恭喜國網信通億力科技有限責任公司;國家電網有限公司郭利杰獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜國網信通億力科技有限責任公司;國家電網有限公司申請的專利一種基于空調電量預測的電網波動優化方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119582261B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-04發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510134425.X,技術領域涉及:H02J3/24;該發明授權一種基于空調電量預測的電網波動優化方法及系統是由郭利杰;陸鑫;陳婧;黃屏發;姜現凱;宋迎悅;陳文焰;林超;陳洪錦設計研發完成,并于2025-02-07向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于空調電量預測的電網波動優化方法及系統在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于空調電量預測的電網波動優化方法及系統,包括以下步驟:S1:收集歷史電力消耗數據,包括歷史天氣數據和用戶用電行為數據,并測算用戶區域內空調使用情況的數據;S2:選擇影響空調使用的關鍵天氣特征,并基于測算的歷史空調電量,構建空調電量預測模型,來預測未來空調的電量需求;S3:基于預測的未來空調的電量需求,基于DQN算法模型進行電網負荷優化;S4:采用啟發式算法進行能源調度優化,最大化可再生能源使用和儲能系統的利用率,并利用用戶行為分析,提供個性化的激勵措施,調整高峰用電負荷。本發明有效優化空調使用導致的電力波動,提高電網的穩定性和效率。
本發明授權一種基于空調電量預測的電網波動優化方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于空調電量預測的電網波動優化方法,其特征在于,包括以下步驟:S1:收集歷史電力消耗數據,包括歷史天氣數據和用戶用電行為數據,并測算用戶區域內空調使用情況的數據;S2:選擇影響空調使用的關鍵天氣特征,并基于測算的歷史空調電量,構建空調電量預測模型,來預測未來空調的電量需求;S3:基于預測的未來空調的電量需求,基于DQN算法模型進行電網負荷優化;S4:采用啟發式算法進行能源調度優化,最大化可再生能源使用和儲能系統的利用率,并利用用戶行為分析,提供個性化的激勵措施,調整高峰用電負荷;所述測算用戶區域內空調使用情況的數據,具體如下:構建區域空調電量測算模型,進行空調電量測算典型日的自動智能識別:收集每個時段的電量數據;天氣數據:包括溫度、濕度、光照、風速;日期信息:工作日、周末、節假日;事件信息:區域內影響用電的特殊事件;使用插值法填補缺失數據,利用統計方法檢測與修正異常數據點;提取季節性特征,時間特征,事件標記特征;使用聚類算法K-means對歷史數據進行聚類,以識別典型日期類型;基于電量自然增長率調整因子的電量曲線歸真模型,消除特殊事件對空調電量造成的非正常波動,實現全區域全行業全時段空調電量準實時在線測算,具體的:基于長時間序列數據計算空調電量趨勢,采用回歸方法確定增長率;通過事件識別,將異常增量分離出來,使用機器學習回歸模型對空調電量與已識別的特征之間的關系進行建模,以計算剔除后的平穩空調電量;將地理和環境影響剔除后的空調電量調整為基礎電量曲線,通過調整因子生成;在調整后數據基礎上,計算出歸真電量,表達期望的正??照{電量曲線;所述DQN算法模型,具體為:狀態空間S,包括實際測量得到的電網當前負荷Lt、基于預測模型得到的未來空調電量需求Dt、當前儲能系統的充電狀態或儲能余量Et;狀態向量表示為: S t =[L t ,D t ,E t ];動作空間A,包括:調整發電功率Pg;啟用備用發電設備Pb;儲能系統充放電Pch,Pdis;動作表示為一個向量: A t =[P g ,P b ,Pch,P dis ];獎勵函數定義為: ;Cop為操作成本,包括燃料成本、備用發電成本、儲能費用;表示對于約束條件;違反的懲罰項,λ為懲罰系數;Q網絡模型,采用全連接神經網絡模型,包含一個輸入層、若干個隱藏層、一個輸出層;網絡輸入:狀態空間向量St;網絡輸出:對于每個可能的動作,輸出對應的Q值;所述基于DQN算法模型進行電網負荷優化,具體如下:初始化經驗緩沖區H,隨機初始化Q網絡參數θ和目標網絡參數θ′;從當前狀態St開始,通過選擇動作At獲得下一個狀態St+1和回報Rt,并存儲在H中;從H中均勻采樣一批歷史記錄S,A,R,S′;其中,R為獎勵,表示智能體從狀態S采取動作A后獲得的獎勵,S′為下一狀態;利用最小二乘法更新損失函數: ;其中,是折扣因子;表示計算期望值;表示當前Q值網絡估計在狀態St下采取動作At的Q值;a表示任意動作;每隔多次步伐,將Q網絡參數θ替換目標網絡參數θ′;更新環境到新的狀態,在St+1處重復上面的策略。
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