一種基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法，將負(fù)荷進(jìn)行剛性負(fù)荷和柔性負(fù)荷的解耦分類，建立負(fù)荷模型，進(jìn)一步地，將柔性負(fù)荷根據(jù)參與的需求響應(yīng)項(xiàng)目分為三類：電價(jià)項(xiàng)目、直接負(fù)荷控制項(xiàng)目、可中斷負(fù)荷項(xiàng)目，分類建立電價(jià)、直接負(fù)荷和可中斷負(fù)荷模型，模型的建立為后續(xù)的負(fù)荷優(yōu)化提供有力的數(shù)據(jù)資源；根據(jù)可控變量所能提供的最大消減負(fù)荷，直接負(fù)荷控制項(xiàng)目最大削減負(fù)荷、可中斷負(fù)荷項(xiàng)目最大削減負(fù)荷與供電缺口最大值之間的關(guān)系建立三種情況的優(yōu)化控制模型，在通過遺傳算法進(jìn)行求解，求得優(yōu)化執(zhí)行結(jié)果，進(jìn)而為實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行提供更多資源和策略。
【專利說明】一種基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全球資源環(huán)境壓力逐年增大，社會(huì)對(duì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求日益提高，要求未來電網(wǎng)必須能夠提供更加安全、清潔、可靠、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)，能夠適應(yīng)多種類型發(fā)電方式的需要，能夠適應(yīng)客戶的自主選擇需要，提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為此不同國(guó)家和組織同時(shí)提出建設(shè)智能電網(wǎng)，將智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，而需求響應(yīng)(Demand response,DR)則是需求側(cè)管理在競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)中的最新發(fā)展。智能電網(wǎng)的一個(gè)內(nèi)涵就是要求把用戶的積極性調(diào)動(dòng)起來，實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的雙向互動(dòng)，最終達(dá)到削峰填谷、提高能源利用率的目的。需求響應(yīng)作為互動(dòng)的解決方案，近年來得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]隨著需求響應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得電力終端用戶的角色發(fā)生了變化，原本被視作剛性的負(fù)荷逐步呈現(xiàn)出一定的彈性，電力用戶承擔(dān)著用電終端和能源的雙重作用，負(fù)荷側(cè)資源可以看作發(fā)電側(cè)資源的替代品。在用電高峰時(shí)段可以不采用拉閘限電的方法，而是通過需求響應(yīng)項(xiàng)目緩解電力供需矛盾，降低高峰時(shí)段的電力消耗，相較于發(fā)電裝機(jī)容量的投資，具有顯著的成本效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法，尤其提出不同情況下負(fù)荷優(yōu)化控制的方法，為實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行提供更多資源和策略。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法，包括以下步驟:
[0007]a:按照負(fù)荷的可控性對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行剛性負(fù)荷和柔性負(fù)荷的解耦分類，柔性負(fù)荷是指通過技術(shù)手段可以轉(zhuǎn)移或削減的負(fù)荷，且該過程具有成本效益，時(shí)間跨度符合要求；剛性負(fù)荷是指通過技術(shù)手段不可以轉(zhuǎn)移或削減的負(fù)荷；
[0008]b:建立負(fù)荷模型；負(fù)荷模型由剛性負(fù)荷和柔性負(fù)荷兩部分組成，用于表示負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，以及負(fù)荷與需求響應(yīng)指令之間的函數(shù)關(guān)系；負(fù)荷模型為:
[0009]Ltotal (t, P, DLC, IL) = Ls (t) +Lf (t, P, DLC, IL)①
[0010]式中，Ltotal表示總負(fù)荷；LS表示剛性負(fù)荷，是時(shí)間的函數(shù)；Lf表示柔性負(fù)荷，是時(shí)間和需求響應(yīng)指令的函數(shù)；t表示時(shí)間；需求響應(yīng)指令:包括電價(jià)P，直接負(fù)荷控制變量DLC,可中斷負(fù)荷變量IL ;需求響應(yīng)指令本身也是時(shí)間的函數(shù)，即不同時(shí)刻點(diǎn)有不同的需求響應(yīng)指令；
[0011]c:將柔性負(fù)荷根據(jù)參與的需求響應(yīng)項(xiàng)目分為三類:電價(jià)項(xiàng)目、直接負(fù)荷控制項(xiàng)目、可中斷負(fù)荷項(xiàng)目，并按照三項(xiàng)需求響應(yīng)項(xiàng)目，根據(jù)公式Lf(t，P，DLC，IL)=L1 (t, P) +L2 (t, DLC) +L3 (t, IL)②分類建立模型；[0012](I):與電價(jià)項(xiàng)目相關(guān)的柔性負(fù)荷模型:用戶的電力需求一般隨電價(jià)的變化而變化，但各類用戶的變化趨勢(shì)和幅度各不相同，整體變化規(guī)律可用拋物線模型或?qū)?shù)模型進(jìn)行表示，如公式③所示=L1 (t, P) = a+bP (t) +cP2 (t)或 L1 (t, P) = a+bln [P (t)]③;
[0013](2):與直接負(fù)荷控制項(xiàng)目相關(guān)的柔性負(fù)荷模型:直接負(fù)荷控制項(xiàng)目由實(shí)施機(jī)構(gòu)通過遠(yuǎn)程關(guān)閉或循環(huán)控制用戶的用電設(shè)備，控制過程中需要滿足用戶滿意度的
約束條件，如公式④所示:
【權(quán)利要求】
1.一種基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法，其特征在于:包括以下步驟:a:按照負(fù)荷的可控性對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行剛性負(fù)荷和柔性負(fù)荷的解耦分類，柔性負(fù)荷是指通過技術(shù)手段可以轉(zhuǎn)移或削減的負(fù)荷，且該過程具有成本效益，時(shí)間跨度符合要求；剛性負(fù)荷是指通過技術(shù)手段不可以轉(zhuǎn)移或削減的負(fù)荷； b:建立負(fù)荷模型；負(fù)荷模型由剛性負(fù)荷和柔性負(fù)荷兩部分組成，用于表示負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，以及負(fù)荷與需求響應(yīng)指令之間的函數(shù)關(guān)系；負(fù)荷模型為:
Ltotal (t, P, DLC, IL) = Ls (t) +Lf (t, P, DLC, IL)① 式中，Ltotal表示總負(fù)荷；LS表示剛性負(fù)荷，是時(shí)間的函數(shù)；Lf表示柔性負(fù)荷，是時(shí)間和需求響應(yīng)指令的函數(shù)；t表示時(shí)間；需求響應(yīng)指令:包括電價(jià)P，直接負(fù)荷控制變量DLC,可中斷負(fù)荷變量IL;需求響應(yīng)指令本身也是時(shí)間的函數(shù)，即不同時(shí)刻點(diǎn)有不同的需求響應(yīng)指令； c:將柔性負(fù)荷根據(jù)參與的需求響應(yīng)項(xiàng)目分為三類:電價(jià)項(xiàng)目、直接負(fù)荷控制項(xiàng)目、可中斷負(fù)荷項(xiàng)目，并按照三項(xiàng)需求響應(yīng)項(xiàng)目，根據(jù)公式Lf (t，P，DLC, IL)=L1 (t, P) +L2 (t, DLC) +L3 (t, IL)②分類建立模型； (1):與電價(jià)項(xiàng)目相關(guān)的柔性負(fù)荷模型:用戶的電力需求一般隨電價(jià)的變化而變化，但各類用戶的變化趨勢(shì)和幅度各不相同，整體變化規(guī)律可用拋物線模型或?qū)?shù)模型進(jìn)行表示，如公式③所示-.L1 (t, P) = a+bP (t) +cP2 (t)或 L1 (t, P) = a+bln [P (t)]③; (2):與直接負(fù)荷控制項(xiàng)目相關(guān)的柔性負(fù)荷模型:直接負(fù)荷控制項(xiàng)目由實(shí)施機(jī)構(gòu)通過遠(yuǎn)程關(guān)閉或循環(huán)控制用戶的用電設(shè)備，控制過程中需要滿足用戶滿意度的


N約束條件，如公式④所示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于需求響應(yīng)的負(fù)荷建模和優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述的步驟e中的優(yōu)化算法采用遺傳算法。
【文檔編號(hào)】H02J3/06GK103972896SQ201410200869
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】張景超, 安慶, 李強(qiáng), 孫芊, 王倩, 牛雨, 李帥, 屈博, 陳宋宋 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院