[發明專利]一種基于微調熱水器溫度設定點的能效優化方法

有效

• 申請號: 201911375102.0
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111244935B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 鄭秉公;趙國偉;姚志芳;李慧;白亦萱
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司大同供電公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 李硯明

本發明屬于負荷聚合及新能源有效消納領域，具體涉及一種基于微調熱水器溫度設定點的能效優化方法，主要是針對電熱水器負荷。首先建立單個熱水器負荷的分解模型和狀態序列模型。然后，通過人工免疫算法選出模型中符合條件的最優組合。最后，再通過最小二乘法計算組合中各分量的權重系數，使其總的聚合功率輸出與目標功率曲線最為接近，從而實現對目標的跟蹤。本發明充分考慮了用戶的舒適度，采用調節熱水器溫度設定點的方式，并通過人工免疫算法和最小二乘算法，實現清潔能源的能效優化。

技術領域

本發明屬于電力負荷識別技術領域，具體涉及一種基于微調熱水器溫度設定點的能效優化方法。

背景技術

近年來清潔能源發展迅速，是未來能源結構中的重要組成部分。然而，隨著裝機容量的提升，棄風棄光問題尤為突出。新版《需求側管理辦法》將綠色用電列為新的重點工作內容，從需求側促進清潔能源電力的消納。其中熱水器負荷可將電能以熱能形式進行存儲，與電池效果類似，負荷資源經科學的集群管控后可等效為一種儲能系統，是配合清潔能源消納的經濟可行方法。隨著新能源發電的發展，如何有效消納新能源已經成為一個棘手的問題。

發明內容

本發明為了解決現有技術中無法有效消納新能源的問題，通過微調電熱水器的設定值溫度和組合優化來調整其總功率以消耗新能源。

具體而言本發明提供了一種基于微調熱水器溫度設定點的能效優化方法，其特征在于，所述負荷管控方法包括以下步驟：

步驟S1：建立單個熱水器負荷的分解模型和狀態序列模型，獲取聚合功率的變化曲線；

步驟S2：獲取所述聚合功率的變化曲線中一定數量的剖面，通過人工免疫算法選出符合條件的最優組合；

步驟S3：計算所述最優組合中各分量的權重系數，使其總的聚合功率輸出與目標功率曲線最為接近實現對目標的跟蹤。

更進一步地，在步驟S1中，所述單個熱水器負荷的分解模型包括熱水器加熱過程和冷卻過程的模型。

更進一步地，步驟S1中，所述熱水器加熱過程模型為：

其中，是t+1周期內的熱水器入水的溫度，是t周期內的熱水器內部水溫，t+1周期內的熱水器內部水溫，η熱水器的能效比，P是熱水器額定功率，UA是自然散熱損耗系數，ε是溫度變化系數。

更進一步地，步驟S1中，所述熱水器冷卻過程模型為：

其中，是t+1周期內的熱水器入水的溫度，是t周期內的熱水器內部水溫，t+1周期內的熱水器內部水溫，ε是溫度變化系數。

更進一步地，步驟S3中，所述目標功率曲線與總的聚合功率輸出關系為：

其中，y₀是用來表示輸出目標的向量，y_S是用來表示選出的負荷組的向量，β是表示每一個負荷組的權重系數，F是目標函數，m是多對組合中功率曲線數量，n是熱水器工作周期的時間。

本發明的有益效果是：

本發明對于解決新能源不穩定性大，隨機性強，能效不高等問題具有顯著優勢。同時，也充分考慮了用戶的舒適度，放棄現有調節方式中強制關斷熱水器的方式，采用調節熱水器溫度設定點的方式，并通過人工免疫算法和最小二乘算法，實現清潔能源的能效優化。本方法對于提高清潔能源能效具有顯著效果，基本原理和分配算法簡單，實施方便。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種基于微調熱水器溫度設定點的能效優化方法的流程示意圖；