[發明專利]一種溫控負荷舒適度與頻率調節協同優化方法及系統

有效

• 申請號: 201910264554.5
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109980638B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 楊婕;劉桐語;馬鍇;田振華;王偉強;袁亞洲
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開了一種溫控負荷舒適度與頻率調節協同優化方法及系統，涉及智能電網頻率調節技術領域。本發明主要建立了考慮用戶不舒適度和跟蹤誤差的優化模型，提出了三種方案，在溫度設定值滿足約束條件，且目標函數收斂時，采用智能算法求解得到最優溫度設定值，從而降低了溫控負荷參與電網頻率調節服務的偏差和成本，保證了用戶的用電舒適度，實現了頻率調節偏差、輔助服務成本和用戶舒適度的協同優化，為基于溫控負荷的電網頻率調節服務提供一種可行的技術方案，為電網和用戶評估參與輔助服務的成本建立量化指標體系。

技術領域

本發明涉及智能電網頻率調節技術領域，特別是涉及一種溫控負荷舒適度與頻率調節協同優化方法及系統。

背景技術

在傳統的電網控制中，電力系統通過自動發電控制(AGC)調節發電側每臺發電機的輸出，以將頻率偏移保持在允許范圍內。在建設智能電網的過程中，頻率調整服務已成為國內外研究中作為電力市場輔助服務重要組成部分。作為智能電網的一部分，需求側管理(DSM)在輔助電網服務中發揮著重要作用。近年來，在需求側銷售市場的研究中，基于空調負荷的直接負荷控制方案引起了人們的廣泛關注。對于溫控負荷用于智能電網輔助服務，已經有很深入的研究，比如用于電網的峰值轉移，削峰填谷，頻率調節，跟蹤可再生能源發電等。對于溫控負荷的建模也多種多樣，比如一階微分動態模型，基于滑模控制器的雙線性模型，二階微分模型，考慮室內固體溫度的混合一階模型，考慮空調鎖定效應的狀態空間模型，每個模型的側重點都不一樣，刻畫動態溫度的精度也不一樣，各有自身的優點和缺點。對應的聚合溫控負荷的控制策略也有很多，比如調溫的滑模控制器，基于溫度優先級的開關控制策略，二階模型的狀態估計器反饋控制策略，基于內模控制的內模控制策略，隨機開關轉換的開關控制策略。提出的控制策略存在頻率調節偏差大、輔助服務成本較高的問題。另外，現有的研究工作對于用戶舒適度的建模和分析主要采用分段線性函數、二次函數和PPD-PMV函數模型等方法，其中PPD-PMV函數模型綜合考慮了空氣溫度、平均輻射溫度、相對濕度、空氣流速、代謝率和服裝熱阻等因素對人體舒適度的影響，可以更加全面的反應不同用戶對溫度的敏感程度。然而，現有的研究工作在使用溫控負荷提供頻率調節的過程中，沒有考慮到頻率調節偏差、服務成本和用戶舒適度的內在制約關系，無法實現供電質量成本與用戶舒適度的折衷優化。此外，已有的溫控負荷控制方法忽視了不同類型的溫控負荷用戶在頻率調節過程中的舒適度不均衡的問題，影響了用戶參與頻率調節服務的公平性。

發明內容

本發明的目的是提供一種溫控負荷舒適度與頻率調節協同優化方法及系統，降低溫控負荷參與電網頻率調節服務的偏差和成本，保證用戶的用電舒適度，實現頻率調節偏差、輔助服務成本和用戶舒適度的協同優化，為基于溫控負荷的電網頻率調節服務提供一種可行的技術方案，為電網和用戶評估參與輔助服務的成本建立量化指標體系。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種溫控負荷舒適度與頻率調節協同優化方法，包括：

確定初始參數；所述初始參數包括迭代總數、溫度設定值范圍、最大跟蹤誤差、第一設定閾值以及初始的溫度設定值；

以用戶總的不舒適度最小為目標，以溫度設定范圍和最大跟蹤誤差為約束條件，建立第一優化目標模型；

采用活躍目標粒子群算法，計算所述第一優化目標模型，得到當前目標解，并記錄當前迭代次數；

判斷所述當前目標解是否小于第一設定閾值，得到第一判斷結果；

若所述第一判斷結果表示所述當前目標解小于所述第一設定閾值，則保存所述當前目標解對應的溫度設定值，結束并退出迭代循環；

若所述第一判斷結果表示所述當前目標解大于或者等于所述第一設定閾值，則判斷所述當前迭代次數是否達到所述迭代總數，得到第二判斷結果；

若所述第二判斷結果表示所述當前迭代次數達到所述迭代總數，則保存所述當前目標解對應的溫度設定值，結束并退出迭代循環；