一种需求响应资源组合优化的分层分布式体系架构和方法技术
Hierarchical distributed architecture and method for demand response resource combination optimization
The invention discloses a method for demand response and distributed architecture of resource optimization, the system architecture including load aggregators, load agent and demand response resources; the load agent is a set of demand response resources equivalent, the related information for demand response resources, and will load aggregation control information transfer taking orders to demand response resources; through the information communication network load aggregators information released by the interaction between the agent and other load load agent. This method simplifies the computational complexity; easy to load aggregators for resources to participate in management, system scheduling may provide a small demand response of a distributed load on the decomposition; adjust the allocation problem of theoretical calculation by consensus algorithm and Dantzig Wolfe, improve the calculation speed compared to centralized optimization, and can adapt to the characteristics of demand response resource uncertainty.
【技术实现步骤摘要】
一种需求响应资源组合优化的分层分布式体系架构和方法
本专利技术涉及电力需求响应资源的组合优化技术，具体涉及一种需求响应资源组合优化的分层分布式的体系架构和方法。
技术介绍
随着电力市场化改革和需求侧放开，大量的用户可以参与到电力系统的优化运行中，这些用户被称为需求响应资源，需求响应资源数量众多、分布广泛、特性多样，集中式的直接调度难度很大。需求响应资源与传统的发电资源相比，又具有较大的不确定性，表现为自主接入或退出，同时响应能力也随着用户的实际运行状态的不同而不同。传统的集中式计算往往不能考虑需求响应资源的这些特点，而且全局计算复杂性很大。所以本专利技术在此背景下提出了一种需求响应资源分层聚合、分布式计算的体系架构和方法。
技术实现思路
专利技术目的：为解决现有技术的不足，提出一种需求响应资源组合优化问题中将需求响应资源分层聚合形成负荷代理，然后利用一致性算法和Dantzig-Wolfe分解理论分布式计算负荷调整量分配的体系架构和方法。技术方案：本专利技术的一种需求响应资源组合优化的分层分布式体系架构，包括负荷聚合商，负荷代理和需求响应资源；其中，负荷代理是一组需求响...
【技术保护点】
一种需求响应资源组合优化的分层分布式体系架构，其特征在于，包括负荷聚合商，负荷代理和需求响应资源；其中，负荷代理是一组需求响应资源的等值，其获取需求响应资源的相关信息，并将负荷聚合商下达的控制信息传递给需求响应资源；各负荷代理之间通过通信网络交互负荷聚合商公布的信息和其他负荷代理的信息。
【技术特征摘要】
1.一种需求响应资源组合优化的分层分布式体系架构，其特征在于，包括负荷聚合商，负荷代理和需求响应资源；其中，负荷代理是一组需求响应资源的等值，其获取需求响应资源的相关信息，并将负荷聚合商下达的控制信息传递给需求响应资源；各负荷代理之间通过通信网络交互负荷聚合商公布的信息和其他负荷代理的信息。2.根据权利要求1所述的分层分布式体系架构，其特征在于，每组中的需求响应资源的补偿价格要保持多样性。3.一种基于权利要求1所述架构的分层分布式方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对需求相应资源进行分层聚合，形成一种分层分布式的体系架构，该体系架构的最上层为负荷聚合商，中间层为负荷代理，最下层为需求响应资源，所述负荷聚合商通过负荷代理管理需求响应资源；(2)负荷代理负荷调整量分配的分布式计算。4.根据权利要求3所述的一种分层分布式方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：(11)将需求响应资源进行分组，形成等值需求响应资源首先需要将数量众多的需求响应资源进行分组，形成等值需求响应资源；所有的负荷代理管理负荷聚合商的所有需求响应资源；获得内部需求响应资源的相关信息，并将负荷聚合商的控制指令下达到需求响应资源；各负荷代理之间通过通信网络交互负荷聚合商公布的信息和其他负荷代理的信息；(12)对负荷代理建模需求响应资源分组后得到负荷代理，需求响应资源的综合外特性包括出力特性和时间相关特性，负荷代理的综合外特性与所述需求响应资源的综合外特性相似。5.根据权利要求4所述的一种分层分布式方法，其特征在于，所述步骤(12)中的负荷代理模型为：(Ⅰ)出力范围负荷代理的等值出力可以描述为在调度时段上具有持续出力的能力；不同的调度时段对应的负荷代理最大等值出力不同，需求响应资源的分组不同对应的负荷代理最大等值出力也不同；负荷代理的最大等值出力由如下需求响应资源的评估模型求得：(i)目标函数以调度时段内最大化各时段的负荷调整量和各时段负荷调整量偏差最小为目标；式中，T为调度时段数，t为调度时段；为负荷代理i中的需求响应资源数目；为需求响应资源j调度时段t的负荷调整量，为需求响应资源j调度时段t-1的负荷调整量；w1、w2为权重系数，均为非负数，且w1+w2＝1；(ii)约束条件(a)功率调整范围约束式中，Pjmin、Pjmax分别为需求响应资源j的负荷调整量的最小值、最大值；为需求响应资源j调度时段t的调用状态，为1时表示调用，为0时表示不调用；需求响应资源的调节能力并不是和传统发电机组那样可以看成具有连续的调节的能力，通常具有的调节能力是离散化的，负荷调整量的取值为离散的，表示如下：式中，为非负的整数变量；为需求响应资源j的离散的单位调整值；(b)需求响应资源j的爬坡约束式中，DRj、URj分别为需求响应资源j的负荷调整量的最小值下降率、上升率；(c)最小削减时间约束式中，TDjmin为需求响应资源j的最小削减时间；为需求响应资源j调度时段t-1的累计削减时间；为需求响应资源j调度时段t的调用状态，为1时表示调用，为0时表示不调用；为需求响应资源j调度时段t-1的调用状态，为1时表示调用，为0时表示不调用；(d)最大削减时间约束式中，T为调度时段数；Tjmax为需求响应资源j的最大削减时间的时段数；(e)最小削减间隔时间约束式中，TUjmin为需求响应资源j的最小削减间隔时间；为需求响应资源j调度时段t-1的累计不削减时间；(f)最大削减次数约束式中，Njmax为需求响应资源j的最大削减次数，T为调度时段数；以优化获得的各时段的负荷调整量的最小值△Pimax作为负荷代理i的负荷调整量的最大负荷调整量；其中，由于负荷代理的需求响应资源可以不进行需求响应，所以负荷代理的最小负荷调整量为0；(Ⅱ)爬坡约束通过上述评估最大出力的模型确定了负荷代理内部需求响应资源各时段的参与状态对应的每一时段爬坡能力的最小值，然后根据具体的场景乘以一个经验系数得到负荷代理的爬坡参数；负荷代理的爬坡约束可以表示为：-DRi≤△Pit-△Pit-1≤URi式中，i为负荷代理，j为需求响应资源，为需求响应资源j调用时段t的调用状态；△Pit为负荷代理i调度时段t的负荷调整量，△Pit-1为负荷代理i调度时段t-1的负荷调整量；Ni为负荷代理i中需求响应资源的数目；DRj、URj分别为需求响应资源j的负荷调整量的最小值下降率、上升率；DRi、URi分别为负荷代理i的等值爬坡参数，对应负荷调整量的最小值下降率、上升率；ki为某一场景下的经验系数，由负荷聚合商长期运行经验得到，通常取值为0～1；(Ⅲ)时间相关约束由于负荷代理内部有很多需求响应资源，等值后可以看成能够在调度时段内均能参与调度，即负荷代理参与调度需求的全时段，因此，负荷代理的时间相关特性被松弛掉；(Ⅳ)负荷代理的成本特性得到负荷代理的最大负荷调整量△Pimax后，将0～△Pimax等分为K段，得到K+1个负荷调整量的分点0、△Pimax/K、2△Pimax/K、...、(K-1)△Pimax/K、△Pimax；每个负荷调整量对应的成本特性用如下模型求解：(i)目标函数以负荷代理i达到某一负荷调整量k△Pimax/K(k＝0,1,2,…,K)的成本最小化为目标，将这个最小化的成本和该负荷调整量k△Pimax/K作为第k组成本的输入输出...
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