孤島微電網無線傳感網能量調度技術分析

【關鍵詞】無線連接；孤島電網；策略配置；信息監測；能量調度

引言

孤島微電網在電力領域應用優勢明顯，當與主電網脫離時也能實現自主運行，要想保證其能量調度科學、及時，工作人員要結合多維度分析能源的輸出情況、負荷需求等。無線傳感網可以對微電網不同階段的運行進行狀況有效監測，當工作人員開展能量調度工作時可密切參考無線傳感網的監測信息。當下，有關領域的工作人員要從完善無線傳感網能量調度技術的角度深層研究，保證孤島電網安全運行。

一、概述分析孤島微電網無線傳感網

在孤島微電網中，分析無線傳感網可知，其中包含著多個組成部分，比如通信鏈路、傳感器節點等。在傳感器節點中，其面向微電網的不同類型的參數時，可以實現電流、電壓等內容的采集，借助無線的處理方式，穩定輸送到匯聚節點中。對于匯聚節點，面對大量的數據信息時，展現著收集、處理功能，對數據信息實現轉發，最終會到達能量管理系統。結合能量管理系統來看，其獲得實時數據信息后，科學制定能量調度的策略，對風能等各種類型的分布式能源有效把控，推動能源儲存系統穩定運行。鑒于環境的變化，無線傳感網運作期間可以發揮自動功能，從而形成與環境相匹配的網絡。

二、孤島微電網中無線傳感網的應用分析

（一）數據的采集、監測

在微電網不同的區域，存在著諸多無線傳感節點。這些節點功能強大，可以收集多種數據，比如，收集能源儲備設備的狀態信息，獲取分布式能源的輸出功率。當數據收集完成后，便能利用無線網絡實現數據的傳輸，當中央控制單元獲得信息后，便于以此信息優化調整能量的調度策略。

（二）能量管理、調度

經過對重點數據的采集，中央控制單元為能量管理的優化引進了先進的算法，支持微電網運作，促使其中的能量科學調度，保證電力供應、需求兩者達到協調的效果，更好地利用可再生能源，保護不可再生資源，減少不必要的消耗。

（三）故障檢測、預警

無線傳感網應用在孤島電網中，可以對故障等現象發揮檢測功能，同時還能對風險信息及時預警，面對電網中的大量節點，有效監測其運行狀態，支持工作人員盡早察覺隱患，將故障信息報告給相關部門，促使系統能夠安全運行，保證電網的穩定運作。如下為微電網的具體組成情況：

三、孤島條件下微電網的能量管理系統調度

（一）系統架構

微電網的能量管理系統中，科學推行分層分布形式的結構，以物理角度劃分能量管理系統，一種為設備層，一種為網絡通信層，另一種為站控層。站級通信網絡相對嚴格，其中的標準為以太網形式，建立了TCP/IP通信協議。

（二）系統功能

監測

系統可實現動態監測功能，保證各個回路的開關、信號等得到監測，工作人員把握系統的運作狀態，了解故障發生情況，及時處理系統問題。在系統中，面對儲能系統、分布式電源，能夠實現發電管理作用，管理人員獲得來自發電單元的各類信息，掌握儲能荷電狀態、出力信息等。在系統的支持下，儲能系統的狀態得到管理，依據具體的荷電狀態，第一時間完成告警工作，保證電池在特定的時間得到維護。

預測

在系統支持下，可以從歷史角度對實際測量所得數據、發電數據等內容完成預測，使分布式發電規劃更加科學，形成長短期計劃。工作人員可對后續的發電功率進行預測，清晰分析其中存在的誤差。獲得功率預測信息后，支持人工力量執行輸入操作，同時也能在自動條件下形成發電計劃，用戶面對系統時綜合管理能控制新能源的發電情況。

策略配置

在系統中，當獲得負荷需求、發電數據等信息后，系統能夠有針對性地設置運行模式，為其配置適宜的控制策略，比如在動態調整下的擴容處理、周期計劃。策略的落實有效結合負載功率、儲能柜的數量，選擇與之相配的接口，改進現實策略，與電力系統中的個性需求相符。

（三）問題的建立與探究

在孤島電網中，為了保證監測系統能夠達到能量自維持的效果，圍繞光伏供能角度，分析無線傳感網絡中能量、資源的調度，在能量的調度策略中給出光伏儲能協同SWIPT的方向，從時間分配、數據樣品采集等維度對光伏能量進行把控，促使其實現高效利用，充分展現孤島電網監測系統的能效。在問題探究環節實現問題的轉換，引入多層迭代解耦的算法優化研究過程。在孤島微電網中，要想保證監控系統可以自行維持系統的能量，結合能耗的高水平需求，有針對性建立分布式光伏簇頭的能源供應架構。要想順應網絡能量的需求，圍繞此問題給出需要對分布式光伏簇頭的不同維度成本進行最小化處理，即部署、路由成本。要想完成均勻的部署效果，在分布式光伏簇頭層面，保證能量覆蓋達到完全的效果，需要適當糾正路由成本的偏差，故而研究人員應加入簇間距離。為提升問題解決的效率，研究人員通過運用混合0～1整數規劃方法，結合對混合離散螢火蟲算法的探究，確保所得解的科學性。這樣一來，相關研究人員可以借助各個螢火蟲，清晰指代整數規劃中的可行解。當位置改變，如果螢火蟲屬于成本較低、亮度較高的情況，對特定的螢火蟲產生吸引作用，此螢火蟲為成本高、亮度低的情況，這一過程有效展現了位置迭代的過程。當螢火蟲得到更新之后，相關人員要分析其是否與隨機序列相符合。

（四）節點數據的采集與控制

針對數據的采樣控制，其子算法應有效貼合QoS需求，從而保證采集的數據量呈現最大化效果。多層迭代解耦的優化算法運用后，工作人員可有針對性地處理不同的循環過程。在外層循環中，對給定的優化變量加以完善，最終得到最適宜的能效。當面對內層循環，利用給定的迭代條件，合理化部署光伏的簇頭，推動能量穩定、廣泛供應，強化樣品采集的控制力度。要想在探究階段短時間內實現收斂，需對拉格朗日乘子更新環節合理調整，保證其中的迭代步長與研究相適應。通過研究可知，能量調度可圍繞微電網的功率、分布式發電預測等維度展開，準確落實能源管理策略。

（五）能量調度技術

（1）功率平衡。微電網處于運行環節，其中的用電、發電環節并不受到限制，若運行為并網狀態，此時獲得的電壓支持來自大電網，在這樣的情況下在微電網中不需要采取專項控制舉措，工作人員應完成的是檢測公共連接點處的功率。對于微電網，若始于并網，由此轉進孤島實現運行期間，此時公共連接點的功率不能繼續維持，而通過研究分布式發電，其穩定性較差，負荷也呈現不穩定的狀態，此時研究微電網的內部能量，其不再呈現平衡狀態。工作人員要找到一些不重要的負荷，盡快采取切除操作，針對性處理儲能系統，使其輸出功率升高，分析功率變化情況。如果存在盈余，那么應從儲能系統著手，落實改進手段，轉變為充電狀態，對一些分布式電源要學會去除，優化電網體系，使其在動態過程中逐漸轉變為平衡的功率狀態。

（2）能源管理。在綜合能源管理系統中，要充分借助當代發展優勢，引進物聯網技術，同電力各個主體部分相連接，諸如能源用戶、大電網等，以能源管理系統為支撐，保證特定區域以靈活的控制方式把控綜合能源系統，順應新時期的綠色發展理念，大力開發清潔能源，保證各項重點能量依據現實需求不斷轉化，并能科學地完成存儲過程，真正實現用能成本的制約，促使經濟效益水平更好地提高，并且可保證順應環境友好發展理念，控制污染物的排放。在能源管理中，工作人員需認真結合區域內的資源條件，分析負荷變化信息，以便提前為系統的完善做準備。

（3）負載分析與管理。引進多種傳感器，從而敏銳感知系統中的重點參數，考慮能量變化中受影響的變量，從而對生產運行把控力不斷提升，將多環節的能量損耗限制在標準范圍內。在生產環節，檢查設備狀態，如果察覺其為低效水平，為了避免能源嚴重浪費，圍繞生產環節的相關能源經濟指標，并結合成本深入思考，助力相關人員科學規劃能源的消耗量，嚴謹管理生產過程。利用負載預測結果，為后續的電力負荷變化判斷、評價，得到電力系統的實際用電需求，有關人員可在分析結果的引導下保證光儲系統等發揮應有的作用。

四、微電網優化調度分析

電力是社會發展中的寶貴能源，無論是對社會經濟的推動，還是科學技術的發展，均展現了不可忽視的作用。在微電網中，實現能量的調度研究，可以更好地協調各項能源，保護周圍環境，促使電力市場的范圍明顯開拓，優化電力系統的管理水平，讓電力行業進步，從而創造出更高水平的經濟價值。在微電網中，應重視電力這一重要的能源，圍繞負荷變化，結合先進的技術手段，深層研究微電網的調度優化策略，充分發揮電力的價值。

（一）負荷預測

在微電網的能量管理系統中，其中的關鍵部分為負荷的預測。一般來講，此種預測應用的方式有兩種，若利用傳統的預測方式，要深層圍繞負荷變化，總結其中的變化規律，當進行統計分析后，實現探究內容的推測，此時聯系經驗信息，可以快速得到探究結果，但不能保證其中的準確性。另一種為利用人工智能預測的算法，主要發揮計算機技術的優勢，以可再生能源為目標，結合其中的波動、間歇等特性．分析預測形成的影響程度，此過程帶有復雜的特點，但是整個預測環節的精準效果更好一些。電網調度階段，需要工作人員重視電力負荷的預測，從而有方向地規劃電量，正確設計電網的運行方式。在微電網中對負荷展開預測，分析一些可再生能源的特點，可知其處于發電環節容易受到一些外在條件的干擾，影響了輸出功率，其變得不穩定，加上可控負荷也會出現明顯的波動，導致優化調度環節更加復雜。在微電網中，要想保證其運行穩定，有效把控其中的負荷、儲能等條件，要結合功率、負荷從協調平衡的視角展開研究。在電力負荷的預測階段，精準劃分為不同的時間段，實現長短期的有效規劃，從而促使電力系統運行環節更科學。

（二）深度學習、強化學習

應用深度學習技術的同時，有效結合強化學習技術，達到深度強化學習的效果，保證不同維度的復雜信息得到處理。借助深度強化學習算法，規范建立數據的策略函數，面對環境的變化深度交互學習，探尋最合理的策略。在訓練階段，由于策略函數存在與安全約束不符合的可能性，從而以微電網源儲相協同的角度進行安全調度。將成本最小視為目標，分析微電網的運行特點，科學把握調度工作的約束情況，設計卷積神經網絡結構，促使調度策略達到最優的效果。關于神經網絡結構，工作人員應基于微電網利用原始觀測數據，利用從中提取的特征，無需展開其他操作實現調度決策。借助此神經網絡，實現科學調度策略的制定，要想適應帶有復雜特點的網絡約束，需積極推進拉格朗日乘子法，以柔性策略作為輔助方式，形成一種觀念新的深度強化學習算法，保證神經網絡獲得訓練的機會。利用深度學習算法等，對微電網的能源出力情況展開預測，相關人員可進一步優化其中的能量。

結論

現階段，分布式能源技術以飛快的速度發展，孤島微電網是順應新時期電力供應需求的一種電力系統。無線傳感網在微電網中起著監控、管理的作用，從而協助工作人員把握儲能情況、負荷變化等信息。現實階段工作人員要科學實現能量調度，充分借助電子轉換裝置等手段促使能量在合理的條件下完成轉換、分配，促使系統在可靠、安全的條件下運行。