[发明专利]一种负荷聚合商的多家庭用电能量需求响应调控方法

说明书

本发明涉及一种负荷聚合商的多家庭用电能量需求响应调控方法，包括以下步骤：1、采用聚类分析法根据温变参数和特征温差的相似性分别对加入负荷聚合商的热水器和空调分组，得到若干热水器聚合体和空调聚合体；2、确定每组聚合体的开启、关闭控制周期并预测每组聚合体的负荷可控容量；3、根据负荷可控容量制定投标计划，再根据中标结果，以最小化负荷实际削减量与调度计划量的偏差为目标，按照设定的约束条件进行调控。与现有技术相比，本发明通过分组轮停控制，在简化了状态队列法控制方案的同时，更进一步挖掘了家庭电器的需求响应潜力，使得削减后的总负荷曲线更平稳，负荷聚合商能够获得更好的收益，适用于参数不同的负荷群体。

技术领域

本发明涉及电力市场与经济领域，尤其是涉及一种负荷聚合商的多家庭用电能量需求响应调控方法。

背景技术

为应对能源和环境危机，风电等随机性间歇式电源接入电网的规模日益增加，这对电力系统备用容量及其合理配置提出了更高的要求。为此，发达国家大力挖掘需求响应资源，以促进电力资源优化配置和保证电力系统安全可靠经济运行。过去，需求响应资源的应用主要集中于大用户，居民家庭等中小用户则视为传统用电负荷。随着智能电网和电力市场的发展，高级量测体系(advanced metering infrastructure，AMI)、自动化控制和信息通信的技术进步，以及负荷聚合商(load aggregator，LA)、负荷整形商等新兴市场主体及其商业模式的创新，为挖掘中小用户这类需求响应资源的潜力提供了技术和经济支撑。

LA作为新的专业化需求响应整合者，最先出现在发达国家，它使得具有调节能力的中小负荷能够作为需求响应资源参与到电力市场中。中小用户的空调、热水器等用电负荷具备一定热存储能力，以下称为“储能电器”。故LA通过与众多用户签订直接负荷控制、可中断合同，获得对这些储能电器的控制权，通过整合控制参与市场，能够提供更丰富、更便宜的需求响应资源，有利于电力系统的安全、可靠与经济运行。

现有研究中主要有以下两方面：(1)平均分组法：以可控容量对空调负荷群进行平均分组，但它只适用于空调热力学参数具有群组相近特征的情况，且分组中没有考虑空调负荷的热力学参数差异对负荷削减控制稳定性的影响；(2)状态队列法：以温度区间将空调运行状态分组并设定启停转换温度，能够得到稳定的可控容量且控制简便，但通用性较差，只适合热力学参数比较接近的群体，并且并不能充分挖掘所有个体的需求响应潜力。

上述两种方法均存在两个问题：第一就是适用于热力学参数相近，对于热力学参数差异大的群体不适用；第二个就是可控容量固定，不能随着目标函数的改变而改变，不适用于实际的应用环境。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种负荷聚合商的多家庭用电能量需求响应调控方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种负荷聚合商的多家庭用电能量需求响应调控方法，包括以下步骤：

S1、采用聚类分析法根据温变参数和特征温差的相似性分别对加入负荷聚合商的热水器和空调分组，得到若干热水器聚合体和空调聚合体；

S2、确定每组聚合体的开启、关闭控制周期并预测每组聚合体的负荷可控容量；

S3、根据负荷可控容量制定投标计划，再根据中标结果，以最小化负荷实际削减量与调度计划量的偏差为目标，按照设定的约束条件进行调控。

优选的，所述步骤S1得到的若干热水器聚合体和空调聚合体中，若每组聚合体的受控电器数目较多，则采用高斯分布对每组聚合体中的个体再次分组。

优选的，所述热水器的温变参数为电热水器热阻和电热水器热容的乘积，热水器的特征温差为电热水器额定热功率和电热水器热阻的乘积；所述空调的温变参数为空调机组的传导热阻和室内空气的热容的乘积，空调的特征温差为空调机组的额定制冷功率和传导热阻乘积。