[发明专利]一种电力需求响应参与配电网电压调节的方法及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力需求响应技术领域，具体而言，是一种基于互联网云平台的电 力需求响应参与配电网电压调节的方法及控制系统。

背景技术

为了减少环境污染和应对能源枯竭问题。近年来，大规模利用可再生能源如太 阳能、风能等已成为世界能源发展的大趋势。例如，丹麦政府设立了2050年实现 能源供给全部依靠可再生能源的目标。美国能源部提出可再生能源可满足美国 2050年80％的电力需求。我国也在大力发展可再生能源。然而，大规模可再生能 源发电并网会影响电能质量，降低电网的稳定性。用户侧分布式发电产生的剩余电 量会抬升配电网的电压，并有可能使配电网产生电压过高问题。另一方面，纯电动 汽车近年来的发展也极为迅速。大量电动汽车同时充电会导致配电网电压下降，并 有可能造成电压过低等问题。分布式发电并网和大量电动汽车充电接入配电网，使 得配电网电压管理变得更加复杂且困难，给配电网带来电压的不稳定性，单靠传统 发电设备调度的电力辅助服务已经很难解决问题，这也成为实现大规模可再生能源 发电并网的技术障碍。

用户侧需求响应被认为是智能电网的一个重要组成部分，随着智能家居的发展， 用户侧用电设备具备远程控制、自动控制等功能，可为需求响应提供更多的便利。 用户侧用电设备可分为不可移动负荷与可移动负荷，不可移动负荷是指那些随用户 开启而工作的用电设备，如电灯、电视机、计算机等，这些不可移动负荷的特点是 工作时间随用户的开启动作而确定，不能随意移动。可移动负荷是指那些工作时间 可以被灵活安排的用电设备，如洗衣机、电饭煲、空调、电热水器、电动汽车充电 电池等，这些可移动负荷的特点是工作时间灵活，只要在用户设定的时间点前完成 任务即可。在配电网中，由于容抗和阻抗的比值(即X/R)小，有功功率的变化会 很大程度影响配电网中的电压。为了有效利用用户侧需求响应，现有技术通常采用 强制性限制用户侧需求的方式(比如，政府机关事业单位或者办公楼强制性规定: 在夏天用电高峰时设置空调温度不得低于26度)，这种方式虽然可以在一定程度 上起到调节电网的作用，但实际中存在不确定因素(主要基于用户对规则的遵守)， 无法精确参与电网调节。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方 案，解决现有技术中存在的缺陷。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种电力需求响应参与配电网电压调节的方法及控制 系统，通过设置用户侧控制单元提前获取并预测用户负荷消费量和分布式发电量， 并以此调整用户侧可移动负荷工作时间进而在不影响用户需求的情况下实现用户侧 主动参与配电网的电压调节，从而可以减少电网侧的设备建设和维护费用的投入， 节省配电网电压稳定的维护成本。

为了克服现有技术的缺陷，本发明的技术方案如下：

一种电力需求响应参与配电网电压调节的方法，包括以下步骤：

步骤S1：在用户侧设置用户侧控制单元以获取用户侧负荷信息并通过通信网 络将用户侧信息发送至互联网云平台；

步骤S2：互联网云平台收集每个用户的用户侧信息以此规划可移动负荷的工 作时间并向用户侧控制单元发送控制指令；

步骤S3：用户侧控制单元根据该控制指令控制可移动负荷的工作时间进而调 节配电网的节点电压在合理范围内。

优选地，所述用户侧信息至少包括不可移动负荷用电信息、可移动负荷信息、 分布式发电信息以及用户节点电压信息；所述可移动负荷信息通过所述用户侧控制 单元进行设置。

优选地，在步骤S2中，互联网云平台根据用户侧信息预测用户侧的不可移动 负荷消费量和分布式发电量，并以此规划可移动负荷的工作时间。

优选地，在步骤S2中，进一步包括提前规划的步骤S21和/或实时调节的步骤 S22。

优选地，提前规划的步骤S21进一步包含以下步骤：

步骤S211：用户在用户侧控制单元设置未来某一时间段的可移动负荷的工作 信息并发送至互联网云平台，可移动负荷信息包括：功率工作时间允许 的工作时间段其中A_i表示一种可移动负荷；

步骤S212：互联网云平台预测未来某一时间段的不可移动负荷消费以及分布 式发电数据，以电压稳定、可移动负荷参数等为约束条件，以用户利润最大化为目 标函数建立用户侧需求响应的优化模型，通过配电网内潮流优化计算，得到用户可 移动负荷的运行计划；其中，用户利润最大化的优化数学模型如下所示：

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