一种多样性负荷分级自律协同需求响应方法技术

本发明专利技术涉及一种多样性负荷分级自律协同需求响应方法，该方法以直接负荷控制为手段，以尖峰负荷削减或负荷转移为目的的需求响应调控机制；包括下述步骤：电网调度中心向终端用户发布响应信号，终端用户的本地系统根据响应信号在本地分布式地做出决策；需求响应控制中心根据本地系统反馈的调节量对响应信号做出实时修正，即自律协同，经过若干次寻优操作使负荷达到调节目标值；电网调度中心根据电力用户的响应程度给出相应激励，该方法引入响应级别，一方面电力公司区分当前的需求响应等级，获知当前可调节量，以及最科学的供需配置方法，便于划分激励等级，提高用户参与度。另一方面电力用户可根据响应等级对本地设备的参与优先度做出排序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种需求侧多样性负荷的响应方法，具体涉及一种多样性负荷分级自律协同需求响应方法。
技术介绍
需求响应是电网智能化发展的重要环节之一，面向需求侧多样性负荷的需求响应因弹性高、数量大等特性而成为研究的重点。针对需求侧多样性负荷的各类能量管理系统也相继出现。能量管理系统一般可分为两类，一类是在楼宇或住宅单元入口处装载智能电表，采用非侵入式方法。非侵入式方法大多不能直接控制设备，只能对电力用户的能耗状况进行分析并给出建议，属于半自动或手动需求响应。另一类则是在商业楼宇或住宅单元内配置能量管理系统，可监测和控制单个设备。这类研究与智能楼宇、智能家居和物联网技术结合，使自动需求响应的实现成为可能。由于需求侧多样性负荷具有分散性强、网络呈辐射状等特点，因此针对需求响应资源的控制算法多为分布式算法，以减少峰荷和负荷转移等[8]为目标函数进行优化。MolderinkA等人提出一种三步式研究框架，包括本地预测、全局统筹和本地调度。首先基于每个楼宇负荷或住宅单元对本地的用电情况作出预测，然后需求响应中心根据收集的本地预测信息对第二天的用电进行规划并发出调控指令，最后本地收到调控指令进行响应。此外KimH等人提出云需求响应(Cloud-BasedDemandResponse)算法，Ranade等人提出的颜色算法(ColoredAlgorithm)。上述方法的中心思想均为实现电力公司和终端用户的双向信息流通，电力公司发出电价改变或负荷调控信号，终端用户接受信号，在本地做出优化，给出响应策略。这种研究框架的优点在于：1)响应的公平透明性。每个终端用户收到的信号是公开和统一的，因而保证了所有参与者享有相同的服务。2)响应的隐私性和非侵入性。本地系统可根据接收到的信号独立做出决策，具体哪个设备参与响应是根据需求响应的信号量和用户的设定。3)响应的及时性。响应信号统一且数据长度小，处理所需的计算量小，能够降低系统开销，保证响应的及时性。4)响应的可扩展性。系统整体结构简单，终端用户对外只需接受和发出简单的信号，对不同的能量管理系统都可支持。自律分散系统(ADS)是近几年才发展的一个概念，它打破了传统的集中式或分布式系统的体系模型，提出一种新型的系统框架。该系统有自律可控和自律可协调两大特性。自律性是自我控制或调节能力大小，主要包括系统的自律性、设计、管理、执行的自律性等。利用这种系统概念组建的系统较好地保证了在线扩展、在线维护及容错，这些特点与不断发展变化的需求侧多样性负荷管理需求具有较好的匹配性。现有需求响应技术对自动化、智能化的用户侧能量管理系统有着巨大的需求。用户参与需求响应的一个重要成本是时间和精力成本，例如对于实时电价来说，监视电价的改变并做出优化调整，控制电器的运行状态，对于一个正常的电力用户来说是相当耗费精力的，因此现有需求响应技术缺乏一套自动化、智能化的系统，从而无法根据用户的使用习惯、舒适度等约束，得到最优负荷运行策略并自动控制电器，对需求响应信号做出快速、自动、智能的响应。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种多样性负荷分级自律协同需求响应方法，该方法以最简便、高效的方式传递负荷调控信息。并在此基础上引入响应级别，一方面电力公司区分当前的需求响应等级，获知当前可调节量，以及最科学的供需配置方法，便于划分激励等级，提高用户参与度。另一方面电力用户可根据响应等级对本地设备的参与优先度作出排序。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种多样性负荷分级自律协同需求响应方法，其改进之处在于，所述方法以直接负荷控制为手段，以尖峰负荷削减或负荷转移为目的的需求响应调控机制；所述方法包括下述步骤：(1)电网调度中心向终端用户发布响应信号，终端用户的本地系统根据响应信号在本地分布式地做出决策；(2)需求响应控制中心根据本地系统反馈的调节量对响应信号做出实时修正，即自律协同，经过若干次寻优操作使负荷达到调节目标值；(3)电网调度中心根据电力用户的响应程度给出相应激励。进一步地，所述步骤(1)中，所述响应信号由响应比例和响应级别组成；其中响应比例为根据目标负荷调节量和实际负荷需求量计算出的比值；响应级别表示响应任务的紧急程度；终端用户的本地系统实时统计负荷量，并根据用户设定计算级别可中断容量；设备可控性表示设备可接受的控制方式；根据设备可控性生成初步可行策略集；生成可行策略集时，本地系统根据设备的实际需求，给出执行策略后能耗相比于需求的减少量ΔQis，i＝1，2，...，m；结合终端用户设定生成可执行控制策略集，可行策略集被分为不同参与级别，包括：和在未来计算中忽略不参与的策略；根据设备的策略影响和策略分级(解释：策略影响：不同的策略有不同的策略影响，例如：对于温度调节策略，策略影响需要结合空调和环境的参数进行计算和估计。策略分级：即上文所指“可行策略集被分为不同参与级别”。)，计算出设备在不同响应级别下可供调节的需求容量，如下式所示： Q i d = ( Q i d ( 0 ) , Q i d ( 1 ) , Q i d ( 2 ) ) ]]>式中：Qid：设备i在不同响应级别下的需求容量，属于level响应级别的负荷i的电能需求量，ΔQis(level)为对应level参与级别的可行策略集；对不同设备的容量进行矢量相加，即可得到本地系统的所有设备在不同响应级别下的需求容量，如下式所示： Q d = Σ i Q i d ; ]]>根据收到响应信号中的响应级别l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多样性负荷分级自律协同需求响应方法，其特征在于，所述方法以直接负荷控制为手段，以尖峰负荷削减或负荷转移为目的的需求响应调控机制；所述方法包括下述步骤：(1)电网调度中心向终端用户发布响应信号，终端用户的本地系统根据响应信号在本地分布式地做出决策；(2)需求响应控制中心根据本地系统反馈的调节量对响应信号做出实时修正，即自律协同，经过寻优操作使负荷达到调节目标值；(3)电网调度中心根据电力用户的响应程度给出相应激励。

【技术特征摘要】
1.一种多样性负荷分级自律协同需求响应方法，其特征在于，所述方法以直接负荷控
制为手段，以尖峰负荷削减或负荷转移为目的的需求响应调控机制；所述方法包括下述步
骤：
(1)电网调度中心向终端用户发布响应信号，终端用户的本地系统根据响应信号在本
地分布式地做出决策；
(2)需求响应控制中心根据本地系统反馈的调节量对响应信号做出实时修正，即自律
协同，经过寻优操作使负荷达到调节目标值；
(3)电网调度中心根据电力用户的响应程度给出相应激励。
2.如权利要求1所述的自律协同需求响应方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：所述响
应信号由响应比例和响应级别组成；其中响应比例为根据目标负荷调节量和实际负荷需求
量计算出的比值；响应级别表示响应任务的紧急程度；终端用户的本地系统实时统计负荷
量，并根据用户设定计算级别可中断容量；
设备可控性表示设备可接受的控制方式；根据设备可控性生成初步可行策略集；生成
可行策略集时，本地系统根据设备的实际需求，给出执行策略后能耗相比于需求的减少量
ΔQis，i＝1，2，...，m；
结合终端用户设定生成可执行控制策略集，可行策略集分为不同参与级别：
和在未来计算中忽略不参与的策略；根据设备的策略影响和策略分级，
按下式计算设备在不同响应级别下可供调节的需求容量：
Q i d = ( Q i d ( 0 ) , Q i d ( 1 ) , Q i d ( 2 ) ) ]]>式中：Qid：设备i在不同响应级别下的需求容量，属于level响应级别的负荷i的
电能需求量，ΔQis(level)为对应level参与级别的可行策略集；
对不同设备的容量进行矢量相加，得到如下式所示的本地系统的所有设备在不同响应
级别下的需求容量：
Q d = &...

【专利技术属性】
技术研发人员：石怀德，袁静伟，杨文轩，郏琨琪，王敬敏，何光宇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，上海交通大学，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11