一种基于需求响应的负荷建模和优化控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于需求响应的负荷建模和优化控制方法，将负荷进行刚性负荷和柔性负荷的解耦分类，建立负荷模型，进一步地，将柔性负荷根据参与的需求响应项目分为三类：电价项目、直接负荷控制项目、可中断负荷项目，分类建立电价、直接负荷和可中断负荷模型，模型的建立为后续的负荷优化提供有力的数据资源；根据可控变量所能提供的最大消减负荷，直接负荷控制项目最大削减负荷、可中断负荷项目最大削减负荷与供电缺口最大值之间的关系建立三种情况的优化控制模型，在通过遗传算法进行求解，求得优化执行结果，进而为实际电力系统运行提供更多资源和策略。
【专利说明】一种基于需求响应的负荷建模和优化控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统自动控制【技术领域】，尤其涉及一种基于需求响应的负荷建模和优化控制方法。
【背景技术】
[0002]全球资源环境压力逐年增大，社会对环保和可持续发展的要求日益提高，要求未来电网必须能够提供更加安全、清洁、可靠、优质的电力供应，能够适应多种类型发电方式的需要，能够适应客户的自主选择需要，提供更加优质的服务。为此不同国家和组织同时提出建设智能电网，将智能电网作为未来电网的发展方向，而需求响应(Demand response,DR)则是需求侧管理在竞争性电力市场中的最新发展。智能电网的一个内涵就是要求把用户的积极性调动起来，实现用户与电网的双向互动，最终达到削峰填谷、提高能源利用率的目的。需求响应作为互动的解决方案，近年来得到了广泛的关注。
[0003]随着需求响应技术的不断发展，使得电力终端用户的角色发生了变化，原本被视作刚性的负荷逐步呈现出一定的弹性，电力用户承担着用电终端和能源的双重作用，负荷侧资源可以看作发电侧资源的替代品。在用电高峰时段可以不采用拉闸限电的方法，而是通过需求响应项目缓解电力供需矛盾，降低高峰时段的电力消耗，相较于发电装机容量的投资，具有显著的成本效益。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种基于需求响应的负荷建模和优化控制方法，尤其提出不同情况下负荷优化控制的方法，为实际电力系统运行提供更多资源和策略。
[0005]本发明采用的技术方案为:
[0006]一种基于需求响应的负荷建模和优化控制方法，包括以下步骤:
[0007]a:按照负荷的可控性对用电负荷进行刚性负荷和柔性负荷的解耦分类，柔性负荷是指通过技术手段可以转移或削减的负荷，且该过程具有成本效益，时间跨度符合要求；刚性负荷是指通过技术手段不可以转移或削减的负荷；
[0008]b:建立负荷模型；负荷模型由刚性负荷和柔性负荷两部分组成，用于表示负荷随时间变化的曲线，以及负荷与需求响应指令之间的函数关系；负荷模型为:
[0009]Ltotal (t, P, DLC, IL) = Ls (t) +Lf (t, P, DLC, IL)①
[0010]式中，Ltotal表示总负荷；LS表示刚性负荷，是时间的函数；Lf表示柔性负荷，是时间和需求响应指令的函数；t表示时间；需求响应指令:包括电价P，直接负荷控制变量DLC,可中断负荷变量IL ;需求响应指令本身也是时间的函数，即不同时刻点有不同的需求响应指令；
[0011]c:将柔性负荷根据参与的需求响应项目分为三类:电价项目、直接负荷控制项目、可中断负荷项目，并按照三项需求响应项目，根据公式Lf(t，P，DLC，IL)=L1 (t, P) +L2 (t, DLC) +L3 (t, IL)②分类建立模型；[0012](I):与电价项目相关的柔性负荷模型:用户的电力需求一般随电价的变化而变化，但各类用户的变化趋势和幅度各不相同，整体变化规律可用抛物线模型或对数模型进行表示，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):与直接负荷控制项目相关的柔性负荷模型:直接负荷控制项目由实施机构通过远程关闭或循环控制用户的用电设备，控制过程中需要满足用户满意度的
约束条件，如公式④所示:
【权利要求】
1.一种基于需求响应的负荷建模和优化控制方法，其特征在于:包括以下步骤:a:按照负荷的可控性对用电负荷进行刚性负荷和柔性负荷的解耦分类，柔性负荷是指通过技术手段可以转移或削减的负荷，且该过程具有成本效益，时间跨度符合要求；刚性负荷是指通过技术手段不可以转移或削减的负荷； b:建立负荷模型；负荷模型由刚性负荷和柔性负荷两部分组成，用于表示负荷随时间变化的曲线，以及负荷与需求响应指令之间的函数关系；负荷模型为:
Ltotal (t, P, DLC, IL) = Ls (t) +Lf (t, P, DLC, IL)① 式中，Ltotal表示总负荷；LS表示刚性负荷，是时间的函数；Lf表示柔性负荷，是时间和需求响应指令的函数；t表示时间；需求响应指令:包括电价P，直接负荷控制变量DLC,可中断负荷变量IL;需求响应指令本身也是时间的函数，即不同时刻点有不同的需求响应指令； c:将柔性负荷根据参与的需求响应项目分为三类:电价项目、直接负荷控制项目、可中断负荷项目，并按照三项需求响应项目，根据公式Lf (t，P，DLC, IL)=L1 (t, P) +L2 (t, DLC) +L3 (t, IL)②分类建立模型； (1):与电价项目相关的柔性负荷模型:用户的电力需求一般随电价的变化而变化，但各类用户的变化趋势和幅度各不相同，整体变化规律可用抛物线模型或对数模型进行表示，如公式③所示-.L1 (t, P) = a+bP (t) +cP2 (t)或 L1 (t, P) = a+bln [P (t)]③; (2):与直接负荷控制项目相关的柔性负荷模型:直接负荷控制项目由实施机构通过远程关闭或循环控制用户的用电设备，控制过程中需要满足用户满意度的
N约束条件，如公式④所示:
2.根据权利要求1所述的基于需求响应的负荷建模和优化控制方法，其特征在于:所述的步骤e中的优化算法采用遗传算法。
【文档编号】H02J3/06GK103972896SQ201410200869
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】张景超, 安庆, 李强, 孙芊, 王倩, 牛雨, 李帅, 屈博, 陈宋宋 申请人:国家电网公司, 国网河南省电力公司电力科学研究院, 国网河南省电力公司, 中国电力科学研究院