CN107248025A - 一种基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法，属于需求侧响应控制技术领域，首先按需求侧响应控制周期将可供电量交易计划区间划分为多个时段，并根据可供电量交易计划曲线计算各时段可供电量；然后以可供电量交易计划区间内各时段需电量与可供电量比值之间方差最小为目标函数，计及可供电量交易计划区间内电量总需求基本不变和相邻时段需电量之差小于需求侧响应控制周期内可控电量的约束，建立各时段需电量的优化计算模型，并采用非线性规划方法计算各时段需电量；最后将可供电量交易计划区间内各时段需电量与需求侧响应控制周期的比值作为需求侧响应有功控制目标，能够实现需求侧响应控制与可供电量交易计划的良好互动。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法，属于新能源发电及需求侧响应控制技术领域。
背景技术
随着社会的不断进步，电力行业也在迅猛发展，电力装机容量、用电量和用电负荷都在不断增长，但也导致了能源危机的出现。能源危机让社会各界普遍认识到终端节电、提高能源利用率、实现资源供需双向调节的重要性。同时，随着发展智能电网的国家战略的提出，需求侧管理(Demand Side Management，DSM)也从技术可行性上以需求响应(DemandResponse，DR)的形式参与和电网的双向互动。
根据激励方式的不同，DR可分为价格型和激励机制型两大类。当电力公司将激励型需求响应参与发电调度优化决策时，决策变量通常是各个需求响应用户或负荷聚集商的负荷削减量与削减时间，这种削减方法通常用于削峰，可以减少高峰时段的用电需求，降低非峰荷期间的闲置备用发电机，降低资源浪费，减少碳排放。基于价格的需求响应参与决策优化时，决策变量往往为能满足电力公司的一种电价政策，比如分时电价(time of userate,TOU),尖峰电价折扣(peak time rebate,PTR),固定尖峰电价(fixed critical peakpricing，CPP-F)，浮动尖峰电价(variable critical peak pricing，CPP-V)和实时电价(real time pricing，RTP)。
然而，随着国家对新能源发电的大力建设，考虑到尽量减少弃风弃光的情况，有时候相比于削减负荷，更需要消纳新能源发电产生的电量，所以除了单一的削减负荷，需求响应的控制方式需要增加，控制速度需要加快，控制区间也需要缩短，目前为研究主流的激励型和价格型两种需求响应方式单一作用下都达不到最好的需求响应控制结果。
发明内容
发明目的：传统的需求侧响应控制方法大多为在用电高峰期操作用电器断电，很少考虑到资源供需的双向调节，本发明提供一种基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法，该方法主要用于在配电网中，对已有可供交易电力计划曲线的配电网进行需求侧响应控制。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明中基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法，包括以下步骤：
(1)将售电公司发布的可供电量交易计划曲线的时间区间[t0,t1]平均划分为k个时间段，每个时间段长度记为T，根据公式计算时间段i的可供电量总值Pgi，若提供的可供电量曲线为可供电量累计曲线，按公式(1)计算，若提供的可供电量曲线为可供电量分时曲线，按公式(2)计算，
为可供电量累计曲线上t0+iT时刻的可供电量累计值，
Pg,t为可供电量分时曲线t时刻的可供电量分时值。
(2)采用非线性规划方法求解以公式(3)表示的优化函数，
其中:Pi为第i个时间段的需求响应侧需电量，
为时间区间[t0,t1]内需求响应侧需电量平均值；
为时间区间[t0,t1]内可供电量平均值；
C为时间区间[t0,t1]中的响应侧电量总需求；
α为获得的响应侧控制后总电量与响应侧电量总需求的偏差约束系数，即响应侧实际总电量与响应侧电量总需求的偏差约束系数；
β为相邻控制周期内可被需求响应调控的电量的约束系数。
(3)令P0为上一交易区间求解的[t0-T,t0]时间段的需求响应侧需电量，利用迭代方式依次求解步骤(2)中的非线性规划问题得到最优解作为各时间段[t0+(i-1)T,t0+iT]的需求响应侧需电量，然后再分别得到各时间段的需求响应控制功率，
其中：Pc,i为第i个时间段内的需求响应控制功率。
有益效果：本发明中基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法以可供电量交易计划区间内各时段需电量与可供电量比值之间方差最小为目标函数，计及可供电量交易计划区间内电量总需求不变和相邻时段需电量之差小于需求侧响应控制周期内可控电量的约束条件的各时段需电量的优化计算模型；提高了对可供交易电力计划曲线的追踪能力，实现了资源供需的双向调节，增强了需求侧对节点电力预测曲线的追踪能力。该方法实现了供电方发布节点电力预测曲线时，通过供需双方分时段电量比值对需求响应侧更加精准的调控，能够有效地追踪电网曲线，为节点并网和新能源消纳提供了便利，同时，考虑了需求侧响应控制周期内可控电量的约束，控制方法实际可行；在划分后的每个时间段内，需求侧的响应能力不是无限的，其响应能力与目前需求侧的用电情况有关，即将需求侧响应的潜力带入了需求响应控制方法的考虑中，更为切实可行。
附图说明
图1为本发明中基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的控制对象为参与需求响应的用电侧，通过售电公司发布的节点有功预测曲线及该曲线的负荷率对用电侧的需求响应量做出控制。如图1所示，本发明中基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法，包括以下步骤：
(1)将售电公司发布的可供电量交易计划曲线的时间区间[t0,t1]平均划分为k个时间段，每个时间段长度记为T，根据公式计算时间段i的可供电量总值Pgi，若提供的可供电量曲线为可供电量累计曲线，按公式(1)计算，若提供的可供电量曲线为可供电量分时曲线，按公式(2)计算，
为可供电量累计曲线上t0+iT时刻的可供电量累计值，
Pg,t为可供电量分时曲线t时刻的可供电量分时值。
(2)采用非线性规划方法求解以公式(3)表示的优化函数，
其中:
Pi为第i个时间段的需求响应侧需电量；
为时间区间[t0,t1]内需求响应侧需电量平均值；
为时间区间[t0,t1]内可供电量平均值；
C为时间区间[t0,t1]中的响应侧电量总需求；
α为获得的响应侧控制后总电量与响应侧电量总需求的偏差系数；
β为相邻控制周期内可被需求响应调控的电量的约束系数。
(3)令P0为上一交易区间求解的[t0-T,t0]时间段的需求响应侧需电量，利用迭代方式依次求解步骤(2)中的非线性规划问题得到最优解作为各时间段[t0+(i-1)T,t0+iT]的需求响应侧需电量，然后再分别得到各时间段的需求响应控制功率，
其中：Pc,i为第i个时间段内的需求响应控制功率。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤(1)：将供电方提供的可供电量交易计划曲线的时间区间[t0,t1]平均划分为k个时间段，设每个时间段长度为T，计算任意时间段的可供电量；
步骤(2)：基于各时段内需求响应侧需电量与可供电量之间的比值构建非线性规划问题，表达式如下：
式中，Pi为第i个时间段的需求响应侧需电量，Pgi为第i个时间段的可供电量，Pavg为时间区间[t0,t1]内需求响应侧需电量平均值，Pgavg为时间区间[t0,t1]内可供电量平均值，Pi-1为第i-1个时间段的需求响应侧需电量，C为时间区间[t0,t1]中的响应侧电量总需求，α为响应侧实际总电量与响应侧电量总需求的偏差约束系数，β为相邻控制周期内可被需求响应调控的电量的约束系数；
步骤(3)：利用迭代方式依次求解步骤(2)中的非线性规划问题得到最优解作为各时间段i的需求响应侧需电量。
2.根据权利要求1所述的基于供需双方分时段电量比值的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤(1)中对于第i个时间段，该时间段的可供电量Pgi计算具体为：
若可供电量交易计划曲线为可供电量累计曲线，则可供电量Pgi的计算公式为：
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若可供电量交易计划曲线为可供电量分时曲线，则可供电量Pgi的计算公式为：
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