[發明專利]一種負荷聚合商的多家庭用電能量需求響應調控方法

在審

• 申請號: 201711383689.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108279566A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 王燕;朱豐澤;王俊偉
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種負荷聚合商的多家庭用電能量需求響應調控方法，包括以下步驟：1、采用聚類分析法根據溫變參數和特征溫差的相似性分別對加入負荷聚合商的熱水器和空調分組，得到若干熱水器聚合體和空調聚合體；2、確定每組聚合體的開啟、關閉控制周期并預測每組聚合體的負荷可控容量；3、根據負荷可控容量制定投標計劃，再根據中標結果，以最小化負荷實際削減量與調度計劃量的偏差為目標，按照設定的約束條件進行調控。與現有技術相比，本發明通過分組輪停控制，在簡化了狀態隊列法控制方案的同時，更進一步挖掘了家庭電器的需求響應潛力，使得削減后的總負荷曲線更平穩，負荷聚合商能夠獲得更好的收益，適用于參數不同的負荷群體。

技術領域

本發明涉及電力市場與經濟領域，尤其是涉及一種負荷聚合商的多家庭用電能量需求響應調控方法。

背景技術

為應對能源和環境危機，風電等隨機性間歇式電源接入電網的規模日益增加，這對電力系統備用容量及其合理配置提出了更高的要求。為此，發達國家大力挖掘需求響應資源，以促進電力資源優化配置和保證電力系統安全可靠經濟運行。過去，需求響應資源的應用主要集中于大用戶，居民家庭等中小用戶則視為傳統用電負荷。隨著智能電網和電力市場的發展，高級量測體系(advanced metering infrastructure，AMI)、自動化控制和信息通信的技術進步，以及負荷聚合商(load aggregator，LA)、負荷整形商等新興市場主體及其商業模式的創新，為挖掘中小用戶這類需求響應資源的潛力提供了技術和經濟支撐。

LA作為新的專業化需求響應整合者，最先出現在發達國家，它使得具有調節能力的中小負荷能夠作為需求響應資源參與到電力市場中。中小用戶的空調、熱水器等用電負荷具備一定熱存儲能力，以下稱為“儲能電器”。故LA通過與眾多用戶簽訂直接負荷控制、可中斷合同，獲得對這些儲能電器的控制權，通過整合控制參與市場，能夠提供更豐富、更便宜的需求響應資源，有利于電力系統的安全、可靠與經濟運行。

現有研究中主要有以下兩方面：(1)平均分組法：以可控容量對空調負荷群進行平均分組，但它只適用于空調熱力學參數具有群組相近特征的情況，且分組中沒有考慮空調負荷的熱力學參數差異對負荷削減控制穩定性的影響；(2)狀態隊列法：以溫度區間將空調運行狀態分組并設定啟停轉換溫度，能夠得到穩定的可控容量且控制簡便，但通用性較差，只適合熱力學參數比較接近的群體，并且并不能充分挖掘所有個體的需求響應潛力。

上述兩種方法均存在兩個問題：第一就是適用于熱力學參數相近，對于熱力學參數差異大的群體不適用；第二個就是可控容量固定，不能隨著目標函數的改變而改變，不適用于實際的應用環境。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種負荷聚合商的多家庭用電能量需求響應調控方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種負荷聚合商的多家庭用電能量需求響應調控方法，包括以下步驟：

S1、采用聚類分析法根據溫變參數和特征溫差的相似性分別對加入負荷聚合商的熱水器和空調分組，得到若干熱水器聚合體和空調聚合體；

S2、確定每組聚合體的開啟、關閉控制周期并預測每組聚合體的負荷可控容量；

S3、根據負荷可控容量制定投標計劃，再根據中標結果，以最小化負荷實際削減量與調度計劃量的偏差為目標，按照設定的約束條件進行調控。

優選的，所述步驟S1得到的若干熱水器聚合體和空調聚合體中，若每組聚合體的受控電器數目較多，則采用高斯分布對每組聚合體中的個體再次分組。

優選的，所述熱水器的溫變參數為電熱水器熱阻和電熱水器熱容的乘積，熱水器的特征溫差為電熱水器額定熱功率和電熱水器熱阻的乘積；所述空調的溫變參數為空調機組的傳導熱阻和室內空氣的熱容的乘積，空調的特征溫差為空調機組的額定制冷功率和傳導熱阻乘積。