[發明專利]基于最優控制模型的典型負荷有序用電方法

在審

• 申請號: 201610003984.8
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105790292A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 黃明山;陳新春;梅華;王穎;張灝;李輝;都正周;歹志陽;陳淘;孔群景
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網寧夏電力公司銀川供電公司;河南許繼儀表有限公司;許繼集團有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

1.一種基于最優控制模型的典型負荷有序用電方法，其特征在于，步驟 如下：

根據用電負荷特性和臺變側公布的分時電價和反向發電的補貼方案，建立 數學模型，設定優化目標函數和可行域；

通過求解一個最優控制模型獲得每個用電負荷在每個時段的最優用電調 度策略值得到典型負荷有序用電控制方案；向量j∈Γ表示負載j 在整天每個時段的用電負荷；所有用戶用電設備集合Γ＝{1,2，…,N}；任意一個設 備j∈Γ。

2.根據權利要求1所述的基于最優控制模型的典型負荷有序用電方法， 其特征在于，包括以下步驟：

S1:根據用電負荷的特性，將用戶用電負荷分為3類：儲能負荷、溫控負 荷、基本負荷。設定所有用戶用電設備集合Γ＝{1,2，…,N}。

S2：將每個小時等分成若干相等的時間段ΔT,則每個小時段可以分為 其中L為正整數。那么一整天的時間從0:00至24:00劃分為H＝24L段， 記M＝{1,2,…,H}。時間段i∈M表示時間段區域[i-1,i]·ΔT，在每個時段，每個用 電負荷的用電策略保持不變；

S3：對于任意一個設備j∈Γ，假設在時間段i∈M上面的負荷為常數，并記 為并用向量j∈Γ表示負載j在整天的負荷；令為時間段 i∈M上面的所有用戶負荷之和；

S4：假定臺變側采用如下的分段電價收費函數

Ei(Li)=aiLi,0≤Li≤Li*aiLi*+bi(Li-Li*),Li≥Li*,0<ai≤bi---(1)]]>

其中a_i、b_i、為相應的常數；

S4：用戶i的設備j收取電費為：

S5：定義負荷峰值為：負荷平均值為：則峰平 比為：

PAR＝L_peak/L_avg(2)；

S6：假設電力公司制定根據當前時刻負荷情況下的補貼電費，采用如下補 貼函數：

Si(Li,Qi)=ciLiQi,Li≥Li**0---(3)]]>

式中c_i為常數，為相應的常數，L_i為當前時刻總的負荷，Q_i為當前時刻 總的放電負荷，記為負值。此處總的放電負荷Q_i可以表示為：函數

g(lji)=lji,lji<00,,lji≥0---(4);]]>

S7：基于前面的步驟，以最小化成本和峰平比為優化目標，以每個用電設 備、每個時段的負荷為控制對象，則優化目標函數為：

min f(lji)=Σi=1H(Ei(Li)+Si(Li,Qi))+λ·PAR=Σi=1H(Ei(Σj∈Γlji)+Si(Σj∈Γlji,Σj∈Γg(lji)))+λLavg·maxi∈MΣj∈Γlji---(5)]]>

式中λ為加權因子；

S8：對于任何一個設備j，用i_s,j表示負荷允許調度開始時間，i_e,j表示負荷 調度結束時間段，用電負荷在整個調度時間內的總負荷固定，記為常值P_j，即 在調度以外的時間，負載設備不工作，即0≤i＜i_s,j,i_e,j＜i≤H。

S9：對于任何一個用電設備，其負荷一般都有上下限，即如 果負荷為負值，表示為放電狀態；因此，總的約束條件為：

Ω1={lji,i∈M,j∈Γ|Σi=is,ji=ie,jlji=Pj,lji=0,0≤i<is,j,ie,j<i≤H,ljmin≤lji≤ljmax}]]>

S10：在一天總的負荷應該保持不變，即優化函數中L_avg為常值，具體為

Lavg=Σj∈ΓPj/H;]]>

S11：目標優化函數中含有最大值函數，不利于求最優值，采用增加一個 變量ρ，那么目標函數(5)可以表示為：

min f(lji)=Σi=1H(Ei(Σj∈Γlji)+Si(Σj∈Γlji,Σj∈Γg(lji)))+λHΣj∈ΓPj·ρ---(8)]]>

S12：增加約束條件：

Ω2={lji,i∈M,j∈Γ|Σj∈Γlji≤ρ}]]>

從而最終的約束條件為Ω₁∩Ω₂。