考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法，包括以下步骤：构建居民用户的柔性负荷模型，其中，柔性负荷类型包括可温控负荷、可平移负荷、可中断负荷、可削减负荷；构建居民用户各类型柔性负荷的舒适度模型；构建基于调峰贡献度指标约束的激励模型；结合柔性负荷模型、舒适度模型和激励模型构建以用户总成本最低为目标的优化调度模型，输出最优调度方案。与现有技术相比，本发明专利技术充分考虑居民用户的各类负荷模型及其对应的舒适度模型，并且从电网角度出发采用调峰贡献度指标约束，使用户能够符合自身的调峰期望。望。望。

【技术实现步骤摘要】
考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法


[0001]本专利技术涉及需求侧响应
，尤其是涉及一种考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法。

技术介绍

[0002]近年来我国的经济发展迅速，电力需求量也逐年增大，这给电网带来了巨大的挑战。为了缓解用电高峰期电网的供电压力，电网激励电力用户积极参与需求侧响应。随着家用电器革新换代速度较快，居民用电所占的用电比例逐年增高，这就意味着居民用户参与需求侧响应的潜力巨大。如何调度这些居民用电设备是一个值得研究的问题
[0003]目前的研究仅仅将居民用电负荷归于某一类负荷，如可平移、可中断、可削减等，但未再具体细化，这会导致调度的结果与实际产生误差。其次，在调度这些资源时对用户舒适度模型的构建也较为单一，没有针对具体居民负荷的用电特性来建立用户的舒适度模型。
[0004]在激励方面，很多激励方法仅仅给定一个固定的单位激励费用，再根据用户的调控电量发放激励补贴，但这种激励方法不确定性较大，很容易造成因用户不愿参与调度电网的用电压力无法缓解的局面。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了提供一种考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法，在考虑用户舒适度的基础上，能够有效调动用户参与需求侧响应，符合电网的调度期望。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法，包括以下步骤：
[0008]S1、构建居民用户的柔性负荷模型，其中，柔性负荷类型包括可温控负荷、可平移负荷、可中断负荷、可削减负荷；
[0009]S2、构建居民用户各类型柔性负荷的舒适度模型；
[0010]S3、构建基于调峰贡献度指标约束的激励模型；
[0011]S4、结合柔性负荷模型、舒适度模型和激励模型构建以用户总成本最低为目标的优化调度模型，输出最优调度方案。
[0012]进一步地，所述步骤S1包括以下步骤：
[0013]S11：构建可温控负荷模型
[0014]可温控负荷包括变频空调、定频空调和电热水器，对应的负荷模型具体为：
[0015]变频空调负荷运行功率：
[0016]P
bp
(t)＝(θ
out
(t)
‑
θ
bp,set
)A/η
BP
[0017]其中，θ
out
(t)和θ
bp,set
分别为室外温度和设定温度，A为导热系数，η
BP
为变频空调的能效比；
[0018]定频空调负荷运行功率：
[0019][0020][0021][0022][0023][0024][0025][0026][0027]P
dp
＝P
min
+α(P
max
‑
P
min
)
[0028]其中，θ
dp
(t)和θ
out
(t)分别为t时刻的室内外温度；m(t)为定频空调的开关状态，0表示关，1表示开；Q为空调的制冷功率，大小为η
dp
P
N
，η
dp
为定频空调的能效比，P
N
为定频空调的额定功率；θ
‑
和θ
+
分别为定频空调在预设定温度运行下的室内温度变化上下限；θ
set
为定频空调设定温度；c为感应灵敏度，大小取0.5；ε为仿真时间步长；T
on
和T
off
分别为定频空调的开通和关断周期；P
on
为定频空调的开通占空比；P
dp
为定频空调一个运行周期的平均功率；P
max
和P
min
分别为定频空调平均功率取值的上下限；α为比例因子，大小取0.5；
[0029]电热水器的一阶等值模型为：
[0030][0031]Q
eh
(t)＝η
eh
P
eh
(t)+Q
eh,loss
(t)
[0032][0033]其中，θ
eh,in
(t)和θ
out
(t)分别为t时刻电热水器内部和外部温度；Q
eh
(t)为t时刻的等效热功率；R
eh
和C
eh
分别为电热水器所在房间的等效热阻和等效热容；Δt
eh
为电热水器仿
真时间步长；η
eh
为电热水器热效率；Q
eh,loss
(t)为t时刻热损失功率；P
eh
(t)为t时刻电热水器电功率；d(t)为t时刻电热水器的用水量；C
w
为水的比热容；θ
cw
为流入电热水器内的冷水温度；
[0034]S12：构建可平移负荷约束模型：
[0035][0036][0037][0038]其中，x
sh
(t)为可平移负荷在t时刻是否运行，1表示运行，0表示不运行；y
sh
(t)表示可平移负荷在t时刻是否启动，1表示启动，0表示未启动；α
sh
和β
sh
分别表示可平移负荷允许调度的起止时间；T
sh
表示可平移负荷的运行时间总和；
[0039]S13：构建可中断负荷约束模型：
[0040]P
tr
(t)＝P
N,tr
x
tr
(t)
[0041][0042]其中，P
tr
(t)和P
N，tr
分别表示可中断负荷t时刻的运行功率和额定功率；x
tr
(t)表示可中断负荷在t时刻是否运行，1表示运行，0表示不运行；α
tr
和β
tr
分别表示可中断负荷允许调度的起止时间；T
tr
表示可中断负荷的运行时间总和；
[0043]S14：构建可削减负荷约束模型：
[0044][0045][0046]其中，x
cut,i
表示可削减负荷在t时刻第i档功率的运行情况，1表示运行，0表示不运行，α
cut
和β
cut
分别表示可削减负荷允许调度的起止时间；P
cut
(t)表示可削减负荷的运行功率；P
cut,i
表示可削减负荷第i档功率模式下的运行功率。
[0047]进一步地，所述步骤S2中，可温控负荷的舒适度模型为：
[0048][0049]其中，U
wk,i
为第i种可温控负荷的舒适度，其值越大代表用户舒适度越低，取值范围为[0,1]；θ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建居民用户的柔性负荷模型，其中，柔性负荷类型包括可温控负荷、可平移负荷、可中断负荷、可削减负荷；S2、构建居民用户各类型柔性负荷的舒适度模型；S3、构建基于调峰贡献度指标约束的激励模型；S4、结合柔性负荷模型、舒适度模型和激励模型构建以用户总成本最低为目标的优化调度模型，输出最优调度方案。2.根据权利要求1所述的一种考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：S11：构建可温控负荷模型可温控负荷包括变频空调、定频空调和电热水器，对应的负荷模型具体为：变频空调负荷运行功率：P
bp
(t)＝(θ
out
(t)
‑
θ
bp,set
)A/η
BP
其中，θ
out
(t)和θ
bp,set
分别为室外温度和设定温度，A为导热系数，η
BP
为变频空调的能效比；定频空调负荷运行功率：定频空调负荷运行功率：定频空调负荷运行功率：定频空调负荷运行功率：定频空调负荷运行功率：定频空调负荷运行功率：定频空调负荷运行功率：
P
dp
＝P
min
+α(P
max
‑
P
min
)其中，θ
dp
(t)和θ
out
(t)分别为t时刻的室内外温度；m(t)为定频空调的开关状态，0表示关，1表示开；Q为空调的制冷功率，大小为η
dp
P
N
，η
dp
为定频空调的能效比，P
N
为定频空调的额定功率；θ
‑
和θ
+
分别为定频空调在预设定温度运行下的室内温度变化上下限；θ
set
为定频空调设定温度；c为感应灵敏度；ε为仿真时间步长；T
on
和T
off
分别为定频空调的开通和关断周期；P
on
为定频空调的开通占空比；P
dp
为定频空调一个运行周期的平均功率；P
max
和P
min
分别为定频空调平均功率取值的上下限；α为比例因子；电热水器的一阶等值模型为：Q
eh
(t)＝η
eh
P
eh
(t)+Q
eh,loss
(t)其中，θ
eh,in
(t)和θ
out
(t)分别为t时刻电热水器内部和外部温度；Q
eh
(t)为t时刻的等效热功率；R
eh
和C
eh
分别为电热水器所在房间的等效热阻和等效热容；Δt
eh
为电热水器仿真时间步长；η
eh
为电热水器热效率；Q
eh,loss
(t)为t时刻热损失功率；P
eh
(t)为t时刻电热水器电功率；d(t)为t时刻电热水器的用水量；C
w
为水的比热容；θ
cw
为流入电热水器内的冷水温度；S12：构建可平移负荷约束模型：S12：构建可平移负荷约束模型：S12：构建可平移负荷约束模型：其中，x
sh
(t)为可平移负荷在t时刻是否运行，1表示运行，0表示不运行；y
sh
(t)表示可平移负荷在t时刻是否启动，1表示启动，0表示未启动；α
sh
和β
sh
分别表示可平移负荷允许调度的起止时间；T
sh
表示可平移负荷的运行时间总和；S13：构建可中断负荷约束模型：P
tr
(t)＝P
N,tr
x
tr
(t)其中，P
tr
(t)和P
N，tr
分别表示可中断负荷t时刻的运行功率和额定功率；x
tr
(t)表示可中断负荷在t时刻是否运行，1表示运行，0表示不运行；α
tr
和β
tr
分别表示可中断负荷允许调度的起止时间；T
tr
表示可中断负荷的运行时间总和；S14：构建可削减负荷约束模型：
其中，x
cut,i
表示可削减负荷在t时刻第i档功率的运行情况，1表示运行，0表示不运行，α
cut
和β
cut
分别表示可削减负荷允许调度的起止时间；P
cut
(t)表示可削减负荷的运行功率；P
cut,i
表示可削减负荷第i档功率模式下的运行功率。3.根据权利要求1所述的一种考虑居民用户多类型可调资源的需求侧响应优化调度方法，其特征在于，所述步骤S2中，可温控负荷的舒适度模型为：其中，U
wk,i
为第i种可温控负荷的舒适度，其值越大代表用户舒适度越低，取值范围为[0,1]；θ
i,in
(t)和θ
i,in,best
(t)分...

【专利技术属性】
技术研发人员：余文昶，陈永刚，曹俊波，左鹿原，卢炜，杨秀，高鹏，唐乾尧，王晓晴，
申请(专利权)人：中国华电集团有限公司上海分公司上海电力大学，
类型：发明
国别省市：