冊(cè)合約模塊、數(shù)據(jù)共享合約模塊以及調(diào)度指令合約模塊；

21、節(jié)點(diǎn)注冊(cè)合約模塊用于記錄網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K各個(gè)節(jié)點(diǎn)在智能合約結(jié)構(gòu)上注冊(cè)時(shí)的注冊(cè)參數(shù)；其中，注冊(cè)參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)id、節(jié)點(diǎn)類型、公鑰和注冊(cè)時(shí)間；

22、數(shù)據(jù)共享合約模塊用于獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K中各節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)的參數(shù)包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)值、時(shí)間戳和數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)id；

23、調(diào)度指令合約模塊用于根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略，通過(guò)智能合約向網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K的各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)布調(diào)度指令；調(diào)度指令的參數(shù)包括調(diào)度指令id、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)id、指令內(nèi)容、執(zhí)行時(shí)間和執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)。

24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，節(jié)點(diǎn)注冊(cè)合約模塊中節(jié)點(diǎn)地址生成的公式為：

25、nodeaddress＝hash(a1+b1+c1+d1)

26、其中，a1為節(jié)點(diǎn)id并且是唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的字符串；b1為節(jié)點(diǎn)類型用于區(qū)分抽水蓄能、調(diào)度控制不同功能的節(jié)點(diǎn)；c1為公鑰用于節(jié)點(diǎn)的身份驗(yàn)證；而d1為注冊(cè)時(shí)間則記錄節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)時(shí)間戳；hash函數(shù)是對(duì)節(jié)點(diǎn)id、公鑰和注冊(cè)時(shí)間進(jìn)行哈希運(yùn)算，以生成唯一的節(jié)點(diǎn)地址。

27、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)共享合約模塊中共享數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)為：

28、shareddata＝{e1,f1,g1,h1}

29、其中，e1為數(shù)據(jù)類型用于標(biāo)識(shí)電量、負(fù)荷或狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)類別；f1為數(shù)據(jù)值是具體的數(shù)據(jù)內(nèi)容；g1為時(shí)間戳用于記錄數(shù)據(jù)的生成時(shí)間；而h1為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)id用于標(biāo)識(shí)生成該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。

30、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，調(diào)度指令合約模塊的調(diào)度指令的結(jié)構(gòu)為：

31、command＝{k1,o1,r1,s1,t1}

32、式中：k1為調(diào)度指令id并且還是唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)調(diào)度指令的字符串；o1為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)id用于標(biāo)識(shí)接收并執(zhí)行該指令的節(jié)點(diǎn)；r1為指令內(nèi)容用于具體的操作指令，如充電或放電；s1為執(zhí)行時(shí)間記錄指令的預(yù)定執(zhí)行時(shí)間戳；t1為執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)，用于指令的持續(xù)時(shí)間。

33、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K中設(shè)定節(jié)點(diǎn)間的連接的公式為：

34、c＝{(ni,nj)ni∈p,nj∈c,i≠j}

35、式中：c為節(jié)點(diǎn)間的連接集合；ni為抽水蓄能節(jié)點(diǎn)；nj為調(diào)度控制節(jié)點(diǎn)；p為抽水蓄能節(jié)點(diǎn)集合；c為調(diào)度控制節(jié)點(diǎn)集合。

36、本發(fā)明實(shí)施例提供的基于分布式抽蓄的能源互聯(lián)網(wǎng)一體化管理方法及系統(tǒng)，首先通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，獲取各節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)；其中，節(jié)點(diǎn)包括抽水蓄能節(jié)點(diǎn)和調(diào)度控制節(jié)點(diǎn)；然后根據(jù)實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)模型，確定電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果；接著以各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量節(jié)省最大和能量損耗最小為目標(biāo)，對(duì)電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略；最終根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)充放電策略，通過(guò)預(yù)測(cè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力需求，同時(shí)考慮各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的能量節(jié)省和能量損耗，進(jìn)行多節(jié)點(diǎn)的協(xié)同調(diào)度優(yōu)化，從而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整各節(jié)點(diǎn)的充放電操作。