一種城市電網(wǎng)大型饋線需求響應(yīng)物理潛力的評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種城市電網(wǎng)大型饋線需求響應(yīng)物理潛力的評(píng)估方法，其包括：繪制待辨識(shí)部分的負(fù)荷曲線、構(gòu)建典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)、求取饋線下典型負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量、計(jì)算典型負(fù)荷的物理潛力和大型饋線負(fù)荷整體的聚合物理響應(yīng)潛力。本發(fā)明提供的技術(shù)方案能清楚的辨識(shí)大型饋線系統(tǒng)的負(fù)荷構(gòu)成，有效評(píng)估大型饋線負(fù)荷的需求響應(yīng)物理潛力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種城市電網(wǎng)大型饋線需求響應(yīng)物理潛力的評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化分析技術(shù)領(lǐng)域，具體講涉及一種城市電網(wǎng)大型饋線需 求響應(yīng)物理潛力的評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能電網(wǎng)的快速發(fā)展使得需求響應(yīng)資源成為提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的重要手段，且DR 潛力評(píng)估是制定合理的需求響應(yīng)政策或電價(jià)機(jī)制的基礎(chǔ)。
[0003] 目前，對(duì)有關(guān)單臺(tái)設(shè)備、單個(gè)商業(yè)或居民建筑DR潛力的報(bào)道較多，然而，相較于負(fù) 荷個(gè)體或單個(gè)建筑而言，電力公司更為關(guān)注大量負(fù)荷聚合后的大型饋線的DR可調(diào)度潛力， 且大型饋線的DR可調(diào)度潛力依賴(lài)于對(duì)大型饋線節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷構(gòu)成辨識(shí)。負(fù)荷構(gòu)成辨識(shí)是近年 來(lái)新興的一個(gè)研究熱點(diǎn)，主要包括侵入式負(fù)荷監(jiān)測(cè)（intrusive load monitoring, ILM)和 非侵入式負(fù)荷監(jiān)測(cè)（nonintrusive load monitoring，Non_ILM) 〇
[0004] 本發(fā)明基于Non-ILM的思想，提出一種基于負(fù)荷構(gòu)成辨識(shí)的大型饋線響應(yīng)潛力評(píng) 估方法，能夠有效解決母線節(jié)點(diǎn)或大型饋線的DR物理潛力評(píng)估問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為有效解決母線節(jié)點(diǎn)或大型饋線的DR物理潛力評(píng)估問(wèn)題，本發(fā)明基于Non-ILM思 想提出一種將城市大型饋線節(jié)點(diǎn)負(fù)荷分離為不同類(lèi)型典型負(fù)荷的方法。
[0006] 本發(fā)明提供的城市大型饋線需求響應(yīng)物理潛力的評(píng)估方法，其改進(jìn)之處在于，所 述評(píng)估方法包括以下步驟：
[0007] (1)繪制待辨識(shí)部分的負(fù)荷曲線；
[0008] (2)構(gòu)建典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0009] (3)求取饋線下典型負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量；
[0010] (4)計(jì)算典型負(fù)荷的物理潛力；
[0011] (5)計(jì)算大型饋線負(fù)荷整體的聚合物理響應(yīng)潛力。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟(1)包括：
[0013] (1-1)通過(guò)能量管理系統(tǒng)EMS獲取待評(píng)估饋線典型工作日和典型非工作的日負(fù)荷 曲線；
[0014] (1-2)由廠用EMS分別得到典型工作日和典型非工作日的可辨識(shí)負(fù)荷曲線；
[0015] (1-3)上述兩者相減得到待辨識(shí)部分負(fù)荷曲線。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟(2)中，讀取待評(píng)估饋線典型工作日和典型非工作日的負(fù)荷曲 線氣候區(qū)的外部氣象數(shù)據(jù)，并由EnergyPlus軟件仿真對(duì)應(yīng)氣候區(qū)典型負(fù)荷的負(fù)荷曲線，形 成典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0017] 進(jìn)一步的，所述步驟(3)中，計(jì)算饋線下典型負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量的負(fù)荷辨識(shí)優(yōu)化算法 包括；
[0018] (3-1)判斷典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)中是否具有待辨識(shí)饋線負(fù)荷曲線對(duì)應(yīng)的典型負(fù)荷數(shù) 據(jù);若是，直接辨識(shí)典型負(fù)荷數(shù)據(jù);否則，
[0019] (3-2)用典型負(fù)荷模型和對(duì)應(yīng)待辨識(shí)饋線負(fù)荷曲線的時(shí)間和外部環(huán)境信息數(shù)據(jù)， 生成典型負(fù)荷的負(fù)荷曲線；
[0020] (3-3)建立負(fù)荷分離模型，使由典型負(fù)荷曲線分離出的負(fù)荷疊加形成的負(fù)荷曲線 與待辨識(shí)負(fù)荷曲線的誤差最??；
[0021] (3-4)輸出辨識(shí)負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量。
[0022] 進(jìn)一步的，所述步驟（4)中，根據(jù)負(fù)荷分離模型分離出典型負(fù)荷類(lèi)型，用 EnergyPlus軟件仿真計(jì)算典型負(fù)荷的DR物理潛力。
[0023] 進(jìn)一步的，所述步驟(5)中，按下式（1)計(jì)算典型負(fù)荷k在h時(shí)段內(nèi)的需求響應(yīng)潛力 DRk，h:
[0025]其中，為該典型負(fù)荷k在h時(shí)段的基線負(fù)荷；P@為該典型負(fù)荷響應(yīng)DR事件后 的實(shí)際負(fù)荷曲線；
[0026]按下式(2)計(jì)算饋線負(fù)荷整體在h時(shí)段內(nèi)的聚合響應(yīng)潛力DRBSP,h:
[0028]其中，a表示典型負(fù)荷k的數(shù)目，Nb表示典型負(fù)荷的類(lèi)型數(shù)目。
[0029]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：
[0030] 本發(fā)明提出的基于負(fù)荷構(gòu)成辨識(shí)的大型饋線需求響應(yīng)潛力評(píng)估方法，利用待評(píng)估 饋線所在氣候區(qū)的典型負(fù)荷數(shù)據(jù)來(lái)辨識(shí)大型饋線負(fù)荷構(gòu)成并評(píng)估該饋線整體DR響應(yīng)物理 潛力，解決了由于存在測(cè)量成本、不精確的網(wǎng)絡(luò)模型以及系統(tǒng)歸屬權(quán)等問(wèn)題造成的電力系 統(tǒng)大型饋線負(fù)荷構(gòu)成難以有效辨識(shí)的問(wèn)題，為指定合理的DSM政策和機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明提供的大型饋線需求響應(yīng)潛力評(píng)估流程圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明提供的技術(shù)方案中的負(fù)荷辨識(shí)優(yōu)化算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為清楚的介紹本發(fā)明提供的技術(shù)方案，以下將結(jié)合【附圖說(shuō)明】具體描述技術(shù)方案。
[0034] 本發(fā)明提出一種基于負(fù)荷構(gòu)成辨識(shí)的大型饋線需求響應(yīng)潛力評(píng)估方法，利用對(duì)應(yīng) 氣候區(qū)典型負(fù)荷不同季度、日期、時(shí)間負(fù)荷曲線的變化及特點(diǎn)建立典型負(fù)荷模型庫(kù)，在此基 礎(chǔ)上使用優(yōu)化方法計(jì)算饋線節(jié)點(diǎn)的典型負(fù)荷構(gòu)成并評(píng)估整體物理響應(yīng)潛力。
[0035] 如附圖1所示的評(píng)估流程圖，本發(fā)明提供的評(píng)估方法具體包括：
[0036] (1)獲取待評(píng)估饋線負(fù)荷曲線，得到待辨識(shí)部分的負(fù)荷曲線；
[0037] 通過(guò)能量管理系統(tǒng)（Energy Management System,EMS)獲取待評(píng)估饋線典型工作 日和典型非工作日負(fù)荷曲線，具有廠用EMS的大型工業(yè)負(fù)荷可通過(guò)廠用EMS得到可辨識(shí)負(fù)荷 的負(fù)荷曲線，兩者相減從而可得到待辨識(shí)部分的負(fù)荷曲線。
[0038] (2)構(gòu)建負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0039]對(duì)應(yīng)待評(píng)估饋線典型工作日和典型非工作日的負(fù)荷曲線，讀取對(duì)應(yīng)氣候區(qū)的外部 氣象數(shù)據(jù)，如外部氣溫、濕度，通過(guò)EnergyPlus軟件仿真對(duì)應(yīng)氣候區(qū)典型負(fù)荷(辦公建筑、倉(cāng) 庫(kù)、百貨商場(chǎng)、學(xué)校、飯店、醫(yī)院、賓館和居民建筑8類(lèi)型典型建筑）的負(fù)荷曲線，形成典型負(fù) 荷數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0040] 典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)中共包含待分離饋線所在區(qū)域的主要負(fù)荷類(lèi)型，能夠有效反應(yīng)季 節(jié)、日期及外部環(huán)境因素對(duì)用電曲線的影響。
[0041] (3)調(diào)用負(fù)荷辨識(shí)優(yōu)化算法，求取該饋線下典型負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量。
[0042] 如圖2所示的負(fù)荷辨識(shí)優(yōu)化算法的流程圖，該算法具體包括以下步驟：
[0043] 步驟S1:判斷典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)中是否具有待辨識(shí)饋線負(fù)荷曲線對(duì)應(yīng)時(shí)間的典型負(fù) 荷數(shù)據(jù)，若是，直接使用該數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí);否則，進(jìn)行步驟S2。
[0044]步驟S2:利用EnergyPlus中該典型負(fù)荷模型，對(duì)應(yīng)待辨識(shí)饋線負(fù)荷曲線的日期、時(shí) 間、外部環(huán)境(包括溫度和濕度），生成該典型負(fù)荷對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線。
[0045] 步驟S3:建立基于優(yōu)化分析的負(fù)荷分離模型，使得基于典型負(fù)荷曲線分離出的負(fù) 荷構(gòu)成疊加形成的負(fù)荷曲線與步驟1中待辨識(shí)部分的負(fù)荷曲線之間的誤差最小。
[0046] 步驟S4:輸出本次辨識(shí)負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量的結(jié)果，并跳轉(zhuǎn)至下一步驟。
[0047] (4)根據(jù)分離出的典型負(fù)荷類(lèi)型，利用EnergyPlus軟件仿真計(jì)算每一類(lèi)典型負(fù)荷 的DR物理潛力。
[0048] (5)根據(jù)該饋線下典型負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量，計(jì)算饋線負(fù)荷整體的聚合物理潛力。
[0049]按下式(1)和(2)所示計(jì)算饋線負(fù)荷整體的聚合物理潛力：
[0052] 其中，DRk,h為典型負(fù)荷k在h時(shí)段內(nèi)的需求響應(yīng)潛力，月=為該典型負(fù)荷k在h時(shí)段 的基線負(fù)荷，為該典型負(fù)荷響應(yīng)DR事件后的實(shí)際負(fù)荷曲線，DRbsp , h為該饋線負(fù)荷整體在 h時(shí)段內(nèi)的聚合響應(yīng)潛力;xk表示典型負(fù)荷k的數(shù)目，Nb表示典型負(fù)荷的類(lèi)型數(shù)目。
[0053] 以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn) 行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng) 待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種城市電網(wǎng)大型饋線需求響應(yīng)物理潛力的評(píng)估方法，其特征在于，所述評(píng)估方法 包括W下步驟： (1) 繪制待辨識(shí)部分的負(fù)荷曲線； (2) 構(gòu)建典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)； (3) 求取饋線下典型負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量； (4) 計(jì)算典型負(fù)荷的物理潛力； (5) 計(jì)算大型饋線負(fù)荷整體的聚合物理響應(yīng)潛力。2. 如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟(1)包括： (1-1)通過(guò)能量管理系統(tǒng)EMS獲取待評(píng)估饋線典型工作日和典型非工作的日負(fù)荷曲線； (1-2化廠用EMS分別得到典型工作日和典型非工作日的可辨識(shí)負(fù)荷曲線； (1-3)上述兩者相減得到待辨識(shí)部分負(fù)荷曲線。3. 如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟(2)中，讀取待評(píng)估饋線典型工 作日和典型非工作日的負(fù)荷曲線氣候區(qū)的外部氣象數(shù)據(jù)，并由化ergyPlus軟件仿真對(duì)應(yīng)氣 候區(qū)典型負(fù)荷的負(fù)荷曲線，形成典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)。4. 如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟(3)中，計(jì)算饋線下典型負(fù)荷類(lèi) 型和數(shù)量的負(fù)荷辨識(shí)優(yōu)化算法包括； (3-1)判斷典型負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)中是否具有待辨識(shí)饋線負(fù)荷曲線對(duì)應(yīng)的典型負(fù)荷數(shù)據(jù);若 是，直接辨識(shí)典型負(fù)荷數(shù)據(jù);否則， (3-2)用典型負(fù)荷模型和對(duì)應(yīng)待辨識(shí)饋線負(fù)荷曲線的時(shí)間和外部環(huán)境信息數(shù)據(jù)，生成 典型負(fù)荷的負(fù)荷曲線； (3-3)建立負(fù)荷分離模型，使由典型負(fù)荷曲線分離出的負(fù)荷疊加形成的負(fù)荷曲線與待 辨識(shí)負(fù)荷曲線的誤差最??； (3-4)輸出辨識(shí)負(fù)荷類(lèi)型和數(shù)量。5. 如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟(4)中，根據(jù)負(fù)荷分離模型分離 出典型負(fù)荷類(lèi)型，用化ergyPlus軟件仿真計(jì)算典型負(fù)荷的DR物理響應(yīng)潛力。6. 如權(quán)利要求1所述的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟(5)中，按下式（1)計(jì)算典型負(fù) 荷k在h時(shí)段內(nèi)的需求響應(yīng)潛力D化,h:(I) 其中，戶(hù)為該典型負(fù)荷k在h時(shí)段的基線負(fù)荷;為該典型負(fù)荷響應(yīng)DR事件后的實(shí) 際負(fù)荷曲線； 按下式(2)計(jì)算饋線負(fù)荷整體在h時(shí)段內(nèi)的聚合響應(yīng)潛力DRBSP.h:(2) 其中，Xk表示典型負(fù)荷k的數(shù)目，化表示典型負(fù)荷的類(lèi)型數(shù)目。
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK106096844SQ201610424996
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】王珂, 雍太有, 姚建國(guó), 楊勝春, 於益軍, 李亞平, 馮樹(shù)海, 劉建濤, 曾丹, 周競(jìng), 郭曉蕊, 毛文博, 王剛
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院