智能電網(wǎng)中的信息處理和能量管控

[作者：趙 強(qiáng) 韓英華 汪晉寬

出版社：電子工業(yè)出版社

ISBN：9787121344275

出版時(shí)間：2021年10月01日

定價(jià)：79.00元]

近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)和新能源技術(shù)的飛速發(fā)展，建設(shè)智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能量和信息在智能電網(wǎng)中的雙向流動(dòng)成為科研人員研究的重點(diǎn)。由電子工業(yè)出版社出版，趙強(qiáng)、韓英華、汪晉寬編著的《智能電網(wǎng)技術(shù)：面向供需互動(dòng)能量?jī)?yōu)化》一書聚焦于智能電網(wǎng)中的信息傳輸處理與能量管控，詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)中的信息接入與傳輸優(yōu)化控制策略，并對(duì)智能電網(wǎng)需求側(cè)和供給側(cè)的能量管理策略進(jìn)行了探討。

智能電網(wǎng)由能源供給側(cè)、需求側(cè)及電網(wǎng)層組成。供給側(cè)和需求側(cè)利用網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的接入、處理、傳輸，以及能源的開發(fā)、共享；電網(wǎng)層則充當(dāng)中間媒介，以加強(qiáng)智能電網(wǎng)功率動(dòng)態(tài)平衡的能力。由于需求側(cè)的功率需求是不確定的，要依據(jù)實(shí)際的負(fù)載特征參數(shù)選擇適應(yīng)的優(yōu)化策略，使能量利用率達(dá)到最大化，實(shí)現(xiàn)供需互動(dòng)。

為了保證智能電網(wǎng)供需互動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，信息的接入與傳輸處理是重要保障。以需求側(cè)的新能源汽車為例，新能源汽車主要是利用路側(cè)數(shù)據(jù)采集單元（RSU）實(shí)現(xiàn)接入電網(wǎng)的信息（例如位置、速度、電量等）雙向互動(dòng)傳輸。但由于新能源汽車高速移動(dòng)，鏈路質(zhì)量不穩(wěn)定，若增加RSU的部署會(huì)大幅提高成本，因此，可以利用基于多屬性決策的中繼選擇算法，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、用戶喜好、中繼性能、可用帶寬、移動(dòng)速度等因素，優(yōu)化目標(biāo)中繼選擇。

基于多屬性決策的中繼選擇算法的原理如下：對(duì)比源車輛接收RSU的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和預(yù)設(shè)的最小閾值，判斷源車輛是否需要中繼。如果網(wǎng)絡(luò)參數(shù)都大于最小閾值，則該源車輛自動(dòng)接入RSU；否則，該源車輛會(huì)廣播帶有帶寬、時(shí)延等需求的請(qǐng)求信息，具有中繼功能的車輛接收請(qǐng)求信息后，如果能滿足該請(qǐng)求信息的需求，就會(huì)向源車輛發(fā)送響應(yīng)信息，源車輛便將該中繼車輛加入到中繼車輛候選集中，并根據(jù)中繼車輛候選集中車輛的數(shù)量，利用加權(quán)中繼車輛選擇算法選擇出最優(yōu)中繼車輛進(jìn)行信息的接入和傳輸。最優(yōu)中繼車輛確定后，根據(jù)基于遺傳算法的信道分配機(jī)制選擇最優(yōu)信道，完成與RSU的信息傳輸。在智能電網(wǎng)中，需求側(cè)所處環(huán)境有時(shí)很復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)多變。為了使信息傳輸更加穩(wěn)定可靠，在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)選擇算法中加入動(dòng)態(tài)屬性機(jī)制，利用用戶偏好值的多次改變及網(wǎng)絡(luò)的多次切換，形成在某網(wǎng)絡(luò)下穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)選擇，提高信息傳輸效率。

智能電網(wǎng)的目標(biāo)是優(yōu)化用電成本，提高能源的利用率，減少環(huán)境的污染。在保證了智能電網(wǎng)供需互動(dòng)過(guò)程中信息穩(wěn)定的接入與傳輸處理后，還需要在需求側(cè)和供給側(cè)進(jìn)行能量?jī)?yōu)化管理。在需求側(cè)，利用遺傳算法，通過(guò)迭代計(jì)算出電網(wǎng)的日負(fù)荷功率曲線，據(jù)此對(duì)新能源汽車的充放電進(jìn)行優(yōu)化管理。在供給側(cè)，由于中國(guó)傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃中風(fēng)電出力存在間歇性與隨機(jī)性，這就增加了風(fēng)電大規(guī)模接入電網(wǎng)的難度。因此，實(shí)行多時(shí)間尺度的電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃，協(xié)調(diào)安排火電機(jī)組、需求響應(yīng)調(diào)度計(jì)劃，努力減小風(fēng)電機(jī)組的出力波動(dòng)性和預(yù)測(cè)誤差。日前24 h調(diào)度計(jì)劃，以價(jià)格型需求響應(yīng)模型為基準(zhǔn)，根據(jù)日前風(fēng)電出力的短期預(yù)測(cè)結(jié)果制定各個(gè)風(fēng)電機(jī)組的啟停計(jì)劃和出力計(jì)劃；日間4 h調(diào)度計(jì)劃，以激勵(lì)型需求響應(yīng)模型為基準(zhǔn)，根據(jù)最新的風(fēng)電出力擴(kuò)展短期預(yù)測(cè)結(jié)果，修正出力計(jì)劃，并恰當(dāng)安排風(fēng)電機(jī)組啟停，以減小出力預(yù)測(cè)誤差引起的出力波動(dòng)；實(shí)時(shí)15 min調(diào)度計(jì)劃，以最新超短期預(yù)測(cè)結(jié)果為參考，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的出力計(jì)劃進(jìn)行微調(diào)，使風(fēng)電機(jī)組的出力波動(dòng)達(dá)到最小。

整體而言，《智能電網(wǎng)技術(shù)：面向供需互動(dòng)能量?jī)?yōu)化》一書以智能電網(wǎng)中的信息傳輸處理與能量?jī)?yōu)化控制為主線，深入研究了智能電網(wǎng)中的信息接入與傳輸優(yōu)化控制策略、智能電網(wǎng)供需側(cè)的能量管理策略。本書內(nèi)容詳盡，主旨明確，書中列舉的仿真案例貼合實(shí)際，可作為智能電網(wǎng)信息傳輸與處理、能量?jī)?yōu)化控制方向的教學(xué)用書使用。