一种柔性负荷设备的调度方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性负荷设备的调度方法、系统及存储介质，所述方法包括：构建用户负荷使用函数及负荷定价函数；构建自适应能耗水平的负荷定价方案，并设置用户柔性负荷设备的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内的电价；获取用户初始的柔性负荷设备调度方案；以最小化能耗成本为目标，构建动态柔性负荷的最优调度模型并求解；若用户的期望用电成本不大于其实际用电成本，则更新柔性负荷设备调度方案，否则，迭代求解所述最优调度模型，直至获取最优调度方案。本发明专利技术采用自适应能耗水平的负荷定价方案，针对不同能耗水平的用户制定不同的电价，相较于传统的价格性需求响应机制，可以有效避免外部因素以及电价的时变特性带来的影响。

A Scheduling Method, System and Storage Medium for Flexible Load Equipment

The invention discloses a dispatching method, system and storage medium of flexible load equipment, which includes: constructing user load usage function and load pricing function; constructing load pricing scheme with adaptive energy consumption level, and setting average energy consumption level of user flexible load equipment, constant price range and corresponding price range; obtaining initial flexible negative of user. The optimal scheduling model of dynamic flexible load is constructed and solved with the objective of minimizing energy consumption cost. If the expected cost of power consumption is not greater than the actual cost of power consumption, the flexible load equipment scheduling scheme is updated. Otherwise, the optimal scheduling model is solved iteratively until the optimal scheduling scheme is obtained. The invention adopts a load pricing scheme with adaptive energy consumption level, and formulates different electricity prices for different energy consumption level users. Compared with the traditional price demand response mechanism, it can effectively avoid the influence of external factors and time-varying characteristics of electricity prices.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性负荷设备的调度方法、系统及存储介质
本专利技术涉及一种柔性负荷设备的调度方法、系统及存储介质，属于用电调度

技术介绍
目前，居民用户用电需求占全球电能总量的20％至40％，其对季节性和日常高峰需求有显着贡献。通常来说，大约20％的发电容量可以潜在地用于满足大约5％的时间内发生的峰值需求事件。为了维护电力系统的供需平衡以及安全稳定运行，供电公司可以通过新增装机容量的方式来满足这些短期的高峰需求，但成本高昂，利用效率低下。而用户侧柔性负荷的优化管理可以通过转移或减少峰值用电量来实现显著的削峰填谷，从而节约投资成本，利于电力系统供需平衡的稳定。此外，由于信息和通信技术的发展，家庭区域网络(homeareanetwork,HAN)促进了智能电表的普及，使得家用的柔性负荷设备运行状态监视与控制更加便利。因此，通过灵活的定价方案，对居民用户侧柔性负荷设备进行优化调度与管理，是改善能源使用，维护电网运行稳定的重要环节。目前已有的文献和研究大多集中于用户侧的柔性负荷建模以及调度优化方法的研究，大多基于价格型的需求响应机制来进行柔性负荷调度与调整，尤其是分时电价机制(timeofuse,TOU)和实时电价机制(realtimeprice,RTP)。在价格型需求响应机制下，供电公司向用户提供时变的单价，以反映不同时期(包括一天内的不同时刻或者一年内的不同季节)的电力价值。由于引入了自弹性系数和交叉弹性系数来表征电价的时变特性，某一用户的用电行为特性会对其他用户的价格造成一定影响。与此同时，用户需要时刻关注电价的变化，这也为用户的正常生产生活造成一定影响。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种柔性负荷设备的调度方法、系统及存储介质，有利于避免外部因素对用户电价的影响。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种柔性负荷设备的调度方法，所述方法包括如下步骤：构建用户负荷使用函数及负荷定价函数；构建自适应能耗水平的负荷定价方案，并设置用户柔性负荷设备的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内的电价；获取用户初始的柔性负荷设备调度方案；以最小化能耗成本为目标，构建动态柔性负荷的最优调度模型并求解；若用户的期望用电成本不大于其实际用电成本，则更新柔性负荷设备调度方案，否则，迭代求解所述最优调度模型；若迭代求解次数未超过迭代次数上限，输出更新后的柔性负荷设备调度方案；否则，按照设定步长设置新的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内电价，重新进行最优调度方案的计算。结合第一方面，进一步的，所构建的用户负荷使用函数如下：其中，t代表采样时间间隔；Dt代表时段t内所有柔性负荷设备的能耗；P代表用户所有柔性负荷设备的集合；代表柔性负荷设备p在时段t内的能耗水平；T为采样总时长。结合第一方面，进一步的，所构建的负荷定价函数如下：其中，t代表采样时间间隔；Dt代表时段t内所有柔性负荷设备的能耗；Lt为时段t下的用户能耗水平；Al,t、Bl,t、Cl,t是时段t下的计算参数，随着Lt的变化而变化；r1>0，r2≥0，r3≥0分别是Al,t、Bl,t、Cl,t的固定计算参数，由供电公司的效益计算得到。结合第一方面，进一步的，所述负荷定价方案的构建方法包括：根据用户能耗水平不同，提供不同电价，只要用户能耗水平在规定范围内，电价不变；根据用户能耗水平级别，确定一个电价不变的区域PIB，PIB是平均能耗水平CL的两倍，其上限为CA+，下限为CA-，其中，CA+在设定的正常时段定义，此时电价在能耗规定范围内均为常数；CA-在设定的高峰时段定义，是用户为了保持与设定的正常时段电价相同而需要减少的能耗。结合第一方面，进一步的，根据用户历史能耗数据，确定用户能耗水平级别及其上下限；对单一用户电价变化取决于用户能耗水平是否移动到新的PIB区域。结合第一方面，进一步的，所构建的最优调度模型如下：其中，t代表采样时间间隔；T代表采样总时长；BDS为供电公司向用户收取的期望日用电成本；BAC为供电公司向用户收取的实际日用电成本，由期望日用电成本和附加日用电成本组成；为用户的附加用电负荷；为用户的期望用电负荷；BDS与BAC满足如下关系：当用户的附加用电负荷为0时，用户的柔性负荷设备调度方案最优。第二方面，本专利技术提供了一种柔性负荷设备的调度系统，其特征在于，所述系统包括：函数构建模块：用于构建用户负荷使用函数及负荷定价函数；方案构建模块：用于构建自适应能耗水平的负荷定价方案，并设置用户柔性负荷设备的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内的电价；获取模块：用于获取用户初始的柔性负荷设备调度方案；模型构建模块：用于以最小化能耗成本为目标，构建动态柔性负荷的最优调度模型并求解；更新求解模块：当用户的期望用电成本不大于其实际用电成本时，用于更新柔性负荷设备调度方案；否则，迭代求解所述最优调度模型；输出模块：若迭代求解次数未超过迭代次数上限，则输出更新后的柔性负荷设备调度方案；所述方案构建模块还用于：当迭代求解次数超过迭代次数上限时，按照设定步长设置新的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内电价。第三方面，本专利技术还提供了一种柔性负荷设备的调度系统，包括处理器及存储介质；其特征在于，所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行前述方法的步骤。第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术提供的柔性负荷设备的调度方法、系统及存储介质采用自适应能耗水平的负荷定价方案，针对不同能耗水平的用户制定不同的电价，相较于传统的价格性需求响应机制，可以有效避免外部因素以及电价的时变特性带来的影响；相较于直接负荷控制(directloadcontrol,DLC)来说，本专利技术不会对柔性负荷设备进行实时监视与控制，能够在更好保护用户隐私的情况下，实现用户柔性负荷的优化调度，节能减排。具体实施方式下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供的柔性负荷设备调度方法，包括以下步骤：步骤1，根据用户对不同类型柔性负荷设备的使用偏好，构建用户的负荷使用函数以及负荷定价函数。用户的负荷使用函数表达如下：其中，t代表采样时间间隔，单位：小时；T代表采样总时长，具体的，T＝1天，24小时；Dt代表时段t内所有柔性负荷设备的能耗；P代表用户所柔性负荷设备的集合，选取居民用户中的十种典型柔性负荷设备进行研究，包括电炉、微波炉、烧水壶、吐司机、蒸汽熨斗、吸尘器、热水器、洗碗机、洗衣机以及烘干机；代表设备p在时段t内的能耗水平；T为时段t的采样总数，设置采样时段t为5min，总时长为24h，此时T为288。用户的负荷定价函数表达如下：其中，Lt为时段t下的用户能耗水平，设置用户的阶梯能耗水平从0.02kW开始，以0.07kW的步长逐级增长，一直增长到11kW，共157级；Al,t、Bl,t、Cl,t是时段t下的计算参数，其随着Lt的变化而变化；与此同时，r1>0，r2≥0，r3≥0分别是Al,t、Bl,t、Cl,t的固定计算参数，设置r1＝12.5，r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性负荷设备的调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：构建用户负荷使用函数及负荷定价函数；构建自适应能耗水平的负荷定价方案，并设置用户柔性负荷设备的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内的电价；获取用户初始的柔性负荷设备调度方案；以最小化能耗成本为目标，构建动态柔性负荷的最优调度模型并求解；若用户的期望用电成本不大于其实际用电成本，则更新柔性负荷设备调度方案，否则，迭代求解所述最优调度模型；若迭代求解次数未超过迭代次数上限，输出更新后的柔性负荷设备调度方案；否则，按照设定步长设置新的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内电价，重新进行最优调度方案的计算。

【技术特征摘要】
1.一种柔性负荷设备的调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：构建用户负荷使用函数及负荷定价函数；构建自适应能耗水平的负荷定价方案，并设置用户柔性负荷设备的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内的电价；获取用户初始的柔性负荷设备调度方案；以最小化能耗成本为目标，构建动态柔性负荷的最优调度模型并求解；若用户的期望用电成本不大于其实际用电成本，则更新柔性负荷设备调度方案，否则，迭代求解所述最优调度模型；若迭代求解次数未超过迭代次数上限，输出更新后的柔性负荷设备调度方案；否则，按照设定步长设置新的平均能耗水平、电价恒定区间以及相应区间内电价，重新进行最优调度方案的计算。2.根据权利要求1所述的柔性负荷设备的调度方法，其特征在于，所构建的用户负荷使用函数如下：其中，t代表采样时间间隔；Dt代表时段t内所有柔性负荷设备的能耗；P代表用户所有柔性负荷设备的集合；代表柔性负荷设备p在时段t内的能耗水平；T为采样总时长。3.根据权利要求1所述的柔性负荷设备的调度方法，其特征在于，所构建的负荷定价函数如下：其中，t代表采样时间间隔；Dt代表时段t内所有柔性负荷设备的能耗；Lt为时段t下的用户能耗水平；Al,t、Bl,t、Cl,t是时段t下的计算参数，随着Lt的变化而变化；r1>0，r2≥0，r3≥0分别是Al,t、Bl,t、Cl,t的固定计算参数，由供电公司的效益计算得到。4.根据权利要求1所述的柔性负荷设备的调度方法，其特征在于，所述负荷定价方案的构建方法包括：根据用户能耗水平不同，提供不同电价，只要用户能耗水平在规定范围内，电价不变；根据用户能耗水平级别，确定一个电价不变的区域PIB，PIB是平均能耗水平CL的两倍，其上限为CA+，下限为CA-，其中，CA+在设定的正常时段定义，此时电价在能耗规定范围内均为常数；CA-在设定的高峰时段定义，是用户为了保持与设...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，郑红娟，朱庆，徐石明，郑爱霞，杨斌，李雪明，李捷，李波，汤延祺，陈良亮，董浩，张然，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32