本發明涉及一種區域能源互聯網中柔性負荷控制系統的有功功率控制策略以及計及用戶側發電的配電網自動控制
技術領域：
：，尤其涉及柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法。
背景技術：
：：隨著配電網負荷側控制技術的逐步研究深入，以電能為支撐，綜合利用冷、熱、電、熱水等多種分布式能源的柔性負荷控制系統是一種全新的區域配電網組織形式，它充分利用負荷側的能動性及用戶側發電的即發即用特性，提高了負荷側的用電經濟性。現有技術中，對于出現負荷不平衡情況時(不平衡是指在區域電網的總有功功率缺額大于零或小于零)，通常會通過直接切除負荷或者切除發電設備的方式，這種調節控制方式雖然能夠快速實現負荷平衡，但是也會造成對系統的沖擊，而且十分影響用戶體驗。技術實現要素：本發明的目的是提供一種柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法，用于解決區域電網的用戶體驗差和系統穩定性問題。為實現上述目的，本發明的一種柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法包括：在區域電網的總有功功率缺額大于零時，所述總有功功率缺額是區域電網的有功負荷總量與區域電網的計劃用電之差，步驟如下：1)增加該區域電網的發電功率；2)減小該區域電網的用電功率：減小該區域電網的柔性負荷的用電功率，若有功功率仍然不平衡，則切除可切負荷。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的一種改進，該方法中所述增加該區域電網的發電功率步驟中，增加用戶側發電功率，判斷總有功功率缺額是否為零，若不是，則投入該區域電網的替代能源或者增加該區域電網的替代能源的發電功率。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的另一種改進，該方法中所述減小該區域電網的用電功率步驟中減小該區域電網的柔性負荷的用戶功率包括：減小可調負荷的用電功率，判斷總有功功率缺額是否為零，若不是，則減小可轉移負荷的用電功率，判斷總有功功率缺額是否為零，若不是，則減小雙向可控儲能站點的用電功率。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的進一步改進，該方法中所述切除可切負荷時，相應修改并更新該區域電網的有序用電計劃。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的另一種進一步改進，該方法中所述投入該區域電網的替代能源或者增加該區域電網的替代能源的發電功率時，相應修改更新該區域電網的有序用電計劃。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的更進一步改進，該方法中所述減小可調負荷的用電功率、所述減小可轉移負荷的用電功率或者所述減小雙向可控儲能站點的用電功率時，相應修改并更新該區域電網的有序用電計劃。為實現上述目的，本發明的另一種柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法包括：在區域電網的總有功功率缺額小于零時，所述總有功功率缺額是區域電網的有功負荷總量與區域電網的計劃用電之差，步驟如下：1)增加該區域電網的用電功率：增加可切負荷的用電功率，若有功功率仍然不平衡，則增加該區域電網的柔性電荷的用電功率；2)減小該區域電網的發電功率。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的一種改進，該方法中所述增加該區域電網的用電功率步驟中增加該區域電網的柔性負荷的用戶功率包括：增加可轉移負荷的用電功率，判斷總有功功率缺額是否為零，若不是，則增加雙向可控儲能站點的用電功率，判斷總有功功率缺額是否為零，若不是，則增加可調電荷的用電功率。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的另一種改進，該方法中所述減小該區域電網的發電功率步驟中，減小該區域電網的替代能源的發電功率，判斷總有功功率缺額是否為零，若不是，則減小用戶側發電功率。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的進一步改進，該方法中所述增加可切負荷的用電功率時，相應修改并更新該區域電網的有序用電計劃。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的另一種進一步改進，該方法中所述增加可轉移負荷的用電功率、所述增加雙向可控儲能站點的用電功率或者所述增加可調負荷的用電功率時，相應修改并更新該區域電網的有序用電計劃。作為本發明上述柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法的更進一步改進，該方法中所述減小該區域電網的替代能源的發電功率時，相應修改更新該區域電網的有序用電計劃。本發明在該區域電網的總有功功率缺額大于零的情況下，采用首先考慮增加該區域電網的發電功率的方式，若不能達到調節需求再考慮減小該區域電網的用電功率的方式進行調節，并且在利用減小該區域電網的用電功率的方式調節的過程中，采用先減小該區域電網的柔性負荷的用電功率，再考慮減小可切負荷的用電功率。這樣的調節順序有利于提升用戶體驗，在能夠調節的范圍內，盡量減少對用戶使用的影響，并且減小對系統沖擊的可能性，有助于提到系統穩定性。在增加該區域的發電功率的過程中，優先考慮增加用戶側的發電功率，若不能滿足調節需求再考慮替換能源的利用，這樣的順序能盡可能減少用電計劃的更改，達到更有效、合理地預測規劃整體用電計劃。在減小該區域電網的柔性負荷的用電功率的過程中，首先考慮減小可調負荷的用電功率，其次是減小可轉移負荷的用電功率，最后仍不能達到調節需求再考慮減小雙向可控的儲能站點的用電功率。優先考慮可調負荷，是基于可調負荷的優良的性能。不首先調節可轉移負荷是考慮到，可轉移負荷對時間影響不敏感，例如洗衣機等負荷，若首先調節可轉移負荷還需要另行安排工作時間，造成后續控制過程繁瑣。同理，優先考慮的可調負荷，不首先調節雙向可控的儲能站點的用電功率也是出于此考慮，盡量避免另行安排工作時間，減少后續繁瑣控制過程。首先考慮減小可調負荷的用電功率，其次是減小可轉移負荷的用電功率，最后仍不能達到調節需求再考慮減小雙向可控的儲能站點的用電功率，能夠盡可能地降低改變過程對系統的沖擊，解決了調節過程中系統的穩定性問題。本發明在該區域電網的總有功功率缺額小于零的情況下，采用首先考慮增加該區域電網的用電功率的方式，并且在利用增加該區域電網的用電功率的方式調節的過程中，采用先增加該區域電網的可切負荷的用電功率，再考慮增加柔性負荷的用電功率，若不能達到調節需求再考慮減小該區域電網的發電功率的方式進行調節。這樣的調節順序有利于提升用戶體驗，在能夠調節的范圍內，盡量減小對用戶使用的影響，減小對系統沖擊的可能性，有助于提到系統穩定性，并且充分利用區域內的可再生能源及多種其他能源。在增加該區域電網的柔性負荷的用電功率的過程中，首先考慮增加可轉移負荷的用電功率，其次是增加雙向可控的儲能站點的用電功率，最后仍不能達到調節需求再考慮增加可調負荷的用電功率，是基于用電計劃的安排和提升用戶體驗。優先考慮增加可轉移負荷的用電功率以及增加雙向可控的儲能站點的用電功率，是考慮到對用電計劃中的安排以及用戶體驗密切相關的可轉移負荷(例如洗衣機等負荷)以及雙向可控的儲能站點能夠得到及時的安排響應，并且在此基礎上能夠盡可能地降低改變過程對系統的沖擊的可能性，解決了調節過程中系統的穩定性問題。在減小該區域的發電功率的過程中，優先考慮減小替代能源的發電功率，若不能滿足調節需求再考慮減小用戶側的發電功率，這樣的順序能最大化區域電網內的用戶側發電，提供用電的經濟性，達到更有效、合理地預測規劃整體用電計劃。本發明針對區域電網內柔性負荷有功功率控制提出了一種有效的閉環控制策略。柔性負荷不再只是籠統的可調負荷，而是包括用戶側發電、電動汽車、大型樓宇中央空調等設備在內的，有具體應用場景和用電特性的可控單元。充分利用不同用電特性的柔性負荷的響應特性，提高了柔性負荷的控制合理性和決策速度，建立合理的能源分配與節能策略，提高用戶側發電的經濟性，保障能源的持續可控供應，實現區域內多種能源協調控制和綜合能效管理。附圖說明圖1是柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。Pcur表示當前區域電網的有功負荷總量，Pplan表示當前區域電網的計劃用電，ΔPvacancy表示當前區域電網內的總有功功率缺額，則ΔPvacancy＝Pcur-Pplan區域電網內的用電功率差額裕度由ε表示。當|ΔPvacancy|-ε>0時，系統的用電情況不滿足用電計劃要求，則系統采用本發明的柔性負荷控制系統中有功功率不平衡的調節方法。如圖1所示，當系統運行于有功功率不平衡的情況時，系統執行有功功率不平衡的動態功率調節方法，該方法將逐步調節區域電網內的柔性負荷，直至達到用電計劃范圍內。控制包括以下步驟：Step1：若ΔPvacancy＝0，表示用電功率滿足計劃需求，則策略結束。當ΔPvacancy>0時，表示系統當前的用電功率大于用電計劃值，執行step2；當ΔPvacancy<0時，表示系統當前的用電功率小于用電計劃值，執行step3。Step2：Step2-1：檢測區域電網內的用戶側發電可增大功率ΔPrenew，ΔPrenew＝Prenew.max-Prenew.cur式中，Prenew.cur表示用戶側發電的當前出力，Prenew.max表示預測所得的用戶側發電當前最大可出力。若ΔPrenew≤0，則用戶側發電已達到最大，不可調節，轉入step2-2。若ΔPrenew>0，則需要綜合考慮自發電經濟性，若增大用戶側發電后經濟性指標仍合格，則增大區域電網內的可再生能源出力，調節后返回step1。Step2-2：檢測區域電網內的替代能源是否可以啟動替換，如地源熱泵、儲冰空調等，可替代的能源折算為電能ΔPsubsitution，ΔPsubsitution＝Psubsitution.max-Psubsitution.cur式中，Psubsitution.cur表示當前其他能源供給的用戶用電折算為電能的功率，Psubsitution.max表示區域電網內多種能源可提供的最大用電功率。若ΔPsubsitution≤0，則不能通過電能替代減小用電功率，轉入step2-3。若ΔPsubsitution>0，通過電能替代，綜合利用區域內的多種能源，減小用電功率，并安排替代能源在負荷低谷時恢復，如儲冰空調制冰等，調節后轉入step4。Step2-3：檢測區域電網內的可調負荷的用電功率Padjustable.cur，如智能樓宇的空調溫度、大型車間的可調照明等，若Padjustable.cur≤0，則不能通過減小可調負荷用電來減小用電功率，轉入step2-4。若Padjustable.cur>0，則調小可調負荷用電，計算可調負荷以當前功率運行的最大時長，安排被調小的負荷恢復用電的時間，調節后轉入step4。Step2-4：檢測區域電網內是否有可轉移負荷Ptrans.cur已經投入。若Ptrans.cur≤0，即區域電網內當前沒有投入可轉移負荷，不可調節，轉入step2-5。若Ptrans.cur>0,即有可轉移負荷正在用電，則減小可轉移負荷的投入功率，并安排被轉移的負荷在低谷時間內用電，調節后轉入step4。Step2-5：檢測區域電網內的雙向可控的儲能站點(如電動汽車充換電站等)的荷電狀態，若荷電狀態不滿足備用需求，則不可調節，轉入step2-6。若荷電狀態滿足備用需求，即SOCcur≥SOCmin，式中，SOCcur表示當前區域電網內儲能設備的荷電狀態，SOCmin表示儲能剩余電量下限。當荷電狀態滿足備用需求時，則檢測當前是否有可以停止充電的儲能設備個數Δn，通過減少在充的電池數量來降低區域內的用電功率，之后計算雙向可控的儲能電站內電池的可中斷充電時長tcut，安排電池恢復充電時間，調節后轉入step4。Step2-6：檢測區域電網內是否存在可切負荷Pcut.cur，Pcut.cur表示當前區域內正在用電的可切負荷功率。若Pcut.cur≤0，即區域電網內當前沒有可切負荷，不可操作，返回step1。若Pcut.cur>0,即存在可切負荷，則切斷該負荷，計算被切負荷的補貼及可切除時間，并安排被切負荷的恢復用電時間，調節后轉入step4。Step3：Step3-1：檢測區域電網內是否有可切負荷未投入，ΔPcut＝Pcut.max-Pcut.cur式中，Pcut.max表示區域電網內的總可切負荷用電功率，Pcut.cur表示正在用電的可切負荷功率。ΔPcut即為可投入的負荷功率。若ΔPcut≤0，即區域電網內當前沒有可投入的負荷，不可操作，轉入step3-2。若ΔPcut>0,即存在可投負荷，則逐步投入負荷，投入后轉入step4。Step3-2：檢測區域電網內的可轉移負荷功率是否可以增大，ΔPtrans＝Ptrans.max-Ptrans.cur式中，Ptrans.max表示區域電網內的總可轉移負荷用電功率，Pcut.cur表示正在用電的可轉移負荷用電功率。ΔPtrans即為可投入的負荷功率。若ΔPtrans≤0，即區域電網內當前沒有可投入的負荷，不可操作，轉入step3-3。若ΔPtrans>0,即存在未投入的可轉移負荷，則逐步投入負荷，增加可轉移負荷用電，調節后轉入step4。Step3-3：檢測區域電網內的雙向可控的儲能站點(如電動汽車充換電站等)的荷電狀態，若荷電狀態不滿足備用需求，則不可調節，轉入step3-4。若荷電狀態滿足備用需求，即SOCcur≥SOCmin，式中，SOCcur表示當前區域電網內儲能設備的荷電狀態，SOCmin表示儲能剩余電量下限。當荷電狀態滿足備用需求時，則檢測當前是否有可以啟動充電的儲能設備個數Δn，通過增加在充的電池數量來提高區域內的用電功率，之后計算雙向可控的儲能電站內以當前功率充電的最大充電時長tin，安排電池停止充電的時間，調節后轉入step4。Step3-4：檢測區域電網內的可調負荷功率是否可以增大，ΔPadjustable＝Padjustable.max-Padjustable.cur式中，Padjustable.max表示區域電網內的總可調負荷用電功率，Pcut.cur表示正在用電的可調負荷的功率。ΔPadjustable即為可增加的可調負荷用電功率。若ΔPadjustable≤0，即區域電網內當前沒有可增加的可調負荷，不可操作，轉入step3-5。若ΔPadjustable>0,即存在可增大的可調負荷，則逐步增大可調負荷用電功率，調節后轉入step4。Step3-5：檢測區域電網內通過電能替代減少的用電功率Psubsitution.cur，若Psubsitution.cur≤0，則不可操作，轉入step3-6。若Psubsitution.cur>0，則減小通過電能替代方式承擔的用電功率，如停止采用地源熱泵調節室溫；或安排其他能源恢復儲備，如安排蓄冰空調制冰等。調節后轉入step4。Step3-6：通過棄光、棄風等途徑減小用戶側發電功率，調節后轉入step4。Step4：修改并更新區域電網的有序用電計劃，返回step1。上述實施例中步驟Step2-1和Step2-2屬于增加該區域電網的發電功率，步驟Step2-3、Step2-4以及Step2-5都屬于減小該區域電網的柔性負荷的用電功率，Step2-6是減小可切負荷的用電功率，這樣的調節順序有利于提升用戶體驗，在能夠調節的范圍內，盡量減少對用戶使用的影響。在增加該區域的發電功率的過程中，步驟Step2-1是增加用戶側的發電功率，Step2-2是增加替代能源的提供電能，優先考慮增加用戶側的發電功率，若不能滿足調節需求再考慮替換能源，這樣的順序能盡可能減小用電計劃的改變，提高用戶側發電的經濟性，保障能源的持續可控供應，達到更有效、合理地預測規劃整體用電計劃。在減小該區域電網的柔性負荷的用電功率的過程中，步驟Step2-3是減小可調負荷的用電功率，Step2-4是減小可轉移負荷的用電功率，Step2-5是減小雙向可控的儲能站點的用電功率，首先考慮減小可調負荷的用電功率，其次是減小可轉移負荷的用電功率，最后仍不能達到調節需求再考慮減小雙向可控的儲能站點的用電功率，這樣的順序充分利用不同用電特性的柔性負荷的響應特性，提高了柔性負荷的控制合理性和決策速度，合理考慮減小用電計劃的改變，同時盡可能地降低改變過程對系統的沖擊的可能性，解決了調節過程中系統的穩定性問題。同理，上述實施例中步驟Step3-1是增加可切負荷的用電功率，步驟Step3-2、Step3-3以及Step3-4都屬于增加該區域電網的柔性負荷的用電功率，Step3-5和Step3-6是減小該區域電網的發電功率，這樣的調節順序有利于提升用戶體驗，在能夠調節的范圍內，盡量減小對用戶使用的影響，在此基礎上進一步利用不同用電特性的柔性負荷的響應特性，提高柔性負荷的控制合理性和決策速度。在增大該區域電網的柔性負荷的用電功率的過程中，步驟Step3-2是增加可轉移負荷的用電功率，Step3-3是增加雙向可控的儲能站點的用電功率，Step3-4是增加可調負荷的用電功率，首先考慮增加可轉移負荷的用電功率，其次是增加雙向可控的儲能站點的用電功率，最后仍不能達到調節需求再考慮增加可調負荷的用電功率，這樣的順序合理考慮了對時間影響不敏感的可轉移負荷的用電情況，并且又充分減小用電計劃的改變，盡可能地避免由于用電計劃的改變造成的后續繁瑣的控制過程，同時盡可能地降低改變過程對系統的沖擊的可能性，解決了調節過程中系統的穩定性問題。在減小該區域的發電功率的過程中，步驟Step3-5是減小替代能源的發電功率，Step3-6是減小用戶側的發電功率，優先考慮減小替代能源的發電功率，若不能滿足調節需求再考慮減小用戶側的發電功率，這樣的順序能盡可能提升用戶體驗，減小用電計劃的改變，達到更有效、合理地預測規劃整體用電計劃。以上給出了本發明涉及的具體實施方式，但本發明不局限于所描述的實施方式。在本發明給出的思路下，采用對本領域技術人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術手段進行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發明中的相應技術手段基本相同、實現的發明目的也基本相同，這樣形成的技術方案是對上述實施例進行微調形成的，這種技術方案仍落入本發明的保護范圍內。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3