CN105743089B - 基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法及*** - Google Patents
基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法及***，柔性负荷管理***接收负荷调整指令后，获取所述地区下的调整前负荷总量和用户用电信息，根据用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，生成并向参与负荷调控设备发送控制指令，负荷调控设备接收控制指令，执行控制动作，如果调整前负荷总量和调整后负荷总量的差值小于要求的负荷调整量，则再次进行调整。通过上述技术方案，实现需求侧负荷的快速调整，通过用户参与优先级的设置，能够更好的体现用户参与负荷调度的意愿，更加合理的执行需求侧负荷调控。
Description
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法及***。
背景技术
随着我国经济高速发展以及经济结构调整等因素的影响，用电结构和供需形势不断发生变化，第三产业和居民生活用电比重逐渐加大，电力供需矛盾已日渐显露，电网最大负荷持续快速增长，峰谷差增大，供电可靠性的要求不断提高。
经过第一阶段DSM与第二阶段DR的发展，从2007年起，电力DSM在传统基础上已被赋予了新的内涵，主要包括自动DR技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断、能效电厂等。这些技术可以推进电网电力平衡、安全稳定运行、节能性与智能化的发展。
但是现有技术中的需求侧负荷调控技术，主要方式还是主要实现互联网化，即将调度和用户侧联系起来，通过接收调度发送指令，管理***根据调度指令关闭部分用电设备来满足符合调控要求，缺少更加灵活优化的负荷调控手段。
发明内容
为克服现有技术的问题，本发明提供一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法及***，根据不同类型的负荷调控设备，形成不同的调控模式，结合量化的用户参与优先级，形成科学有效的负荷管理策略，提高需求侧负荷调控的效益。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，包括以下步骤：
步骤1)、调度***向柔性负荷管理***发送负荷调整指令，所述负荷调整指令包括在一段时间内、在一个地区内的负荷调整量；
步骤2)、柔性负荷管理***接收负荷调整指令后，获取所述地区下的调整前负荷总量和用户用电信息；
步骤3)、柔性负荷管理***根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略；
步骤4)、柔性负荷管理***根据所述负荷调控策略生成并向参与负荷调控设备发送控制指令；
步骤5)、负荷调控设备接收控制指令，执行控制动作；
步骤6)、柔性负荷管理***计算调整后负荷总量，以及所述调整后负荷总量和调整前负荷总量的差值，并将所述差值和要求的负荷调整量做比较，如果所述差值小于所述要求的负荷调整量，重复步骤3-5，直到计算得到的调整负荷总量和要求的负荷调整量误差范围满足要求，完成负荷调控。
进一步地，所述步骤2中，所述用户用电信息是用户当前正在使用的负荷调控设备的负荷和负荷调控设备的设备类型信息。
进一步地：所述步骤3中，所述用户参与优先级由用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值计算得到，所述参与的负荷调整量均值通过以下公式计算得到：
其中Pi是用户每次参与的负荷调整量，n是用户历史参与负荷调整次数。
进一步地，所述用户类型包括普通用户和合同用户。
进一步地，所述步骤3中，所述根据用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，包括：
1)根据用户类型、参与负荷调整次数与每次参与的负荷调整量获得用户参与优先级；
2)根据用户参与优先级对需要进行负荷调控的用户进行优先级排序，优先级高的用户优先参与负荷调控；
3)获取参与负荷调控用户当前的用电信息；
4)获取参与负荷调控用户下的负荷调控设备的调控模式。
进一步地，所述获得用户参与优先级，包括：
计算用户类型的修正系数；
计算负荷调整次数的修正系数；
计算参与的负荷调整量均值的的修正系数；
对用户类型的修正系数、负荷调整次数的修正系数和参与的负荷调整量均值的的修正系数进行加权运算，得到每个用户的参与优先级。
进一步地，所述调控模式包括轮开控制、调温控制、直接中断控制；所述轮开控制是指通过在一段时间内对用户受调控的负荷调控设备进行分时段开启调控；所述调温控制是指通过在一段时间内对用户受调控的负荷调控设备进行温度调整控制或模式调整控制；所述直接中断控制是指通过在一段时间内直接关闭用户受调控的负荷调控设备来达到快速有效地削减负荷。
一种柔性负荷管理***，包括：
接收模块，用于接收调度***发送的负荷调整指令，所述负荷调整指令包括在一段时间内、在一个地区内的负荷调整量，并将所述负荷调整量发送到计算模块；
计算模块，用于计算调整前负荷总量、调整后负荷总量，以及进行调整前负荷总量、调整后负荷总量之间的差值计算，并将所述差值和接收模块发送的负荷调整量做比较，将比较结果发送到策略制定模块；
策略制定模块，用于根据用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，根据负荷调控策略生成负荷控制指令，向发送模块发送所述负荷调控指令；
监控模块，用于获取负荷调控设备的负荷信息，包括地区内的负荷以及年、月、日、小时、分钟的负荷数据，并将所述负荷信息发送到计算模块；
发送模块，用于接收策略制定模块发送的负荷调控指令，向负荷调控设备发送负荷调控指令。
本发明的有益效果是，提供一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法及***，柔性负荷管理***接收负荷调整指令后，获取所述地区下的调整前负荷总量和用户用电信息，根据用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，生成并向参与负荷调控设备发送控制指令，负荷调控设备接收控制指令，执行控制动作，如果调整前负荷总量和调整后负荷总量的差值小于要求的负荷调整量，则再次进行调整。通过上述技术方案，实现需求侧负荷的快速调整，通过用户参与优先级的设置，能够更好的体现用户参与负荷调度的意愿，更加合理的执行需求侧负荷调控。
附图说明
图1是本发明提供实施例1的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法的流程图；
图2是本发明提供实施例2的一种柔性负荷管理***的结构图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
参照附图1，本实施例提供的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，包含以下步骤：
S101、调度***向柔性负荷管理***发送负荷调整指令；
调度***可以是电网的调度单位或者其他有负荷调控需求的企业，柔性负荷管理***通过公共互联网与调度***连接，发送的负荷调整指令包括在一段时间内、某个地区内的负荷调整量。举例来说，某一时间，北京市发布负荷调整需求，要求在某日的下午1:00至1:30分降低负荷100KW，北京市调度***就会向柔性负荷***发送某日的下午1:00至1:30分降低北京市地区100KW负荷的负荷调整指令。
S102、柔性负荷管理***接收负荷调整指令后，获取所述地区下的调整前负荷总量和用户用电信息；
柔性负荷管理***接收负荷调整指令后，首先查询北京市地区下所有用户信息以及用户下的所有在用的负荷调控设备，同时计算柔性负荷管理***中北京市地区当前负荷总量，负荷调控设备可以是家用的电器，也可以是商业楼宇中HVAC***中的温控设备等用电设备。
S103、根据用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值获得用户参与优先级，并按照用户参与优先级进行排序；
用户类型T包括普通用户、合同用户，合同用户是签订参与负荷调整合同的用户，合同用户将会被约定无条件参与负荷调整，而普通用户是自愿参与负荷调整。普通用户的用户舒适度将是优先考虑，优先使用轮开控制、调温控制，合同用户还包括直接中断等手段。用户签订负荷调整合同后，在柔性负荷管理***中被标注为合同用户，合同用户优先参与负荷调控。
同时查询一段时间内每个用户历史参与负荷调整次数n与每次参与的负荷调整量，通过以下公式计算得到参与的负荷调整量均值
其中Pi是用户每次参与的负荷调整量，参与的负荷调整量均值越大，优先参与负荷调整。
参与负荷调整次数n越大，表示用户对于负荷调控的接受度越大。
在一种情况下，合同用户在合同中规定一段时间参与负荷调整的次数，此时还需要比较这段时间内用户历史参与负荷调整次数和合同中规定的负荷调整次数，如果这段时间内用户历史参与负荷调整次数少于合同中规定的负荷调整次数，则列为优先考虑。
为量化计算用户参与优先级S(pri)，引入用户类型T的修正系数F(t)、负荷调整次数n的修正系数F(n)和参与的负荷调整量均值的的修正系数F(p)。
合同用户的修正系数F(t)＝1，普通用户的修正系数F(t)＝0.5；
针对负荷调整次数n的修正系数
针对负荷调整次数n的修正系数
对用户类型T的修正系数F(t)、负荷调整次数n的修正系数F(n)和参与的负荷调整量均值的的修正系数F(p)进行加权运算，分别设置权重值为0.4、0.2、0.4。
用户参与优先级S(pri)，通过计算公式S(pri)＝0.4F(t)+0.2F(n)+0.4F(p)，可以每个用户的参与优先级，并按照大小顺序进行排序，数值越大优先参与负荷调整。
S104、获取参与负荷调控的用户当前用电信息和参与负荷调控的用户下负荷调控设备的调控模式；
针对不同类型负荷调控设备具有不同的调控模式，调控模式在用户接入负荷管理***时，就已经设置完成。
调控模式包括轮开控制、调温控制、直接中断控制。
轮开控制是指通过在一段时间内对用户受调控的负荷调控设备进行分时段开启调控，例如设置从1:00-1:10打开热水器，1:10-1:30关闭热水器。
调温控制是指通过在一段时间内对用户受调控的温控设备进行温度调整控制或模式调整控制，例如在夏天1:00-1:30将空调温度调高1度或者将空调从制冷模式调成送风模式。
直接中断控制是指通过在一段时间内直接关闭用户受调控的负荷调控设备来达到快速有效地削减负荷。
S105、柔性负荷管理***根据最终得到负荷调控设备的调控模式，生成并向参与负荷调控设备发送控制指令；
生产最终的指令形式包括用户、设备、时间、和模式，例如可以是：A用户下空调1:00-1:30分由制冷改为送风，或者B用户下热水器1:00-1:30分关闭之类的指令。
S106、负荷调控设备接收控制指令，执行控制动作；
S107、柔性负荷管理***计算调整前负荷总量和调整后负荷总量的差值，并和要求的负荷调整量做比较，如果差值小于所述要求的负荷调整量，重复步骤S103-S106，直到计算得到的调整负荷总量和要求的负荷调整量误差范围满足要求，完成负荷调控。
柔性负荷管理***在在负荷调控开始3分钟后，计算北京地区调整后负荷总量，并且计算和调整前负荷总量的差值，假如得到的差值为90kw，比要求的负荷调整量100kw要小10kw。此时，柔性负荷管理***将缺少的10kw缺口当做第二次负荷调整要求，重复步骤S103-S106，重新根据用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值获得最新的用户参与优先级，生成负荷调控策略，进行调控操作。
多次负荷调控后，如果计算得到的调整负荷总量和要求的负荷调整量误差范围在2％以内，则认为本次负荷调整已经完成。
参照附图2，本实施例提供的一种柔性负荷管理***200，包括：
接收模块201，用于接收调度***发送的负荷调整指令，所述负荷调整指令包括在一段时间内、在一个地区内的负荷调整量，并将负荷调整量发送到计算模块202；
计算模块202，用于计算调整前负荷总量、调整后负荷总量，以及进行调整前负荷总量、调整后负荷总量之间的差值计算，并将差值和接收模块发送的负荷调整量做比较，将比较结果发送到策略制定模块203；
策略制定模块203，用于根据用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，根据负荷调控策略生成负荷控制指令，向发送模块205发送负荷调控指令；
监控模块204，用于获取负荷调控设备的负荷信息，包括地区内的负荷以及年、月、日、小时、分钟的负荷数据，并将负荷信息发送到计算模块202；
发送模块205，用于接收策略制定模块204发送的负荷调控指令，向负荷调控设备发送负荷调控指令。
上述实施例用于对本发明作进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
Claims (7)
1.一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、调度***向柔性负荷管理***发送负荷调整指令，所述负荷调整指令包括在一段时间内、在一个地区内的负荷调整量；
步骤2、柔性负荷管理***接收负荷调整指令后，获取所述地区下的调整前负荷总量和用户用电信息；
步骤3、柔性负荷管理***根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略；
步骤4、柔性负荷管理***根据所述负荷调控策略生成并向参与负荷调控设备发送控制指令；
步骤5、负荷调控设备接收控制指令，执行控制动作；
步骤6、柔性负荷管理***计算调整后负荷总量，以及所述调整后负荷总量和调整前负荷总量的差值，并将所述差值和要求的负荷调整量做比较，如果所述差值小于所述要求的负荷调整量，重复步骤3-5，直到计算得到的调整负荷总量和要求的负荷调整量误差范围满足要求，完成负荷调控。
2.如权利要求1所述的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，其特征在于：所述步骤2中，所述用户用电信息是用户当前正在使用的负荷调控设备的负荷和负荷调控设备的设备类型信息。
3.如权利要求1所述的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，其特征在于：所述步骤3中，所述用户参与优先级由用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值计算得到，所述参与的负荷调整量均值通过以下公式计算得到：
<mrow>
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<mi>P</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
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<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>n</mi>
</munderover>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mrow>
<mi>n</mi>
</mfrac>
</mrow>
其中Pi是用户每次参与的负荷调整量，n是用户历史参与负荷调整次数。
4.如权利要求3所述的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，其特征在于：所述用户类型包括普通用户和合同用户。
5.如权利要求1所述的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，其特征在于：所述步骤3中，所述根据用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，包括：
1)根据用户类型、参与负荷调整次数与每次参与的负荷调整量获得用户参与优先级；
2)根据用户参与优先级对需要进行负荷调控的用户进行优先级排序，优先级高的用户优先参与负荷调控；
3)获取参与负荷调控用户当前的用电信息；
4)获取参与负荷调控用户下的负荷调控设备的调控模式。
6.如权利要求5所述的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，其特征在于：所述获得用户参与优先级，包括：
计算用户类型的修正系数；
计算负荷调整次数的修正系数；
计算参与的负荷调整量均值的的修正系数；
对用户类型的修正系数、负荷调整次数的修正系数和参与的负荷调整量均值的的修正系数进行加权运算，得到每个用户的参与优先级。
7.如权利要求5所述的一种基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法，其特征在于：所述调控模式包括轮开控制、调温控制、直接中断控制；
所述轮开控制是指通过在一段时间内对用户受调控的负荷调控设备进行分时段开启调控；
所述调温控制是指通过在一段时间内对用户受调控的负荷调控设备进行温度调整控制或模式调整控制；
所述直接中断控制是指通过在一段时间内直接关闭用户受调控的负荷调控设备来达到快速有效地削减负荷。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |