[发明专利]电力需求响应控制系统及其负荷控制方法

说明书

本发明公开了一种电力需求响应控制系统及方法，包括控制器和设置于各个用户处的智能插座，所述智能插座被配置为实现电器起停控制、电流数据采集及将电流数据发送至控制器，所述控制器根据住宅用户家中各用电设备的负荷类型，建立对应的时段耗电量与其工作时间的关系模型，结合各时段的电费，以最小电费支出为前确定电器运行时间，制定电器控制策略发送给智能插座，使得用户自动参与基于分时电价的需求响应。本发明所提负荷控制方法计算量小，易于在常见嵌入式控制器中实现，具有较高的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种电力需求响应控制系统及其负荷控制方法。

背景技术

随着居民用户用电量逐年增加，电力负荷峰谷差逐渐加大，不利于电网经济运行。为解决这一问题，基于分时电价的电力需求响应项目被广泛实施。但是由于缺少一个能够自动运行的需求响应控制器，而居民负载用电具有时效性和紧迫性，所以即使大部分时间的用电成本较高居民也不愿意调整电器的运行时间和降低用电费用。因此需针对居民用户设计需求响应控制器与促进其参与电力需求响应。

目前针对住宅用户如何参与需求响应的研究，或是仅考虑了住宅用户中部分负荷的需求响应调度问题，不能充分挖掘用户需求侧可控资源；或是建立了精确而复杂的电器能耗描述模型与调度策略，需要经过大量计算后才能获得调度结果。所以还需研究如何通过合适的电器负荷模型与控制方法，充分挖掘用户需求侧可控资源，促进住宅用户参与需求响应。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种电力需求响应控制系统及其负荷控制方法，本发明能够充分挖掘用户需求侧可控资源，帮助居民用户自动参与电力需求响应，减少电费支出。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电力需求响应控制系统，包括控制器和设置于住宅用户家中各电器的智能插座，所述智能插座被配置为实现电器起停控制、电流数据采集及将电流数据发送至控制器，所述控制器根据各电器的负荷类型，建立对应的时段耗电量与其工作时间的关系模型，结合各时段的电费，以最小电费支出为目标确定电器运行时间，制定电器控制策略发送给智能插座，使得用户自动参与基于分时电价的需求响应。

所述控制器设置有人机交互界面。

所述控制器通过以太网联入通讯网络，所述控制器通过ZigBee与智能插座连接。

所述智能插座，包括红外遥控与继电器控制接口，以根据控制器的控制策略对用户的家电用电进行自动启停控制。

所述智能插座，包括ZigBee模块、电流互感器和交流峰值检波电路，利用电流互感器将大电流信号转换为小电流信号并通过电阻转换为交流电压信号，利用交流峰值检波电路将交流电压信号转换为直流电压信号并送至ZigBee模块。

基于上述控制系统的负荷控制方法，包括以下步骤：

(1)根据电器使用规律及改变电器工作时间后对居民生活造成的影响，判定电器种类，将电器总体分为可控负荷电器与不可控负荷电器，其中可控负荷电器又分为可转移负荷电器与可削减负荷电器；

(2)针对不同类型的可控负荷，分别建立其在每个时段耗电量与其工作时间的关系模型；

(3)建立电费与电器工作时间的关系，以最小电费支出为目标，求解电器运行时间，制定相应的控制策略。

所述步骤(2)中，构建可转移负荷电器的每个时段耗电量与其工作时间的关系，同时在该类电器的转移时间的约束条件下，确定该类电器在每个时段工作时长与其转移时间的关系。

所述步骤(2)中，构建可削减负荷电器的每个时段耗电量与其工作时间的关系，根据该类电器工作时间的削减方式，当为在开始或结束工作时段削减，保证电器工作连续性的削减方式，构建电器工作时间与削减时段的关系，根据设置的不同的负荷削减度来限制负荷削减的程度，表达负荷削减度与削减时间的关系。