一种适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能用电技术领域，具体提供了一种适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法及装置，包括：确定用户负荷设备参与需求响应的类型；基于所述用户负荷设备参与需求响应的类型确定用户负荷设备的调控功率；基于用户负荷设备的调控功率及用户负荷设备的实际监测功率确定用于调控用户负荷设备的输出功率参考信号；其中，所述需求响应的类型包括下述中的至少一种：电力削峰需求响应、新能源消纳需求响应。本发明专利技术提供的技术方案，能够满足用户侧可调节资源常态化低碳高效利用的长远目标，提升能源利用效率和能效水平，推动绿色低碳高质量发展。低碳高质量发展。低碳高质量发展。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法及装置


[0001]本专利技术涉及智能用电
，具体涉及一种适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，随着能源革命战略的深入实施、双碳行动方案的持续推进，可再生能源装机比重、发电量占比不断增加，终端电气化比重持续提高。然而，可再生新能源过快发展与电网规划发展不配套，导致弃风弃光问题日益严重，源荷双侧的高波动性、随机性给电网平衡调节提出了更高要求，电网安全可靠运行、供电保障等方面面临巨大挑战。
[0003]同时，大规模新能源基地附近建有高载能企业，随着新型工业化改革的推进，高载能负荷规模不断增加，在电网中扮演的角色愈发重要。在技术层面，高载能负荷容量大且具有一定的调节和响应特性，可就地消纳一定容量的可再生新能源，起到削峰填谷作用；在经济层面，高载能企业因用电成本较高等因素，普遍存在生产设备闲置等问题。此外，高载能企业通常配有分布式光伏，各类资源较难实统一现协同优化运行。
[0004]目前，在电力负荷管理系统中，现有电力负荷管理终端主要用于电力用户总用电负荷监测，部分具备支路通断控制功能，调控模式单一，可满足基于行政手段的有序用电业务需求，但缺乏用户多元化用能服务能力。相较于电力负荷管理终端，智慧能源单元可以融合负荷刚性控制、柔性调节等功能，不仅适用于有序用电业务开展，也可满足需求响应业务需求，整体可支持实现常态化负荷管理。但现有适用于智慧能源单元的控制调节策略通常只考虑负荷回路通断控制功能，无法支持负荷设备级调控，更无法满足用户内部具体用电设备功率调控需求，控制精细化水平较差，或只考虑智慧能源单元系统结构和计费支付管理系统控制方法流程，并未考虑基于价格信号、激励引导信号、交易信息的调控方式。

技术实现思路

[0005]为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法及装置。
[0006]第一方面，提供一种适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法，所述适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法包括：确定用户负荷设备参与需求响应的类型；基于所述用户负荷设备参与需求响应的类型确定用户负荷设备的调控功率；基于用户负荷设备的调控功率及用户负荷设备的实际监测功率确定用于调控用户负荷设备的输出功率参考信号；其中，所述需求响应的类型包括下述中的至少一种：电力削峰需求响应、新能源消纳需求响应。
[0007]优选的，当用户负荷设备参与需求响应的类型为电力削峰需求响应时，所述基于所述用户负荷设备参与需求响应的类型确定用户负荷设备的调控功率，包括：
基于负荷设备的降功率时长、升功率时长和响应时长确定负荷设备总响应时间；基于所述负荷设备总响应时间确定负荷设备的功率调控系数；基于所述负荷设备的功率调控系数确定用户负荷设备的调控功率。
[0008]进一步的，所述负荷设备总响应时间的计算式如下：t
total
=
△
t
dr
+
△
t
dec
+
△
t
inc
上式中，t
total
为负荷设备总响应时间，
△
t
dr
为负荷设备的响应时长，
△
t
dec
为负荷设备的降功率时长，
△
t
inc
为负荷设备的升功率时长。
[0009]进一步的，所述负荷设备的降功率时长满足：(P
rated
‑
P
dr
)/R
decmax
≤
△
t
dec
≤(P
rated
‑
P
dr
)/R
decmin
所述负荷设备的升功率时长满足：(P
rated
‑
P
dr
)/R
incmax
≤
△
t
inc
≤(P
rated
‑
P
dr
)/R
incmin
上式中，P
rated
为用户负荷设备额定功率，P
dr
为用户负荷设备参与需求响应期间最小功率，R
decmax
为用户负荷设备降功率期间功率变化率最大值，R
decmin
为用户负荷设备降功率期间功率变化率最小值，R
incmax
为用户负荷设备升功率期间功率变化率最大值，R
incmin
为用户负荷设备升功率期间功率变化率最小值。
[0010]进一步的，所述负荷设备的功率调控系数的计算式如下：u(t)=exp(
‑
exp(
‑
c1(
△
t/t
total
‑
1)))+ exp(
‑
exp(
‑
c2(p
dr
/p
expected
‑
1)))
‑
1上式中，exp为以自然常数e为底的指数函数，u(t)为t时刻负荷设备的功率调控系数，c1为第一功率调控参数，c2为第二功率调控参数，
△
t为单位时间间隔，p
dr
为用户负荷设备参与电力需求响应实际激励补偿价格,p
expected
为用户负荷设备参与电力需求响应预期补偿价格。
[0011]进一步的，所述用户负荷设备的调控功率的计算式如下：P
D
(t)= P
D
(t
‑△
t)+ u(t)P
rated
R
incmax/decmax
上式中，P
D
(t)为t时刻用户负荷设备的调控功率，P
D
(t
‑△
t)为t
‑△
t时刻用户负荷设备的调控功率，R
incmax/decmax
为用户负荷设备升功率期间功率变化率最大值或用户负荷设备降功率期间功率变化率最大值。
[0012]优选的，当用户负荷设备参与需求响应的类型为新能源消纳需求响应时，所述基于所述用户负荷设备参与需求响应的类型确定用户负荷设备的调控功率，包括：确定调控功率响应时段；基于调控功率响应时段选取目标模型；将所述目标模型代入预先构建的多目标优化模型并求解，得到用户负荷设备的调控功率。
[0013]进一步的，所述基于调控功率响应时段选取目标模型，包括：当调控功率响应时段在日落时刻t
sunset
至次日日出时刻t
sunrise
时，选取的第一目标模型的计算式为：F1=(1/(∑
t
P
D
(t)
△
t))∑
t
{[x(t本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于智慧能源单元的负荷设备功率调控方法，其特征在于，所述方法包括：确定用户负荷设备参与需求响应的类型；基于所述用户负荷设备参与需求响应的类型确定用户负荷设备的调控功率；基于用户负荷设备的调控功率及用户负荷设备的实际监测功率确定用于调控用户负荷设备的输出功率参考信号；其中，所述需求响应的类型包括下述中的至少一种：电力削峰需求响应、新能源消纳需求响应。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当用户负荷设备参与需求响应的类型为电力削峰需求响应时，所述基于所述用户负荷设备参与需求响应的类型确定用户负荷设备的调控功率，包括：基于负荷设备的降功率时长、升功率时长和响应时长确定负荷设备总响应时间；基于所述负荷设备总响应时间确定负荷设备的功率调控系数；基于所述负荷设备的功率调控系数确定用户负荷设备的调控功率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负荷设备总响应时间的计算式如下：t
total
=
△
t
dr
+
△
t
dec
+
△
t
inc
上式中，t
total
为负荷设备总响应时间，
△
t
dr
为负荷设备的响应时长，
△
t
dec
为负荷设备的降功率时长，
△
t
inc
为负荷设备的升功率时长。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述负荷设备的降功率时长满足：(P
rated
‑
P
dr
)/R
decmax
≤
△
t
dec
≤(P
rated
‑
P
dr
)/R
decmin
所述负荷设备的升功率时长满足：(P
rated
‑
P
dr
)/R
incmax
≤
△
t
inc
≤(P
rated
‑
P
dr
)/R
incmin
上式中，P
rated
为用户负荷设备额定功率，P
dr
为用户负荷设备参与需求响应期间最小功率，R
decmax
为用户负荷设备降功率期间功率变化率最大值，R
decmin
为用户负荷设备降功率期间功率变化率最小值，R
incmax
为用户负荷设备升功率期间功率变化率最大值，R
incmin
为用户负荷设备升功率期间功率变化率最小值。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述负荷设备的功率调控系数的计算式如下：u(t)=exp(
‑
exp(
‑
c1(
△
t/t
total
‑
1)))+ exp(
‑
exp(
‑
c2(p
dr
/p
expected
‑
1)))
‑
1上式中，exp为以自然常数e为底的指数函数，u(t)为t时刻负荷设备的功率调控系数，c1为第一功率调控参数，c2为第二功率调控参数，
△
t为单位时间间隔，p
dr
为用户负荷设备参与电力需求响应实际激励补偿价格,p
expected
为用户负荷设备参与电力需求响应预期补偿价格。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述用户负荷设备的调控功率的计算式如下：P
D
(t)= P
D
(t
‑△
t)+ u(t)P
rated
R
incmax/decmax
上式中，P
D
(t)为t时刻用户负荷设备的调控功率，P
D
(t
‑△
t)为t
‑△
t时刻用户负荷设备的调控功率，R
incmax/decmax
为用户负荷设备升功率期间功率变化率最大值或用户负荷设备降功率期间功率变化率最大值。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当用户负荷设备参与需求响应的类型为新能
源消纳需求响应时，所述基于所述用户负荷设备参与需求响应的类型确定用户负荷设备的调控功率，包括：确定调控功率响应时段；基于调控功率响应时段选取目标模型；将所述目标模型代入预先构建的多目标优化模型并求解，得到用户负荷设备的调控功率。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于调控功率响应时段选取目标模型，包括：当调控功率响应时段在日落时刻t
sunset
至次日日出时刻t
sunrise
时，选取的第一目标模型的计算式为：F1=(1/(∑
t
P
D
(t)
△
t))∑
t
{[x(t)p
Forward
(t)+(1
‑
x(t))p
Spot
(t)]P
Dbase
(t)
△
t+[p
Spot
(t)
‑
p
IBDR
(t)](P
D
(t)
‑
P
Dbase
(t))
△
t+p
tg
(t)P
Dbase
(t)
△
t}选取的第二目标模型的计算式为：F2=∑
t
|P
D
(t)
‑
P
Drated
(t)|
△
t选取的第三目标模型的计算式为：F3=
‑
∑
t
|P
D
(t)
‑
P
Dbase
(t)|
△
t选取的第四目标模型的计算式为：F4=∑
t
|P
D
(t)
‑
P
Dbase
(t)
‑
P
RE
(t)|
△
t当调控功率响应时段在日出时刻t
sunrise
至日落时刻t
sunset
时，选取的第一目标模型的计算式为：F1=(C
total
‑
B
PV1
‑
B
PV2
)/(∑
t
P
D
(t)
△
t)选取的第二目标模型的计算式为：F2=(∑
t
P
D
(t)
△
t
‑
∑P
Dbase
(t)
△
t)/(∑
t
P
Dbase
(t)
△
t)
‑
1选取的第三目标模型的计算式为：F3=(p
t
‑
p0)/p0‑
1选取的第四目标模型的计算式为：F4=(∑
t
P
Dbase
(t)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宋宋，陈珂，郑博文，田世明，李德智，李建锋，潘明明，周颖，张洪志，袁金斗，宫飞翔，王隗东，张路涛，刘樱慧，石坤，徐玉婷，李永军，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：