一種基于需求響應的負荷建模和優化控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于需求響應的負荷建模和優化控制方法，將負荷進行剛性負荷和柔性負荷的解耦分類，建立負荷模型，進一步地，將柔性負荷根據參與的需求響應項目分為三類：電價項目、直接負荷控制項目、可中斷負荷項目，分類建立電價、直接負荷和可中斷負荷模型，模型的建立為后續的負荷優化提供有力的數據資源；根據可控變量所能提供的最大消減負荷，直接負荷控制項目最大削減負荷、可中斷負荷項目最大削減負荷與供電缺口最大值之間的關系建立三種情況的優化控制模型，在通過遺傳算法進行求解，求得優化執行結果，進而為實際電力系統運行提供更多資源和策略。
【專利說明】一種基于需求響應的負荷建模和優化控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統自動控制【技術領域】，尤其涉及一種基于需求響應的負荷建模和優化控制方法。
【背景技術】
[0002]全球資源環境壓力逐年增大，社會對環保和可持續發展的要求日益提高，要求未來電網必須能夠提供更加安全、清潔、可靠、優質的電力供應，能夠適應多種類型發電方式的需要，能夠適應客戶的自主選擇需要，提供更加優質的服務。為此不同國家和組織同時提出建設智能電網，將智能電網作為未來電網的發展方向，而需求響應(Demand response,DR)則是需求側管理在競爭性電力市場中的最新發展。智能電網的一個內涵就是要求把用戶的積極性調動起來，實現用戶與電網的雙向互動，最終達到削峰填谷、提高能源利用率的目的。需求響應作為互動的解決方案，近年來得到了廣泛的關注。
[0003]隨著需求響應技術的不斷發展，使得電力終端用戶的角色發生了變化，原本被視作剛性的負荷逐步呈現出一定的彈性，電力用戶承擔著用電終端和能源的雙重作用，負荷側資源可以看作發電側資源的替代品。在用電高峰時段可以不采用拉閘限電的方法，而是通過需求響應項目緩解電力供需矛盾，降低高峰時段的電力消耗，相較于發電裝機容量的投資，具有顯著的成本效益。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種基于需求響應的負荷建模和優化控制方法，尤其提出不同情況下負荷優化控制的方法，為實際電力系統運行提供更多資源和策略。
[0005]本發明采用的技術方案為:
[0006]一種基于需求響應的負荷建模和優化控制方法，包括以下步驟:
[0007]a:按照負荷的可控性對用電負荷進行剛性負荷和柔性負荷的解耦分類，柔性負荷是指通過技術手段可以轉移或削減的負荷，且該過程具有成本效益，時間跨度符合要求；剛性負荷是指通過技術手段不可以轉移或削減的負荷；
[0008]b:建立負荷模型；負荷模型由剛性負荷和柔性負荷兩部分組成，用于表示負荷隨時間變化的曲線，以及負荷與需求響應指令之間的函數關系；負荷模型為:
[0009]Ltotal (t, P, DLC, IL) = Ls (t) +Lf (t, P, DLC, IL)①
[0010]式中，Ltotal表示總負荷；LS表示剛性負荷，是時間的函數；Lf表示柔性負荷，是時間和需求響應指令的函數；t表示時間；需求響應指令:包括電價P，直接負荷控制變量DLC,可中斷負荷變量IL ;需求響應指令本身也是時間的函數，即不同時刻點有不同的需求響應指令；
[0011]c:將柔性負荷根據參與的需求響應項目分為三類:電價項目、直接負荷控制項目、可中斷負荷項目，并按照三項需求響應項目，根據公式Lf(t，P，DLC，IL)=L1 (t, P) +L2 (t, DLC) +L3 (t, IL)②分類建立模型；[0012](I):與電價項目相關的柔性負荷模型:用戶的電力需求一般隨電價的變化而變化，但各類用戶的變化趨勢和幅度各不相同，整體變化規律可用拋物線模型或對數模型進行表示，如公式③所示=L1 (t, P) = a+bP (t) +cP2 (t)或 L1 (t, P) = a+bln [P (t)]③;
[0013](2):與直接負荷控制項目相關的柔性負荷模型:直接負荷控制項目由實施機構通過遠程關閉或循環控制用戶的用電設備，控制過程中需要滿足用戶滿意度的
約束條件，如公式④所示:
【權利要求】
1.一種基于需求響應的負荷建模和優化控制方法，其特征在于:包括以下步驟:a:按照負荷的可控性對用電負荷進行剛性負荷和柔性負荷的解耦分類，柔性負荷是指通過技術手段可以轉移或削減的負荷，且該過程具有成本效益，時間跨度符合要求；剛性負荷是指通過技術手段不可以轉移或削減的負荷； b:建立負荷模型；負荷模型由剛性負荷和柔性負荷兩部分組成，用于表示負荷隨時間變化的曲線，以及負荷與需求響應指令之間的函數關系；負荷模型為:
Ltotal (t, P, DLC, IL) = Ls (t) +Lf (t, P, DLC, IL)① 式中，Ltotal表示總負荷；LS表示剛性負荷，是時間的函數；Lf表示柔性負荷，是時間和需求響應指令的函數；t表示時間；需求響應指令:包括電價P，直接負荷控制變量DLC,可中斷負荷變量IL;需求響應指令本身也是時間的函數，即不同時刻點有不同的需求響應指令； c:將柔性負荷根據參與的需求響應項目分為三類:電價項目、直接負荷控制項目、可中斷負荷項目，并按照三項需求響應項目，根據公式Lf (t，P，DLC, IL)=L1 (t, P) +L2 (t, DLC) +L3 (t, IL)②分類建立模型； (1):與電價項目相關的柔性負荷模型:用戶的電力需求一般隨電價的變化而變化，但各類用戶的變化趨勢和幅度各不相同，整體變化規律可用拋物線模型或對數模型進行表示，如公式③所示-.L1 (t, P) = a+bP (t) +cP2 (t)或 L1 (t, P) = a+bln [P (t)]③; (2):與直接負荷控制項目相關的柔性負荷模型:直接負荷控制項目由實施機構通過遠程關閉或循環控制用戶的用電設備，控制過程中需要滿足用戶滿意度的
N約束條件，如公式④所示:
2.根據權利要求1所述的基于需求響應的負荷建模和優化控制方法，其特征在于:所述的步驟e中的優化算法采用遺傳算法。
【文檔編號】H02J3/06GK103972896SQ201410200869
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】張景超, 安慶, 李強, 孫芊, 王倩, 牛雨, 李帥, 屈博, 陳宋宋 申請人:國家電網公司, 國網河南省電力公司電力科學研究院, 國網河南省電力公司, 中國電力科學研究院