[發(fā)明專利]計及響應不確定性溫控負荷聚合響應潛力評估方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107368940A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 李亞平;馮樹海;王珂;蘇大威;趙奇;錢甜甜;田世明;卜凡鵬;劉建濤;郭曉蕊;徐春雷;周競;毛文博;王剛
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)江蘇省電力公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發(fā)明涉及一種評估方法，具體涉及一種計及響應不確定性溫控負荷聚合響應潛力評估方法及系統(tǒng)。

背景技術

居民用戶中的空調/熱水器等溫控負荷具有快速響應調度指令的能力，且在數(shù)分鐘～幾十分鐘內短時增加或減少用電量對用戶的用電需求和用電體驗影響很小，是短時間尺度上優(yōu)質和寶貴的可調度資源。及時掌握溫控負荷(Thermostatically Controlled Loads,TCLs)的響應潛力信息，對于充分利用溫控負荷的可調節(jié)能力以及制定對應的需求響應機制具有重要的意義。目前，對于單個溫控負荷潛力的研究方法較為成熟，通過數(shù)學建模或物理測試的方法都能夠較為準確地得到單個溫控負荷的物理潛力。然而，當擴大到區(qū)域電網(wǎng)內成千上萬的溫控負荷資源時，受制于負荷參數(shù)不同、計算量大、響應機制缺乏等因素，針對溫控負荷聚合響應潛力的研究一直不足。此外，柔性負荷在實際響應過程中存在不確定性，當前評估方法中較少考慮負荷響應的分布特性。

發(fā)明內容

為解決上述現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種計及響應不確定性溫控負荷聚合響應潛力評估方法及系統(tǒng)，在溫控負荷聚合建模的基礎上，能夠有效評估給定需求響應機制下的TCLs聚合響應潛力及其分布特性，為溫控負荷參與電網(wǎng)調控運行或制定合理的需求響應政策奠定基礎。

本發(fā)明的目的是采用下述技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種計及響應不確定性的溫控負荷聚合響應潛力評估方法，其改進之處在于：

根據(jù)預先建立的TCLs的近似聚合模型計算TCLs聚合體的用電功率；

根據(jù)TCLs聚合體用電功率的變化率計算TCLs聚合體的可削減度，并確定TCLs聚合體的可控度和可接受度；

根據(jù)TCLs聚合體的可削減度、可控度和可接受度計算TCLs聚合響應潛力的期望值及分布特性。

進一步地，在建立TCLs的近似聚合模型之前，采用均勻分布或正態(tài)分布模擬溫控負荷TCLs典型參數(shù)的概率密度函數(shù)；

對于服從均勻分布的TCLs參數(shù)，其概率密度函數(shù)表示為：

其中：X代表TCLs的典型參數(shù)，包括溫控負荷TCLs的熱容、熱阻、用電功率、能效比；a表示TCLs的典型參數(shù)X取值的下限，b表示TCLs的典型參數(shù)X取值的上限；

對于服從正態(tài)分布的TCLs參數(shù)，其概率密度函數(shù)表示為：

其中：μ表示TCLs的典型參數(shù)X的數(shù)學期望；σ表示TCLs的典型參數(shù)X的標準差。

進一步地，所述TCLs的近似聚合模型表示為：

其中：P_agg為N個TCLs聚合體的穩(wěn)態(tài)聚合功率，P_i為單個TCL-i的用電功率，p_on,i為單個TCL-i的占空比；

優(yōu)選的，單個TCL-i的占空比表示為：

其中：T_c,i和T_h,i分別表示單個TCL-i的開機周期和停機周期。

進一步地，所述計算TCLs聚合體的用電功率，包括：

計算TCLs聚合體的用電功率上下限；

計算TCLs聚合體的用電功率區(qū)間中值。

進一步地，所述TCLs聚合體的用電功率上下限分別表示為：

優(yōu)選的，所述TCLs聚合體的用電功率區(qū)間中值表示為：

其中：和分別表示TCLs聚合體的用電功率上限和下限；N為TCLs的數(shù)量；θ_a為評估時段的室外溫度；E[X]表示TCLs的典型參數(shù)的數(shù)學期望，E[θ_set]表示TCLs溫度設定值的數(shù)學期望；E[δ]表示TCLs溫度死區(qū)的數(shù)學期望；E[η]表示TCLs能效比的數(shù)學期望；E[R]表示TCLs熱阻的數(shù)學期望；a表示TCLs的典型參數(shù)X取值的下限。

進一步地，所述TCLs聚合體的可削減度表示為：

其中：表示h時段內TCLs聚合體的基準用電功率的平均值；表示需求響應事件期間h時段內TCLs聚合體用電功率的平均值；s_h表示TCLs聚合體的物理潛力；s_h＞0表示TCLs聚合體的負荷削減潛力；反之，s_h＜0表示TCLs聚合體的負荷增加潛力；

優(yōu)選的，所述TCLs聚合體的可控度c_h的取值在0～100％之間。