本发明涉及微电网能效管理，尤其涉及一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法。
背景技术：
1、海上风电是中国清洁能源的重要组成部分，中国海岸线长达1.8万千米，可利用海域面积300多万平方千米，海上风能资源丰富。发展海上风电为代表的新能源，并将其高比例接入海上油田群电网，节约燃料、降低系统运行成本，对海上油气行业实现绿色低碳发展具有重要意义。海上电网的电能质量直接影响海上油田的生产运行，海上电力系统的电能质量问题引起普遍关注。而由于风的固有特性，通过风机接入电网的风能是随机变化的，风力发电机输出功率的波动对大电网的影响相对较小。但对于小的孤立电网而言，随着风电穿透功率的提高，这种波动对电网稳定性的影响变得非常显著。
2、因此，亟需一种新型海上油气田电网能量调控方法。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，用以解决海上油气田电网稳定性容易受风力发电机输出功率波动的影响的缺陷。
2、本发明提供一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，包括：
3、根据历史风力发电功率数据，通过第一预测模型，得到风力发电功率预测数据；
4、根据历史海上电网用电功率数据，通过第二预测模型，得到海上电网用电功率预测数据；
5、根据风力发电功率预测数据和海上电网用电功率预测数据，利用拉丁超立方抽样法，生成若干初始场景；
6、基于若干初始场景，利用同步回代缩减法，得到代表性场景；
7、根据代表性场景，结合调控约束条件，通过滚动优化模型，得到海上油气田电网能量调控指令。
8、需要说明的是，海上电网用电功率数据包括采油系统、油气处理系统、外输系统、供热发电系统、注水系、公用系统等等海上电网用电设备中的一个或多个的用电功率数据。
9、需要说明的是，海上油气田电网能量调控指令可以是用于调控采油系统、油气处理系统、外输系统、供热发电系统、注水系、公用系统等等海上电网用电设备的负荷配比或功率配比的控制指令。
10、根据本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，若干初始场景构成初始场景集，初始场景集的表达式为：s＝{θi,i＝1,2,…,n}，初始场景集的表达式中，s表示初始场景集，θi表示第i个初始场景，每个初始场景的发生概率的表达式为：初始场景的发生概率的表达式中，pi表示第i个初始场景的发生概率，n表示初始场景总数。
11、根据本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，所述基于若干初始场景，利用同步回代缩减法，得到代表性场景，包括：
12、在若干初始场景中，利用欧式距离法，找到与每个初始场景距离最近的另一个初始场景，形成初始场景对，初始场景对的表达式为：(k，r)，初始场景对的表达式中k表示第一初始场景，r表示与第一初始场景距离最近的第二初始场景；
13、根据第一初始场景的发生概率以及第一初始场景与第二初始场景之间的欧氏距离，得到第一初始场景与第二初始场景的概率距离，对每对初始场景对进行前述处理，得到不同初始场景之间的概率距离；
14、根据概率距离和预设概率距离阈值，对若干初始场景进行过滤，得到代表性场景；
15、根据被过滤的初始场景和代表性场景，更新每个代表性场景的发生概率。
16、根据本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，欧式距离法的表达式为：
17、d(i，j)＝d(θi，θj)＝||θi-θj||2，i，j＝1，2，…，n，
18、欧式距离法的表达式中，d(i，j)表示第i个初始场景与第j个初始场景之间的欧式距离，θi表示第i个初始场景的向量，θj表示第j个初始场景的向量，n表示初始场景总数；
19、概率距离的表达式为：
20、pdk(r)＝p(k)×d(k，r)，
21、概率距离的表达式中，k表示为第一初始场景，r表示为第二初始场景，pdk(r)表示为第k个初始场景与第r个初始场景的概率距离，p(k)表示为第k个初始场景的发生概率，d(k，r)表示为第k个初始场景和第r个初始场景的欧氏距离，其中，第r个初始场景为与第k个初始场景距离最近的初始场景。
22、根据本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，所述根据概率距离和预设概率距离阈值，对若干初始场景进行过滤，得到代表性场景，包括：
23、当概率距离和预设概率距离阈值相等时，判定该初始场景为待过滤初始场景；
24、在若干初始场景中把待过滤初始场景进行滤除，剩余的初始场景则判定为代表性场景。
25、根据本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，所述根据被过滤的初始场景和代表性场景，更新每个代表性场景的发生概率，包括：
26、更新代表性场景集合，表示为：s‘＝s-{d}，其中，s‘表示更新后的代表性场景集合，s表示初始场景集合，{d}表示被过滤的初始场景的集合，每过滤一次初始场景，{d}和s‘均会更新；
27、更新代表性场景的发生概率，表示为：p′(r)＝p(r)+p(d),其中，p′(r)表示第r个代表性场景更新后的发生概率，p(r)表示第r个代表性场景的发生概率，p(d)表示被过滤的初始场景的发生概率。
28、根据本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，调控约束条件包括以下中的一个或其任意组合：负荷约束、功率平衡约束、与主电网交互功率约束、分布式电源运行约束、储能装置约束，所述根据代表性场景，结合调控约束条件，通过滚动优化模型，得到海上油气田电网能量调控指令，具体为：
29、根据代表性场景，结合调控约束条件，通过滚动优化模型，利用经济性表达式，得到海上油气田电网能量调控指令；
30、其中，经济性表达式为：
31、
32、
33、经济性表达式中，c表示海上油气田的总运行成本，nf表示过滤后的初始场景总数，prs表示所有代表性场景更新后的发生概率的乘积，t表示总调度时段数，表示t时段初始场景s下的运行成本，ndg表示分布式电源总个数，cf表示机组运行时的燃耗成本函数，com表示机组运行时的维护成本函数，ceav表示机组运行时的污染排放成本函数，cpp表示海上油气田从电网购电费用函数，表示分布式电源i在t时段的输出功率，表示海上油气田t时段从电网购电的功率。
34、根据本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，还包括：
35、基于海上油气田电网能量调控指令，得到实际风力发电功率数据和实际海上电网用电功率数据；
36、利用实际风力发电功率数据和实际海上电网用电功率数据，优化第一预测模型和第二预测模型。
37、本发明还提供一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控系统，包括：
38、第一预测模块，用于：根据历史风力发电功率数据，通过第一预测模型，得到风力发电功率预测数据；
39、第二预测模块，用于：根据历史海上电网用电功率数据，通过第二预测模型，得到海上电网用电功率预测数据；
40、生成模块，用于：根据风力发电功率预测数据和海上电网用电功率预测数据，利用拉丁超立方抽样法，生成若干初始场景；
41、筛选模块，用于：基于若干初始场景，利用同步回代缩减法，得到代表性场景；
42、优化模块，用于：根据代表性场景，结合调控约束条件，通过滚动优化模型，得到海上油气田电网能量调控指令。
43、本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法。
44、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一种所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法。
45、本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述任一种所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法。
46、本发明提供的一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，根据风力发电功率预测数据和海上电网用电功率预测数据，利用表征随机性的拉丁超立方抽样法随机生成若干初始场景，再通过同步回代缩减法从初始场景中筛选代表性场景，最后结合调控约束条件，通过滚动优化模型，得到用于海上油田电网能量管理的海上油气田电网能量调控指令，能够灵活调度海上油田电网的各用电设备，极大程度上降低海上风电的强随机性与风能的出力间歇性对海上电网实际运行产生的不良影响，提高海上电网运行的稳定性。
1.一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，其特征在于，若干初始场景构成初始场景集，初始场景集的表达式为：s＝{θi,i＝1,2,…,n}，初始场景集的表达式中，s表示初始场景集，θi表示第i个初始场景，每个初始场景的发生概率的表达式为：初始场景的发生概率的表达式中，pi表示第i个初始场景的发生概率，n表示初始场景总数。
3.根据权利要求2所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，其特征在于，所述基于若干初始场景，利用同步回代缩减法，得到代表性场景，包括：
4.根据权利要求3所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，其特征在于，欧式距离法的表达式为：
5.根据权利要求4所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，其特征在于，所述根据概率距离和预设概率距离阈值，对若干初始场景进行过滤，得到代表性场景，包括：
6.根据权利要求5所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，其特征在于，调控约束条件包括以下中的一个或其任意组合：负荷约束、功率平衡约束、与主电网交互功率约束、分布式电源运行约束、储能装置约束，所述根据代表性场景，结合调控约束条件，通过滚动优化模型，得到海上油气田电网能量调控指令，具体为：
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法，其特征在于，还包括：
8.一种基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于随机模型预测的海上油气田电网能量调控方法。
