[發明專利]一種基于家庭綜合能源需求響應的電力削峰決策方法

在審

• 申請號: 202110162790.3
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112990541A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 熊煒;粟世瑋
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06;H02J3/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種基于家庭綜合能源需求響應的電力削峰決策方法，包括以下步驟：1)根據家庭用戶綜合用能的實際情況，將綜合能源系統按照家庭用能特性進行歸簡；2）家庭綜合用能需求響應建模；3）家庭綜合需求響應模型求解；4）家庭綜合需求響應方法的應用與決策。本發明提供的一種基于家庭綜合能源需求響應的電力削峰決策方法，根據家庭用戶的綜合能源日負荷歷史數據，進行家庭綜合能源需求響應分析，從家庭用戶的用能特性出發，考慮家庭用能的經濟支出和家庭用戶的舒適度，以電能削峰調節為目的，通過電價的調整激勵作為手段進行優化的決策方法。本方法目前以電力削峰為目的，進一步可以推廣應用到分時段精準調峰填谷，甚至可以提前為新能源消納留下裕度。

技術領域

本發明涉及綜合能源系統與運籌領域，具體涉及一種基于家庭綜合能源需求響應的電力削峰決策方法。

背景技術

隨著國家在綜合能源系統方面的推進，綜合能源應用技術的相關研究也日趨成熟。綜合能源系統在供方，包含電，熱，氣等多種能源形式，在傳輸部分，有多條通道能路，在負荷端，同樣包含多種能源之間的協調利用，實現不同能源形式之間的優勢互補，比如電能響應快，但不易儲存，而熱能具有熱慣性，響應慢，但是儲存技術成熟。另一方面，電能轉熱能，在同單位下，費用較高，而氣轉熱，費用較低。

在綜合能源系統中，供應能源包含多種能源形式，如圖1中所示，目前常用有風，光，煤炭，天然氣，這些一次能源需要轉化加以利用。風能通過風電機組轉化為電能，光能通過光伏系統轉化為電能，煤炭通過火電機組轉為電能，天然氣通過燃氣輪機轉為熱能和電能。在負荷側，用戶常用負荷有電負荷形式，熱負荷和氣負荷。在綜合能源系統中，強調不同能源形式之間的互補特性，儲能裝置可以穿插在綜合能源系統的各個環節。在初次能源中，煤炭和天然氣就易于儲存，在能源利用環節后，熱能和天然氣同樣易于大容量儲存，在用戶側，各種能源也有不同的儲存形式和特點。

在綜合能源系統中，用戶在一個時段內不再是單一的增加或減少電能的使用，而是可以通過轉換能源類型來配合響應，同樣可以達到電力負荷削峰的目的，但是用戶的生活便利和舒適度卻影響不大。有部分文獻進行了相關領域的研究。例如考慮智慧能源小區內的綜合需求響應，打造智慧能源小區(胡澤升，陸俊，黃瑞等.計及需求響應的智慧能源小區熱電耦合系統用能優化方法.電力系統自動化[J]，2020,44(12)：23-33)。也有考慮工業園區內的多能優化調度(陳瑜瑋，王彬，潘昭光等.計及用戶靈活性和熱慣性的多能園區優化調度：研發及應用.電力系統自動化[J]，2020,44(18)：1-10)。還有在考慮用戶舒適度的情況下，通過經濟分析研究用戶響應行為的數學建模方法(王志強，王珊，張馨月等.計及用戶響應行為差異性的區域電采暖負荷特性建模.電力系統自動化[J]，2019,43 (7)：67-73)。

對于南方家庭用戶來說，不存在冬天的暖氣供應問題，其家庭的主要能源入口主要分為電網和天然氣管道，因此可以對家庭的能源需求模型進行簡化，從而方便進行削峰的調控。

現有技術中也有進行削峰的方法，中國專利文獻CN 106950840A記載了一種面向電網削峰的綜合能源系統分層分布式協調控制方法，將能源系統分為上層控制系統和下層控制系統，方法包括以下步驟：1)下層控制系統對用戶進行自趨優化控制；2)上層控制系統采集關口的功率信息，判斷能源系統整體峰值是否滿足實際需求；3)上層園區增加直調儲能出力和發電機出力；4)上層控制系統再次判斷關口功率是否越限；5)上層控制系統對下層可調節用戶下發指令，互動用戶對自身負荷進行合理調整；6)上層控制系統繼續判斷關口功率是否越限；7)上層園控制系統對下層可中斷用戶下發指令，互動用戶對自身負荷進行合理中斷。能夠解決多種能源相互耦合、協調互補困難的問題，削峰填谷，實現與電網的友好互動。

但目前研究綜合能源系統的，大多集中在整體的經濟成本優化以及新能源的消納方面，有一部分研究用戶側的需求響應，但是研究的目的仍然是為了經濟成本和新能源消納，而且很少考慮家庭用戶的用能特性。

發明內容