一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法及系统，属于电力需求响应技术领域。本发明专利技术的一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法，通过将电网侧需求响应系统、用户侧可调资源负荷特性全物联链路互联；并根据整体负荷使用情况，以削峰填谷为目标，将所有用户的整体优化拆解为各类用户的优化，进而对各类用户负荷群体的使用计划进行优化调整；然后对同类用户群体根据其使用需求，调整用电安排，使整体负荷使用贴近目标负荷，并将同类用户群体所能达到的最相似结果反馈给电网管理系统；最后根据各类用户群体的反馈，修正整体目标负荷，实现电网管理系统和各类用户群体的双向互动需求响应，方案详尽，切实可行，便于实现。便于实现。便于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法及系统，属于电力需求响应


技术介绍

[0002]需求响应(demand response，DR)是需求侧管理的重要技术手段，指用户对价格或者激励信号做出响应，并改变正常电力消费模式，从而实现用电优化和系统资源的综合优化配置。
[0003]在高弹性电网建设工作开展过程中，一方面，随着接入的用户侧资源类型的丰富和接入规模的不断扩大，对用户侧可调资源的聚合能力提出了更高的要求。另一方面，用户侧资源上报的可调负荷与实际可调能力存在较大的误差，亟需考虑多种因素影响下的资源可调能力的精准预测手段。此外，目前电网的需求响应流程是，电网发布需求响应指令，用户接收到需求响应指令后，由控制终端对负荷进行开环控制，这种响应过程为单向指令引导，缺乏响应能力和意愿的互动机制，使电力需求响应的有效性和用户参与满意度受到影响，最终使电网难以获得有效响应、用户难以获得激励补贴，降低了需求响应事件的响应效率。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种通过将电网侧需求响应系统、用户侧可调资源负荷特性全物联链路互联；并根据整体负荷使用情况，以削峰填谷为目标，将所有用户的整体优化拆解为各类用户的优化，进而对各类用户负荷群体的使用计划进行优化调整；进而对同类用户群体根据其使用需求，调整用电安排，使整体负荷使用贴近目标负荷，并将同类用户群体所能达到的最相似结果反馈给电网管理系统；然后根据各类用户群体的反馈，修正整体目标负荷，实现电网管理系统和各类用户群体的双向互动需求响应；提高响应能力和互动意愿，确保使电力需求有效响应，进而能提升用户参与满意度以及需求响应事件的响应效率，方案详尽，切实可行，便于实现的基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法及系统。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法，
[0007]包括以下步骤：
[0008]第一步，根据用户在前一周期内的需求，确定生成其新一周期整体负荷的使用计划，并将其整体负荷的使用计划上传至电网管理系统；
[0009]所述使用计划包括日常负荷的使用、能调动的电器负荷，以及分布式能源系统的出力；
[0010]第二步，根据第一步所收集到的整体负荷使用计划，对用户的用电行为进行聚类分析，将用户群体按用电行为划分为若干类，以便于后续优化决策使用；
[0011]第三步，根据整体负荷使用情况，以削峰填谷为目标，针对第二步中聚类分析出的各类用户负荷群体的使用计划进行优化调整，并将优化调整的目标负荷使用反馈给用户群体，即将所有用户的整体优化拆解为各类用户的优化；
[0012]第四步，对同类用户群体根据其使用需求，调整用电安排，使整体负荷使用贴近第三步中确定目标负荷，并将同类用户群体所能达到的最相似结果反馈给电网管理系统；
[0013]第五步，根据第四步各类用户群体的反馈，修正整体目标负荷，即重复第三步和第四步，直到优化目标满足要求，则判定条件优化结束，实现电网管理系统和各类用户群体的双向互动需求响应。
[0014]本专利技术经过不断探索以及试验，通过将电网侧需求响应系统、用户侧可调资源负荷特性全物联链路互联；并根据整体负荷使用情况，以削峰填谷为目标，将所有用户的整体优化拆解为各类用户的优化，进而对各类用户负荷群体的使用计划进行优化调整；进而对同类用户群体根据其使用需求，调整用电安排，使整体负荷使用贴近目标负荷，并将同类用户群体所能达到的最相似结果反馈给电网管理系统；然后根据各类用户群体的反馈，修正整体目标负荷，实现电网管理系统和各类用户群体的双向互动需求响应。
[0015]本专利技术将现有的控制终端对负荷进行开环控制，转为闭环控制，形成双向指令引导，提高响应能力和互动意愿，确保使电力需求有效响应，进而能提升用户参与满意度以及需求响应事件的响应效率，方案详尽，切实可行，便于实现。
[0016]进一步，本专利技术构建需求响应调度模型的优化目标、约束条件，实现多用户用电场景下的配电网侧波动最小目标的需求响应调度。
[0017]作为优选技术措施：
[0018]所述步骤一，负荷使用计划的生成方法如下：
[0019]将一天24h按每15min一段划分为96个时段，则N个用户24h的负荷调度计划如式(1)所示；
[0020]A＝[l1l2ꢀ…
l
k
ꢀ…
l
N
]ꢀꢀꢀ
(1)
[0021]式中：A为96
×
N阶的矩阵，是总体的负荷使用计划；l
k
为96维列向量，是用户k的24h的负荷使用计划。
[0022]作为优选技术措施：
[0023]所述用户k的负荷使用计划由式(2)和式(3)表示；
[0024][0025][0026]式(3)中l
k
(t)表示用户k在t时刻的负荷使用计划，而该负荷使用计划能够被分解为为共4类负荷，其分别表示基本负荷、可调度负荷、分布式发电负荷和储能装置负荷。
[0027]作为优选技术措施：
[0028]所述基本负荷为用户的最基本的生产、生活活动中无法被调度的部分负荷需求；
[0029]所述可调度负荷为相对于基本负荷，能被灵活调动的负荷，用于调节生产或生活水平；
[0030]所述分布式发电负荷为太阳能或风能等新能源方式所产生的电能，该部分电能用
户能够自己使用，同时当用户电量过剩时，能够将这部分电能出售给电网，或者是储存在储能装置；
[0031]所述储能装置负荷为能够将分布式发电系统或是电网侧得来的电能进行存储的负荷，其与分布式发电系统同时存在作为分布式电源系统的一部分，能对电能充放电操作。
[0032]作为优选技术措施：
[0033]所述基本负荷以及分布式发电负荷在用户负荷的使用过程中，存在不受调控影响或人为调度的负荷部分，其约束公式如下：
[0034][0035][0036]基本负荷以及分布式发电负荷具有无法被调动的特点；表示根据用户日常用电进行预测来获取日前预测负荷，表示预测来获取日前预测发电量；
[0037]所述可调度负荷满足式(6)和式(7)的约束条件，其表示用户日常生活、生产中能够灵活调整的部分；
[0038][0039][0040]式中：为满足用户生活、生产需求的负荷量，为考虑到实际生活生产中用电保护等条件的最大负荷使用限制；
[0041]所述储能装置负荷变化的约束为：
[0042][0043][0044][0045][0046][0047]式中：为储能装置每15min的充放电上限；d
k
(t)为储能装置在t时刻的剩余电量，是上一时刻的剩余电量d
k
(t
‑
1)与该时段所适用的储能电能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，根据用户在前一周期内的需求，确定生成其新一周期整体负荷的使用计划，并将其整体负荷的使用计划上传至电网管理系统；所述使用计划包括日常负荷的使用、能调动的电器负荷，以及分布式能源系统的出力；第二步，根据第一步所收集到的整体负荷使用计划，对用户的用电行为进行聚类分析，将用户群体按用电行为划分为若干类；第三步，根据整体负荷使用情况，以削峰填谷为目标，针对第二步中聚类分析出的各类用户负荷群体的使用计划进行优化调整，并将优化调整的目标负荷使用反馈给用户群体，即将所有用户的整体优化拆解为各类用户的优化；第四步，对同类用户群体根据其使用需求，调整用电安排，使整体负荷使用贴近第三步中确定目标负荷，并将同类用户群体所能达到的最相似结果反馈给电网管理系统；第五步，根据第四步各类用户群体的反馈，修正整体目标负荷，即重复第三步和第四步，直到优化目标满足要求，则判定条件优化结束，实现电网管理系统和各类用户群体的双向互动需求响应。2.如权利要求1所述的一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法，其特征在于，所述第一步中，负荷使用计划的生成方法如下：将一天24h按每15min一段划分为96个时段，则N个用户24h的负荷调度计划如式(1)所示；A＝[l1l2…
l
k
…
l
N
]
ꢀꢀꢀ
(1)式中：A为96
×
N阶的矩阵，是总体的负荷使用计划；l
k
为96维列向量，是用户k的24h的负荷使用计划。3.如权利要求2所述的一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法，其特征在于，所述用户k的负荷使用计划由式(2)和式(3)表示；所述用户k的负荷使用计划由式(2)和式(3)表示；式(3)中l
k
(t)表示用户k在t时刻的负荷使用计划，而该负荷使用计划能够被分解为共4类负荷，其分别表示基本负荷、可调度负荷、分布式发电负荷和储能装置负荷。4.如权利要求3所述的一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法，其特征在于，所述基本负荷为用户的最基本的生产、生活活动中无法被调度的部分负荷需求；所述可调度负荷为相对于基本负荷，能被灵活调动的负荷，用于调节生产或生活水平；所述分布式发电负荷为太阳能或风能等新能源方式所产生的电能；所述储能装置负荷为能够将分布式发电系统或是电网侧得来的电能进行存储的负荷，其与分布式发电系统同时存在作为分布式电源系统的一部分，能对电能充放电操作。
5.如权利要求4所述的一种基于全物联链路的双向互动电力需求响应方法，其特征在于，所述基本负荷以及分布式发电负荷在用户负荷的使用过程中，存在不受调控影响或人为调度的负荷部分，其约束公式如下：为调度的负荷部分，其约束公式如下：基本负荷以及分布式发电负荷具有无法被调动的特点；表示根据用户日常用电进行预测来获取目前预测负荷，表示预测来获取目前预测发电量；所述可调度负荷满足式(6)和式(7)的约束条件，其表示用户日常生活、生产中能够灵活调整的部分；活调整的部分；式中：为满足用户生活、生产需求的负荷量，为考虑到实际生活生产中用电保护等条件的最大负荷使用限制；所述储能装置负荷变化的约束为：所述储能装置负荷变化的约束为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝亮，郁春雷，李磊，芦鹏飞，陆春光，肖涛，刘炜，李亦龙，潘一洲，麻吕斌，
申请(专利权)人：浙江华云信息科技有限公司国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：