[發(fā)明專利]基于電器用電效用分級和用戶用電行為識別的削峰方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510647637.4
• 申請日: 2015-10-09
• 公開（公告）號: CN105243445A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何光宇;何勃興;何果紅;李川江;趙雪霖
• 申請（專利權(quán)）人: 上海上塔軟件開發(fā)有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在電力需求側(cè)的智能用電環(huán)境中，基于電器用電效用等級劃分方法和用戶用電行為識別，實時動態(tài)削減峰荷的方法。

背景技術(shù)

夏季空調(diào)等降溫用電負荷快速增加，我國多省份的用電負荷都連續(xù)創(chuàng)下新高，并在午后、傍晚等時段出現(xiàn)用電尖峰。用電尖峰將直接導致電網(wǎng)負荷率下降，峰谷差增大，使得電力系統(tǒng)運行的效率下降，損耗增加，安全性和可靠性降低，而且由于尖峰帶來的備用容量提高使得用電成本大幅度增加，不利于建設(shè)節(jié)能減排社會，因此削峰填谷、優(yōu)化電力負荷曲線是亟待解決的問題。

國外在電力需求側(cè)削峰等用電管理做出很多研究，研究的電器包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、電動車系統(tǒng)等大功率電器，針對負載特性、電費及用戶舒適度做出目標函數(shù)，綜合考慮實時電價、室內(nèi)外氣溫、預(yù)算等多參數(shù)，同時考慮了熱力動態(tài)模型、用戶用電分布、實際操作等約束，求解算法包括遺傳算法、粒子群算法、隨機優(yōu)化算法等。

國內(nèi)在生活用電領(lǐng)域的電力需求側(cè)管理與需求響應(yīng)優(yōu)化研究多為依據(jù)峰谷電價制定最優(yōu)用電策略，如基于峰谷電價和功率因數(shù)等信息建立用戶、電網(wǎng)和綜合效益模型等。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，本發(fā)明提供一種基于電器用電效用分級和用戶用電行為識別的削峰方法，可以針對個性化的用戶用電行為特征，自動實時給出削峰策略，削峰效果好，為實現(xiàn)自動需求響應(yīng)和需求側(cè)管理等的落地實施提供良好的技術(shù)支持。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于電器用電效用分級和用戶用電行為識別的削峰方法，包括以下步驟：

步驟一：給出削峰的目標函數(shù)。以削峰為主要目標的電力需求側(cè)管理，需要在目標時間段內(nèi)根據(jù)控制中心下發(fā)的削峰容量要求進行相應(yīng)的電器設(shè)備功率調(diào)整。用表示從過去某一參考時間點0經(jīng)過時間段T的研究時長，認為T是一個較長的時間周期，如一個星期或一個月。研究從時刻開始的節(jié)能優(yōu)化問題。

考慮目標區(qū)域R內(nèi)的電器Dr在T個時間段接受削峰調(diào)度的情況。△C(t)表示第t個時段要求的最小負荷削減量，電器負荷中斷補償價格為price(t)，t=1,2,…,T。電器d∈Dr的可中斷容量為C(d)。用x(d,t)=1表示第t時段削減第d個電器的負荷，x(d,t)=0表示第t時段不削減第d個電器的負荷。

目標函數(shù)f1為目標區(qū)域R在時間段[t0,T+t0]內(nèi)的用電效用等級之和，表示為：

目標函數(shù)f2為目標區(qū)域R在時間段[t0,T+t0]內(nèi)的總中斷補償費用，應(yīng)盡可能減小總中斷補償費用，具體表示為：

步驟二：給出削峰優(yōu)化的基本約束條件。

削峰約束g1為目標區(qū)域R在各個時段t的總削減負荷應(yīng)大于要求的最小負荷削峰量，表示為：

削峰約束g2為電器d的最大切負荷持續(xù)時間應(yīng)小于其最大持續(xù)時間約束，表示為：

削峰約束g3為電器d的兩次切負荷時間間隔應(yīng)大于其最小時間間隔約束，表示為：

步驟三：控制中心發(fā)出削峰響應(yīng)信號并給出削峰量，響應(yīng)開始。在時段t，根據(jù)采集到的電器運行狀態(tài)s(d,t)和環(huán)境參數(shù)V(r,t)進行實時用電模式自識別，通過建立隱馬爾可夫模型，對歷史數(shù)據(jù)進行學習，并利用學習算法和解碼算法獲得用戶用電行為識別結(jié)果，獲得用戶的用電行為。根據(jù)基于效用理論的電器用電效用等級劃分方法，獲得效用等級識別結(jié)果ut(s(d,t),V(r,t))。

步驟四：在時段t，針對處于負效用或低效用等級的電器，根據(jù)目標函數(shù)和約束條件，基于改進強度帕累托算法求解并獲得最優(yōu)控制策略。算法優(yōu)先關(guān)斷低效用或負效用等級的電器，再對高效用等級下的蓄冷蓄熱型電器進行優(yōu)化控制。由于蓄冷蓄熱型電器的儲能特征，如對蓄電池類或蓄冷蓄熱類的電器，暫時中斷其供電，在一定的時間范圍內(nèi)不會對用戶用電效用造成影響。但需要計算這類電器允許的最大切負荷時間。

步驟五：計算負荷削減量，判斷是否達到削峰條件。若未達到，以原削峰負荷量減去步驟四中獲得的負荷削減量為新的負荷削減目標，針對高效用等級的蓄冷蓄熱型電器，再次基于改進強度帕累托算法獲得最優(yōu)控制策略。若達到，繼續(xù)執(zhí)行步驟六。

步驟六：執(zhí)行控制策略，對步驟四和步驟五中求解得到的相應(yīng)電器實施切負荷控制。

步驟七：判斷下一個調(diào)度時間段響應(yīng)是否繼續(xù)進行，若繼續(xù)進行，則跳至步驟三；若不繼續(xù)進行，則響應(yīng)結(jié)束。