一种农业园区负荷响应优化方法、系统及电子设备技术方案

本发明专利技术提供一种农业园区负荷响应优化方法、系统及电子设备，属于电力优化领域，方法包括：根据可中断负荷的日前运行数据确定可中断负荷的最大响应容量；基于柔性负荷单体数学模型，根据环境参数、加湿负荷的日前运行数据、温控负荷的日前运行数据、补光负荷的日前运行数据及光合有效辐射日总量最低值，确定加湿负荷、温控负荷及补光负荷的最大响应容量；根据各柔性负荷的最大响应容量，以各资源聚合体的响应容量最大为目标函数，将农业园区内的柔性负荷分为多个资源聚合体；根据日内响应指令及各资源聚合体的最大响应容量，确定各柔性负荷的日内运行状态。本发明专利技术能够满足电网侧响应容量的要求，提高了农业园区能源的利用率。提高了农业园区能源的利用率。提高了农业园区能源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种农业园区负荷响应优化方法、系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及电力优化领域，特别是涉及一种农业园区负荷响应优化方法、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]长期以来，农村能源处于能源网络末端，呈现资源利用率低、用能效率低、能量密度低以及基础设施弱、经济承受能力弱的特点，农村能源发展滞缓，不平衡不充分问题突出。实际上，农村拥有丰富的风、光、农作物废弃物等可再生资源及现代农业园区、鱼塘、荒地等农村空间资源，如何推进以电为中心的网源协调体系是支撑构建弹性乡村电网的重要保障。而电网在与农业园区互动的过程中，由于缺乏对园区负荷响应特性的准确评估及农业负荷与电网协同运行模式的研究，使得农村能源利用呈现分散化、孤岛化和局部化等特点，同时也使电网在对园区用能规划和电能管理时，制定的调度策略无法准确贴近园区负荷实时运行状况，大多数园区均存在整体能源利用率低、峰谷差较大等问题。
[0003]目前对于柔性负荷参与电网需求响应的方案一般都是针对典型场景下长时间尺度的单一聚合，但由于农业园区负荷单体量小且种类多，资源禀赋与用能特征差异性较大，不同能源类型互补程度较弱，若在响应时段直接对园区可调资源采用全局一体化优化方法，不仅求解复杂而且响应时间长，资源利用率仍然较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种农业园区负荷响应优化方法、系统及电子设备，可满足电网侧响应容量的要求，提高农业园区能源的利用率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种农业园区负荷响应优化方法，包括：
[0007]获取农业园区的环境参数、农业园区内各柔性负荷的日前运行数据及各柔性负荷的特性参数；所述农业园区内的柔性负荷包括补光负荷、加湿负荷、温控负荷及可中断负荷；
[0008]根据可中断负荷的日前运行数据确定可中断负荷的最大响应容量；
[0009]根据所述环境参数及农业园区内各柔性负荷的特性参数，建立柔性负荷单体数学模型；所述柔性负荷单体数学模型用于表征农业园区内各柔性负荷的功率与环境参数之间的映射关系；
[0010]基于所述柔性负荷单体数学模型，根据所述环境参数、加湿负荷的日前运行数据及温控负荷的日前运行数据，采用最小递推二乘法，确定加湿负荷常参数值及温控负荷常参数值；
[0011]根据所述环境参数、所述加湿负荷常参数值及所述柔性负荷单体数学模型，确定加湿负荷的最大响应容量；
[0012]根据所述环境参数、所述温控负荷常参数值及所述柔性负荷单体数学模型，确定
温控负荷的最大响应容量；
[0013]根据所述柔性负荷单体数学模型、所述环境参数、补光负荷的日前运行数据及光合有效辐射日总量最低值，确定补光负荷的最大响应容量；
[0014]根据可中断负荷的最大响应容量、补光负荷的最大响应容量、加湿负荷的最大响应容量及温控负荷的最大响应容量，以各资源聚合体的响应容量最大为目标函数建立资源聚合模型；所述资源聚合模型用于将农业园区内的柔性负荷分为多个资源聚合体；
[0015]根据日内响应指令及各资源聚合体的最大响应容量，确定所述农业园区内各柔性负荷的日内运行状态。
[0016]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0017]一种农业园区负荷响应优化系统，包括：
[0018]数据获取单元，用于获取农业园区的环境参数、农业园区内各柔性负荷的日前运行数据及各柔性负荷的特性参数；所述农业园区内的柔性负荷包括补光负荷、加湿负荷、温控负荷及可中断负荷；
[0019]可中断容量确定单元，与所述数据获取单元连接，用于根据可中断负荷的日前运行数据确定可中断负荷的最大响应容量；
[0020]单体模型建立单元，与所述数据获取单元连接，用于根据所述环境参数及农业园区内各柔性负荷的特性参数，建立柔性负荷单体数学模型；所述柔性负荷单体数学模型用于表征农业园区内各柔性负荷的功率与环境参数之间的映射关系；
[0021]常参数确定单元，与所述单体模型建立单元连接，用于基于所述柔性负荷单体数学模型，根据所述环境参数、加湿负荷的日前运行数据及温控负荷的日前运行数据，采用最小递推二乘法，确定加湿负荷常参数值及温控负荷常参数值；
[0022]加湿容量确定单元，与所述常参数确定单元连接，用于根据所述环境参数、所述加湿负荷常参数值及所述柔性负荷单体数学模型，确定加湿负荷的最大响应容量；
[0023]温控容量确定单元，与所述常参数确定单元连接，用于根据所述环境参数、所述温控负荷常参数值及所述柔性负荷单体数学模型，确定温控负荷的最大响应容量；
[0024]补光容量确定单元，与所述单体模型建立单元连接，用于根据所述柔性负荷单体数学模型、所述环境参数、补光负荷的日前运行数据及光合有效辐射日总量最低值，确定补光负荷的最大响应容量；
[0025]资源聚合单元，分别与所述可中断容量确定单元、所述加湿容量确定单元、所述温控容量确定单元及所述补光容量确定单元连接，用于根据可中断负荷的最大响应容量、补光负荷的最大响应容量、加湿负荷的最大响应容量及温控负荷的最大响应容量，以各资源聚合体的响应容量最大为目标函数建立资源聚合模型；所述资源聚合模型用于将农业园区内的柔性负荷分为多个资源聚合体；
[0026]负荷响应单元，与所述资源聚合单元连接，用于根据日内响应指令及各资源聚合体的最大响应容量，确定所述农业园区内各柔性负荷的日内运行状态。
[0027]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0028]一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的农业园区负荷响应优化方法。
[0029]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0030]本专利技术通过分析农业园区内各柔性负荷的运行特性，建立柔性负荷单体数学模型，并利用农业园区的环境参数及各柔性负荷的运行数据进行参数辨识求解(加湿负荷常参数值及温控负荷常参数值)和响应能力(最大响应容量)的计算，实现对农业园区柔性负荷参与需求响应能力的灵活性评估，充分挖掘了农村分散式柔性负荷资源的可调控潜力，提高了农业园区能源的利用率。并且基于各柔性负荷的最大响应容量，考虑负荷之间的关联性，在满足园区负荷日内运行时生产用电的基础上，通过对柔性负荷进行聚合优化，按照响应特性将柔性负荷提前整合为一定数量的资源聚合体，在收到电网响应信号后将园区用电高峰时期的柔性负荷进行转移或削减，从而满足电网的日内响应指令后直接调用已配置好的资源聚合体，从而满足电网侧响应容量的要求。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术农业园区负荷响应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农业园区负荷响应优化方法，其特征在于，所述农业园区负荷响应优化方法包括：获取农业园区的环境参数、农业园区内各柔性负荷的日前运行数据及各柔性负荷的特性参数；所述农业园区内的柔性负荷包括补光负荷、加湿负荷、温控负荷及可中断负荷；根据可中断负荷的日前运行数据确定可中断负荷的最大响应容量；根据所述环境参数及农业园区内各柔性负荷的特性参数，建立柔性负荷单体数学模型；所述柔性负荷单体数学模型用于表征农业园区内各柔性负荷的功率与环境参数之间的映射关系；基于所述柔性负荷单体数学模型，根据所述环境参数、加湿负荷的日前运行数据及温控负荷的日前运行数据，采用最小递推二乘法，确定加湿负荷常参数值及温控负荷常参数值；根据所述环境参数、所述加湿负荷常参数值及所述柔性负荷单体数学模型，确定加湿负荷的最大响应容量；根据所述环境参数、所述温控负荷常参数值及所述柔性负荷单体数学模型，确定温控负荷的最大响应容量；根据所述柔性负荷单体数学模型、所述环境参数、补光负荷的日前运行数据及光合有效辐射日总量最低值，确定补光负荷的最大响应容量；根据可中断负荷的最大响应容量、补光负荷的最大响应容量、加湿负荷的最大响应容量及温控负荷的最大响应容量，以各资源聚合体的响应容量最大为目标函数建立资源聚合模型；所述资源聚合模型用于将农业园区内的柔性负荷分为多个资源聚合体；根据日内响应指令及各资源聚合体的最大响应容量，确定所述农业园区内各柔性负荷的日内运行状态。2.根据权利要求1所述的农业园区负荷响应优化方法，其特征在于，所述可中断负荷的最大响应容量为削减负荷量；所述可中断负荷的日前运行数据包括可中断负荷日前各时刻的额定功率及运行状态；所述农业园区内包括多种可中断负荷；采用以下公式确定第i种可中断负荷的削减负荷量：其中，C
ILi,re
(t)为第i种可中断负荷t时刻的削减负荷量，N
ILi
为农业园区内第i种可中断负荷的数量，P
IL,i,n
(t)为第i种可中断负荷中第n个可中断负荷t时刻的额定功率，s
IL,i,n
(t)为第i种可中断负荷中第n个可中断负荷t时刻的运行状态，s
IL,i,n
(t)＝1表示停止运行，s
IL,i,n
(t)＝0表示投入运行。3.根据权利要求1所述的农业园区负荷响应优化方法，其特征在于，所述柔性负荷单体数学模型包括补光负荷功率模型、加湿负荷功率模型及温控负荷功率模型。4.根据权利要求3所述的农业园区负荷响应优化方法，其特征在于，基于所述柔性负荷单体数学模型，根据所述环境参数、加湿负荷的日前运行数据及温控负荷的日前运行数据，采用最小递推二乘法，确定加湿负荷常参数值及温控负荷常参数值，具体包括：对所述加湿负荷功率模型进行设定时段的积分，得到设定时段内的湿度变化平衡模
型；根据加湿负荷的日前运行数据的采样间隔及所述加湿负荷功率模型，将所述湿度变化平衡模型的常参数及时变参数分离，并构建加湿负荷时变参数辨识表达式；根据所述环境参数及加湿负荷的日前运行数据，确定加湿负荷的时变参数值；根据加湿负荷的时变参数值及所述加湿负荷时变参数辨识表达式，采用最小递推二乘法确定加湿负荷常参数值；对所述温控负荷功率模型进行设定时段的积分，得到设定时段内的温度变化平衡模型；根据温控负荷的日前运行数据的采样间隔及所述温控负荷功率模型，将所述温度变化平衡模型的常参数及时变参数分离，并构建温控负荷时变参数辨识表达式；根据所述环境参数及温控负荷的日前运行数据，确定温控负荷的时变参数值；根据温控负荷的时变参数值及所述温控负荷时变参数辨识表达式，采用最小递推二乘法确定温控负荷常参数值。5.根据权利要求3所述的农业园区负荷响应优化方法，其特征在于，根据所述环境参数、所述加湿负荷常参数值及所述柔性负荷单体数学模型，确定加湿负荷的最大响应容量，具体包括：根据所述环境参数及所述加湿负荷常参数值，确定加湿负荷的最大连续开启时间、加湿负荷的最大连续关闭时间及加湿负荷控制周期；根据加湿负荷的最大连续关闭时间、加湿负荷控制周期及加湿负荷功率模型，确定加湿负荷的最大响应容量。6.根据权利要求3所述的农业园区负荷响应优化方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，祖文静，杨钦臣，蔡留洋，夏世威，李慧璇，郑永乐，张泓楷，张艺涵，杨萌，李晨，
申请(专利权)人：国家电网有限公司华北电力大学，
类型：发明
国别省市：