一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法技术

本发明专利技术公开了电力调度技术领域，具体涉及一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法，对用户进行用能热过程建模，获取全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和用电负荷曲线；将具有相似热力学特性和用能特性的用户负荷进行聚类；根据用户行为特点和聚类结果将用户分为工作型用户、在家型用户和随机型用户；依据多类型用户的容量特性和用户用能特性，制定多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序；将需要减少的负荷值进行分解并下发至各个用户负荷群的终端控制系统进行电网紧急情况下的用户负荷群组合响应。能够保证电网安全前提下的用户负荷供暖不受影响，实现用户在电网临界安全运行场景下的停电不停暖。

【技术实现步骤摘要】
一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法
本专利技术属于电力调度
，具体涉及一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法。
技术介绍
蓄热电采暖用户在负荷低谷时刻蓄热，高峰时刻放热，充分利用峰谷电价差获取收益，不同的用户对于用电需求、用热需求及用电行为不同，受到多种因素的影响，具有连续性和周期性的特点。在保证系统实时负荷平衡情况下对蓄热电采暖进行运行优化，对于电力系统来讲可以有利于系统安全、稳定地运行，对于蓄热电采暖用户来讲则可以充分发挥每一度电能的效益进行供热。电力系统中，由于用户用电负荷的特点和性质不同，不同类型的用户负荷表现出不同的负荷特性，但用户用能数据来源广泛，各类数据之间并不独立存在，且有较强的相关性，包括负荷特性、装机容量、用户用热情况、工作日及节假日信息，对用户用能需求有针对性的进行分析，才能更好的服务于能源市场的个性化需求。在电网遇到紧急情况如低电压问题时，为了降低蓄热电采暖系统对电网的冲击，电网会对多类别蓄热式电采暖系统下达减负荷指令，电网调节过程中不可避免地会对蓄热式电采暖用户的用电需求造成影响。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法，使蓄热电采暖用户按照制定的多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序参与调峰，保证电网稳定的同时又可以最大限度的降低对用户采暖需求的影响。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法，包括：a、根据蓄热电采暖用户的设备容量将用户分为全蓄热式用户和半蓄热式用户；对用户进行用能热过程建模，分析其供热和热耗散过程，分别获取全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线；b、根据全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线，将具有相似热力学特性和用能特性的用户负荷进行聚类；根据用户行为特点和聚类结果将用户分为工作型用户、在家型用户和随机型用户；c、依据全蓄热式用户、半蓄热式用户、工作型用户、在家型用户和随机型用户的容量特性和用户用能特性，制定多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序；d、基于制定的多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序，在电网临界安全运行场景下，根据用户负荷群的数量及当前电网电压值将需要减少的负荷值进行分解并下发至各个用户负荷群的终端控制系统进行电网紧急情况下的用户负荷群组合响应。进一步地，在所述步骤a中，全蓄热式用户以用户使用电采暖电费最少为目标函数：式中：J表示用户一天使用电采暖产生的电费；tg0为电价谷时的开始时间；tf0为电价峰时的开始时间；tg为电价谷时的结束时间；tc为蓄热装置蓄热的结束时间；tf为电价峰时的结束时间；Pz为直热装置制热电功率；PxC为蓄热装置制热电功率；PxF为蓄热装置放热电功率；cg(t)为t时刻谷时电价；cf(t)为t时刻峰时电价；其中tc的表达式为：式中：Qmax为蓄热装置的最大容量；ηx为蓄热装置制热效率；半蓄热式用户用能过程优化的目标函数为：式中：tF为电价峰值时蓄热装置内热量使用完全的时间；tz0为电价峰值时重新启动直热设备制热的开始时间；tz为电价峰值时重新启动直热设备制热的结束时间。进一步地，在所述步骤b中，依据模糊C均值聚类算法对所有用户的负荷特性进行聚类分析。进一步地，所述多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序为：全蓄热式用户优于半蓄热式用户，半蓄热模式用户中工作型用户优于随机型用户优于在家型用户。进一步地，在所述步骤d中，下发至各个用户负荷群的终端控制系统的参数还包括限制电采暖接入的时刻。进一步地，用户负荷群的终端控制系统对所管理的多类别用户电采暖负荷群进行协调控制和组合响应，用户负荷群响应后，终端控制系统检测调峰量是否达到要求，当检测到调峰总量达到要求时，则控制层不再对用户负荷群进行控制并进行下一轮检测，否则按照既定的调峰顺序进行用户负荷群响应。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过对典型用户进行用能热过程建模，分析其供热和热耗散过程，通过多类别用户负荷群的不同特性包括容量特性和用户用能特点特性对蓄热式电采暖多类别用户负荷群进行聚合分类，对同一类型的用户负荷群进行统一管理和调度；制定了相应的移峰调控优先级顺序，根据调控顺序给出了多类别用户负荷群在电网临界安全运行场景下的协调组合响应策略，通过执行多类别用户负荷群在电网临界安全运行场景下的协调组合响应策略，保证电网稳定的同时又可以最大限度的降低对用户采暖需求的影响，实现用户在电网临界安全运行场景下的停电不停暖。附图说明图1为热过程影响用户的用能特性示意图；图2为典型用户半蓄热模式时间分布图；图3为多类别蓄热式电采暖负荷群组合响应构架；图4为典型用户室外温度变化曲线；图5为典型用户墙体内表面温度变化曲线；图6为典型用户临室温度变化曲线；图7为典型用户的热负荷需求曲线；图8为典型用户峰谷电价曲线；图9为典型全蓄热式电采暖用户热负荷特性曲线；图10为典型全蓄热式电采暖用户用电负荷特性曲线；图11为典型半蓄热式电采暖用户热负荷特性曲线；图12为典型半蓄热式电采暖用户用电负荷特性曲线；图13为小户型不同用户行为下负荷特性曲线；图14为中户型不同用户行为下负荷特性曲线；图15为大户型不同用户行为下负荷特性曲线；图16为样本扩大后的各典型用户用电负荷曲线；图17为电网安全场景下典型全蓄热用户最优调度负荷曲线；图18为电网安全场景下典型半蓄热用户最优调度负荷曲线；图19为典型全蓄热用户用电负荷日前调度曲线和响应策略；图20为典型半蓄热工作型用户电负荷日前计划调度曲线；图21为电网临界安全下典型半蓄热工作型用户功率响应策略；图22为典型半蓄热随机型用户电负荷日前计划调度曲线；图23为电网临界安全下典型半蓄热随机型用户功率响应策略；图24为典型半蓄热在家型用户电负荷日前计划调度曲线；图25为电网临界安全下典型半蓄热在家型用户功率响应策略。具体实施方式下面结合附图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。一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法，包括：a、根据蓄热电采暖用户的设备容量将用户分为全蓄热式用户和半蓄热式用户；对用户进行用能热过程建模，分析其供热和热耗散过程，分别获取全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线；b、根据全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线，将具有相似热力学特性和用能特性的用户负荷进行聚类；根据用户行为特点和聚类结果将用户分为工作型用户、在家型用户和随机型用户；c、依据全蓄热式用户、半蓄热式用户、工作型用户、在家型用户和随机型用户的容量特性和用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法，其特征是，包括：/na、根据蓄热电采暖用户的设备容量将用户分为全蓄热式用户和半蓄热式用户；对用户进行用能热过程建模，分析其供热和热耗散过程，分别获取全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线；/nb、根据全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线，将具有相似热力学特性和用能特性的用户负荷进行聚类；根据用户行为特点和聚类结果将用户分为工作型用户、在家型用户和随机型用户；/nc、依据全蓄热式用户、半蓄热式用户、工作型用户、在家型用户和随机型用户的容量特性和用户用能特性，制定多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序；/nd、基于制定的多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序，在电网临界安全运行场景下，根据用户负荷群的数量及当前电网电压值将需要减少的负荷值进行分解并下发至各个用户负荷群的终端控制系统进行电网紧急情况下的用户负荷群组合响应。/n

【技术特征摘要】
1.一种多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法，其特征是，包括：
a、根据蓄热电采暖用户的设备容量将用户分为全蓄热式用户和半蓄热式用户；对用户进行用能热过程建模，分析其供热和热耗散过程，分别获取全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线；
b、根据全蓄热式用户和半蓄热式用户的典型热负荷曲线和典型用电负荷曲线，将具有相似热力学特性和用能特性的用户负荷进行聚类；根据用户行为特点和聚类结果将用户分为工作型用户、在家型用户和随机型用户；
c、依据全蓄热式用户、半蓄热式用户、工作型用户、在家型用户和随机型用户的容量特性和用户用能特性，制定多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序；
d、基于制定的多类别蓄热电采暖用户负荷群调峰优先级顺序，在电网临界安全运行场景下，根据用户负荷群的数量及当前电网电压值将需要减少的负荷值进行分解并下发至各个用户负荷群的终端控制系统进行电网紧急情况下的用户负荷群组合响应。


2.根据权利要求1所述的多类别蓄热电采暖用户负荷群组合响应调度方法，其特征是，在所述步骤a中，全蓄热式用户以用户使用电采暖电费最少为目标函数：



式中：J表示用户一天使用电采暖产生的电费；tg0为电价谷时的开始时间；tf0为电价峰时的开始时间；tg为电价谷时的结束时间；tc为蓄热装置蓄热的结束时间；tf为电价峰时的结束时间；Pz为直热装置制热电功率；PxC为蓄热装置制热电功率；PxF为蓄热装置放热电功率；cg(t)为t时刻谷时电价...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾艾东，郝思鹏，宁佳，张东东，董亮，张小莲，刘海涛，陈光宇，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32