中央空调负荷直接控制策略及其可调度潜力评估

如何挖掘和评估电力系统负荷的可调度潜力是当前国内外关注的热点。选择城市负荷中比重较大的空调负荷进行研究。在用户室内温度模型的基础上,研究了空调周期性间断运行的特性;建立了考虑类周期性温度变化、中央空调用户的舒适度需求以及响应电网调度需求等多种核心影响因素的优化模型,提出了分时段的直接负荷控制策略;从削峰填谷、负荷管理、节电潜力3个层面归纳得出了一种适用于所提模型的负荷可调度潜力评估方法;构建算例对空调负荷实施优化控制、应用可调度潜力评估方法,验证所提策略与方法的有效性和可行性。

偏差电量考核机制下聚合温控负荷群控制策略

为降低售电公司在电力交易中的偏差考核电量和惩罚成本,以在用户负荷中占比较高的温控负荷为控制对象,建立配电网监测控制系统,收集电力市场和居民负荷数据,再根据这些数据设计基于聚合温控负荷群双层优化调度模型的直接负荷控制策略。仿真结果表明,该策略能降低配电网功率不平衡性,有效增加温控负荷的可调度容量,减少温控负荷的调度次数,降低售电公司的偏差考核电量,提高售电公司利润。

基于高斯过程回归的主动配电网负荷控制优化方法

以需求响应为核心进行配电网负荷控制优化时,节能百分比较低。因此,提出基于高斯过程回归的主动配电网负荷控制优化方法。依托于随机森林算法,判断所有输入变量的重要性,明确主动配电网负荷影响变量。运用高斯过程回归原理,应用负荷预测算法,准确得出主动配电网需求侧未来一段时间内的负荷要求。在此基础上,以直接负荷控制为核心,建立负荷控制协调优化模型,再应用遗传算法求解最优负荷控制优化方案。算例分析结果表明:所提优化方法的节能百分比达到6.23%,说明该方法达到了节能的目的。

电力市场下直接负荷控制决策模型

直接负荷控制(DLC)是电力市场下需求响应的重要手段之一。作为一种灵活的激励机制,设计合理的DLC实施机制并对其进行优化决策是其成功的关键。文中在分析电力市场下DLC实施过程的基础上,将DLC应用于供电商购售电风险管理,并探讨了供电商实施DLC的效益。利用模糊隶属度函数来反映用户的综合满意度,并提出了DLC调度的公平性指标。由此建立了兼顾供电商和用户利益的多目标DLC优化决策模型,并利用非支配排序遗传算法进行了求解。最后通过算例仿真验证了所述方法的有效性,它有利于保证DLC各参与方的利益,实现多方共赢。

计及直接负荷控制的动态优化调度模型

本文对直接负荷控制进行了数学描述，提出了计及直接负荷控制的动态优化调度模型，旨在借助直接负荷控制实现动态供需平衡。对京津唐电网中北京地区空调负荷进行的仿真研究结果，显示了直接负荷控制在动态优化调度中的作用。

基于模糊动态规划的直接负荷控制策略研究

随着社会经济发展,电力负荷形状随之发生显著变化,具体表现为负荷率不断下降,高峰负荷持续增大,负荷峰谷差进一步拉大,为此采取负荷管理手段进行负荷控制迫在眉睫。直接负荷控制(DLC)作为简单实用的负荷管理手段,受到广泛关注。结合直接负荷控制的控制策略特点,提出利用模糊动态规划(FDP)原理进行负荷控制,从电力部门、电力系统和用户三方各自效益考虑需采取直接负荷控制的最佳策略,经分析可知采取适当的控制策略能使系统各参与方效益最优。

需求响应中的直接负荷控制策略

文章介绍了需求响应中的直接负荷管理的原理、相关控制策略,以及当前国内外已取得的研究成果,描述了需求响应的内涵、技术基础及实施需求响应的驱动力。并且对直接负荷控制策略进行了详细分析与介绍。

直接负荷控制网络通信架构及数据检验的改进

为了进一步提高直接负荷控制通信网络的实用性和可靠性,基于ISO/OSI和Modbus架构,提出一种改进的5层网络通信架构,并针对该网络通信架构对数据格式和功能进行研究。为了保障电力数据通信过程中数据的机密性、完整性和可用性,分别提出对数据链路层的改进CRC循环冗余检验,以及对应用层一种新的校验方法。结果表明,改进的通讯架构和新的检验方法可以适用于现实电力市场,采用功能完善的5层通信网络架构和灵活可靠的检验方法,能够满足实际中对直接负荷优化控制的需要。

考虑风电接入的直接负荷控制资源优化方法

21世纪以来,环境的恶化问题和传统资源的短缺问题逐渐突出,新能源发电在这一背景下应运而生。其中风力发电在发电市场的占有率逐步提高,大规模风力发电并网给电力系统带来的问题日益严峻。直接负荷控制(direct loadcontrol,DLC)是一种非常重要的基于激励的需求响应手段,设计合理的直接负荷控制实施策略及直接负荷控制资源的决策优化是决定直接负荷控制效果的关键因素。设计了风电接入环境下的多目标直接负荷控制资源优化模型,模型中考虑到了负荷曲线特性指标与用户满意度,提出了多目标分种群遗传算法对模型进行求解。算例证明了DLC决策模型在减小系统峰荷方面的作用。

直接负荷控制技术研究

随着负荷增长速度的加快,负荷峰谷差拉大对电力系统安全运行的影响越来越显著,电源侧调度成本的增加对电力系统经济运行产生不良影响。在能源互联网的推动下,大规模可再生波动性电源的集中接入,高渗透率分布式电源(Distributed Generation,DG)的大量接入,电网将面临严峻考验使得需求侧能量管理中具备快速响应能力的直接负荷控制(Direct Load Control,DLC)成为研究热点。结合国内外DLC技术的发展研究现状,探讨了电力市场背景下的DLC负荷的特点、分类、控制方式及模型原理。整理、分析了DLC的潜在效益及其不同应用方面的调度控制策略,最后给出了DLC现有研究存在的问题和未来发展方向。可望为进一步发展能源互联网提供技术支持。

基于直接负荷控制的交通运输市场决策模型

直接负荷控制(DLC)对运输市场具有灵活的激励作用,分析了在实施DLC后任意时段的客流量,将其与线路的实际客流量作比较,确定线路所处的状态,针对所处的状态,确定票价的调整比例,以刺激运输市场,诱导客流的走向,缓解客流高峰时段与低峰时段的流量差。由此建立兼顾运输企业和货物收发货人或代理人利益的多目标规划数学模型,并找到了模型的求解算法。

温控负荷直接负荷控制策略与优化调度

对温控负荷准确建模并采用合适的控制策略进行调度是直接负荷控制(DLC)项目实施的关键。文中以物理负荷模型描述温控负荷,采用蒙特卡洛模拟方法在模型参数取值区间内抽样获取用户群归一化因子,考虑用户自主退出和设备故障,利用实用的DLC控制手段基于模糊扩展极大极小法提出DLC优化调度模型。算例分析表明,所提模型能在达到DLC实施方的负荷削减需求的同时有效抑制反弹负荷,且对用户的整体舒适度影响较小。

基于机会约束规划的直接负荷控制及可中断负荷联合优化调度研究

为充分利用需求响应资源,可对不同需求响应资源进行整合。本文以调度成本最低为目标函数,构建了含直接负荷控制和可中断负荷的优化模型。对比了直接负荷控制及可中断负荷在受控量、受控时间、补偿价格等方面的异同,重点分析了两者在负荷反弹方面的差异。采用机会约束考虑了负荷预测的不确定性,并将机会约束转化为其确定性等价形式。采用拉格朗日松弛法对确定性模型求解,并采用蒙特卡罗模拟对机会约束置信水平进行验证。算例表明模型综合了直接负荷控制移峰和可中断负荷削峰特点,可有效降低系统高峰时段负荷,避免二次负荷高峰的产生。

融合NILM的直接负荷控制安全机制研究

在智能电网信息物理融合框架下,针对用户对数据安全性,机密性和完整性的要求,采取一种应用于AMI的具有隐私保护功能的可恢复数据安全聚合方案,利用同态加密聚合方式保证用户用电数据的安全性,利用一种合适的编码机制保证用户用电数据的可恢复性;针对用户对直接负荷控制指令的可靠性和完整性的要求,利用ESAM芯片进行源认证,保证指令在传输过程中不被篡改;针对电力公司对用户可信度的要求,利用非侵入式负荷监测技术实现对用户可信度的验证,帮助电力公司核实用户正确响应电网直接负荷控制需求,简化了繁琐的用户可信度证明过程。

基于需求响应的电-热-气耦合系统综合直接负荷控制协调优化研究

传统能源系统运行、规划局限于电、气、热(冷)等单一能源形式系统,无法充分发挥它们之间互补优势和协同效益。对电–热–气多种能源的优化调度研究,可以实现统筹优化配置,提高多种能源互补利用效率;同时直接负荷控制参与多能源的优化调度为多能源协同调度提供新思路。首先构建了一种电–热–气多源耦合系统结构,分析了供给侧多源耦合系统的特性及需求侧直接负荷控制参与多种能源负荷的特性,其次建立了基于多种能源的直接负荷控制参与电–热–气耦合系统的综合经济优化调度模型;然后仿真分析了电–热–气耦合系统多源互补协调优化调度的场景,以及直接负荷控制参与的电热气耦合调度的特性。结果显示:供应侧多种能源的互支持和备用对于保证多能源系统的安全运行具有重要意义;需求侧调度使供需更趋于平衡,综合直接负荷控制对电–热–气耦合系统需求侧的优化,能够降低峰值负荷,增加需求侧的弹性。

空调负荷直接负荷控制虚拟储能特性研究

研究能源互联网背景下,需求侧直接负荷控制的集群空调负荷(air condition loads,ACLs)在消纳风电功率中体现的虚拟储能特性和相应的储能容量。采用蒙特卡洛模拟方法验证改变设定温度的集群ACLs的储能特性;建立了双耦合线性偏微分方程组的集群ACLs状态空间模型,提出了以风电–储能–集群ACLs联合系统出力为滑模面的变结构滑动模块跟踪控制策略来实现联合出力的平滑输出;仿真改变设定温度时,集群ACLs消纳实地风电场输出功率情景,结果表明所提方法能够消纳低时间常数滤波的风电出力,设定温度变化在±1℃内,其储能容量达到90 MW?h以上。该方法可为能源互联网中能量合理调配、减少储能配置方面提供新的技术途径。

计及细节层次直接负荷控制的区域综合能源系统多时间尺度优化调度

考虑风光出力和负荷的不确定性及温控负荷反弹特性的精细建模程度对区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)优化调度的影响,提出计及细节层次直接负荷控制的多时间尺度协调优化调度策略。日前调度采用三阶段反弹简化直接负荷控制模型,以系统运行经济性最优为目标求解机组运行计划;日内调度基于细节层次直接负荷控制仿真修正日前反弹负荷曲线,求解各微源的出力计划;实时调度进一步细化日内仿真反弹负荷曲线,结合模型预测控制理论,通过反馈校正和滚动优化调整微源出力,实现多时间尺度的协调运行。算例结果表明多时间尺度下计及细节层次的直接负荷控制更能贴合实际系统运行,实现机组出力精准化控制,验证了所提优化调度策略的可行性及有效性。

基于模糊线性规划的居民直接负荷控制

根据模糊数学原理,对求解直接负荷控制的一种线性规划数学模型进行了改进。结合实际情况,引入了隶属度函数,以削减系统峰荷为目标函数,选取了电热水器和空调2种典型的居民可控负荷,同时采用了全时段、单时段、两时段3种控制策略进行控制,提出了一种模糊线性规划数学模型来求解居民直接负荷控制问题。以某市夏季的典型日负荷作为算例验证了该模型的可行性。

考虑直接负荷控制不确定性的微能源网鲁棒优化运行

通过迅速发展的能源互联网技术,微能源网能够提供电、热、气等多类型的能源,实现多种能源的统一调度。直接负荷控制作为一种重要的需求响应方式参与微能源网优化运行,但风光出力和受控负荷响应直接负荷控制的不确定性会对优化运行结果产生重要影响。建立了考虑受控负荷响应功率不确定性的直接负荷控制模型,使用(p,w)-norm不确定集刻画响应直接负荷控制的负荷功率和风光预测出力的不确定性,建立微能源网鲁棒随机优化调度模型,通过(p,w)-norm不确定集下的鲁棒线性优化理论,实现随机优化模型向确定优化模型的转化。算例结果验证了直接负荷控制参与微能源网优化运行的作用和考虑直接负荷控制不确定的必要性,以及鲁棒性指标和波动量指标对经济性和鲁棒性的协调作用。

适应清洁能源消纳的配电网直接负荷控制模型与仿真

研究配电网中直接负荷控制技术及其改变集中式热力学可控负荷的温度设定点来控制负荷功率的方法。建立以双耦合偏微分方程组为基础的热力学可控负荷传输动态模型,通过有限差分近似为面向控制的有限维状态空间模型。提出适应出力不确定性的清洁能源滑模变结构功率跟踪控制策略,利用李亚普诺夫稳定理论验证其收敛性。在小型配电网中,对1 000个制冷空调负荷进行仿真,功率跟踪误差分析结果表明所提方法能有效跟踪风电功率消纳目标,温度设定点控制分析结果表明所提方法的用户可接受百分比达到90%以上。该方法可为需求侧响应负荷在清洁能源消纳的应用提供新的技术途径。