[實用新型]基于用戶舒適約束的家居溫控負荷需求響應控制結構

有效

• 申請號: 201320353182.1
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN203299668U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 王丹;梁偉;王旭東;袁世強;劉濤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;天津市電力公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

技術領域

本實用新型涉及供電領域，特別涉及一種基于用戶舒適約束的家居溫控負荷需求響應控制結構。

背景技術

需求響應（demand?response，DR）技術的不斷發展，為家居溫控負荷配用電集成領域的應用提供了新的思路，DR是指電力用戶針對電力價格信號或激勵機制作出響應，改變正常電力消費模式的市場參與行為。DR主要可劃分為基于反映市場行為的價格控制、基于電力系統運行特征的激勵控制兩大類方法。其中，直接負荷控制（direct?load?control，DLC）方法是一種重要的激勵型DR技術，通過給予用戶一定的激勵補償措施，然后基于高級通信、量測系統以及智能控制終端設備，對用戶用電設備進行關閉或開啟等操作。DLC算法一般適用于控制居民或小型的工商業用戶負荷，如典型的具有熱能儲存能力的溫控設備(家居電熱泵、電空調和電熱水器)等。初期DLC算法主要考慮電網利益，需要代價較高的激勵補償機制來控制用戶側設備。近期發展的DLC算法，如基于Fokker-Planck方程的辨識控制算法等，逐漸考慮到用戶側的舒適約束影響。部分文獻提出一種考慮用戶舒適約束的虛擬電廠模型，討論了系統保持靜態電壓穩定的切負荷措施，但是該類方法需要通過調節溫控設備的溫度設定值來實施控制方案，如果設備之間不能進行有效的配合，所控制負荷的多樣性將會喪失，這樣可能會引起系統負荷側功率的大幅振蕩。此外還有狀態隊列（State?Queueing,SQ）控制算法，采用直接改變溫控設備的狀態的方式來實現需求響應控制，避免了負荷的多樣性的喪失，采用該方法可以實現對熱水器和電熱泵設備的調節，用以提供系統負荷調節（load?regulation）和負荷跟隨（load?following）輔助服務。但是該方法沒有完整的提供用戶的舒適程度的建模細節，無法給出詳細的動態監控信息，如果考慮集成到系統側優化運行平臺之中，模型仍然需要進一步改進。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種能夠有效地搜集單個溫控負荷的操作約束，進而得到聚合溫控負荷群的調節能力的上下邊界，進行用戶舒適程度的動態模擬并結合外界需求響應目標為上層調度采取相應的預防措施提供可量化數據的基于用戶舒適約束的家居溫控負荷需求響應控制結構。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種基于用戶舒適約束的家居溫控負荷需求響應控制結構，包括溫度傳感器、溫控負荷狀態信號采集模塊、智能插座以及溫控負荷需求響應控制器，溫度傳感器、溫控負荷狀態信號采集模塊以及溫控負荷需求響應控制器依次連接，智能插座與溫控負荷狀態信號采集模塊連接，溫控負荷需求響應控制器與智能插座可控連接。

溫度傳感器采集需要監控的溫控設備的溫度信息并經溫控負荷狀態信號采集模塊傳輸給溫控負荷需求響應控制器。智能插座將溫控設備的開關狀態以及實際電功率信息經溫控負荷狀態信號采集模塊傳遞給溫控負荷需求響應控制器，溫控負荷需求響應控制器通過智能插座控制溫控設備的啟停。

優選的，溫度傳感器為多個，且多個溫度傳感器均與溫控負荷狀態信號采集模塊連接。

優選的，智能插座為多個，且多個智能插座均與溫控負荷狀態信號采集模塊連接。

優選的，溫控負荷需求響應控制器為STM32系列微控制器。

優選的，溫控負荷狀態信號采集模塊為STM32系列微控制器。

采用本實用新型的基于用戶舒適約束的家居溫控負荷需求響應控制結構具有如下優點：

1、直接對溫控設備的實時狀態施加控制約束，在通訊雙向可靠的前提下，有效的描述單個溫控負荷的操作約束，進而描述聚合溫控負荷群的調節能力的上下邊界，用以監控溫控負荷的調節范圍，進行用戶舒適程度的動態模擬；

2、可實時監控用戶的參與能力和可響應能力，及時發現系統控制目標超出負荷承受能力極限的預警信息，為上層調度采取相應的預防措施提供可量化數據，實現資源的優化配置節約了能源、減少浪費；

3、適用于具有相似熱力學特性的家居溫控設備，如電空調，電冰箱，熱水器等，有助于降低電力系統運行和建設成本，滿足實際應用中的多種需要。

附圖說明

圖1是本實用基于用戶舒適約束的家居溫控負荷需求響應控制結構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行進一步的詳細說明。