[发明专利]一种基于负荷簇温度调控的用户侧负荷响应方法

说明书

本发明公开了一种基于负荷簇温度调控的用户侧负荷响应方法，通过调节温控负荷簇的设定温度来实现负荷控制，满足电网侧负荷响应的需求，首先对温控负荷进行热动力学建模，得出了直接负荷控制的温控模型；构建映射量以描述温控负荷继电器开关的变化状态；通过映射量得到温控负荷的可调节容量；引入温控负荷簇来进行调节各温控负荷簇的温度变化量。本发明充分考虑了温控负荷及温控负荷簇的调节特性，满足电网侧负荷响应的需求。

技术领域

本发明涉及用户侧负荷调节控制技术领域，具体涉及一种基于负荷簇温度调控的用户侧负荷响应方法。

背景技术

近年来，中国的电网调节只有发电侧调节，发电侧调节在发展成熟的同时形成了行业垄断。由于只有发电侧调节，所以电网调节的价格由发电侧一方决定，这严重影响了电网的经济性。

另一方面，电力高峰负荷以及新型能源的快速发展增加了电网调度运行的难度，对电力系统的调节能力提出新的重大挑战。具有与电网双向互动能力的电动汽车、蓄水电站等带有源和荷双重特征的新型负荷比重不断上升，同时，部分传统负荷也能够根据激励或者电价调节自身的用电需求，这就形成了用户侧负荷对于电网的快速调节响应能力。用户侧可控负荷主要包含工业可控负荷、商业可控负荷以及居民可控负荷。其中，大部分可控负荷为温控负荷，例如空调、冰箱、热水器等。温控负荷是指可以通过某种或多种储能介质将电能以一定比例转化为热能储存下来，并通过调节温度等手段实现电、热能量转化的负荷设备，温控负荷可在几分钟甚至高达几个小时内进行能量存储。相对于发电侧资源，居民负荷较为分散，它们能够在几分钟甚至更短的时间内快速响应，弥补系统功率缺额，从而提高系统的电压稳定性。

用户侧虚拟电厂的负荷特性的变化引起了国内外学者的共同关注。负荷侧电网调节成为新的研究热点，这不仅能够充分利用负荷特性，更是打破了发电侧对电网调节的垄断形式，有利于电网竞价机制的形成，有利于快速维持电网稳定，有利于电网的健康发展。

研究表明，空调、照明等电力终端设备的需求响应速率可以达到分钟级甚至秒级，且温控负荷中的大量电力终端设备同时拒动的概率极低，温控负荷响应提供辅助服务的可靠性通常要高于传统发电机组。因此，居民负荷作为需求响应，主动参与、响应电网调节具有很大的发展空间。

温控负荷的控制方法主要有直接负荷控制(DLC控制)，但它将温控负荷的温度设定值当成定值计算负荷的可调度容量，没有考虑到温度设定值的动态变化。最新的研究将温度的设定值的动态变化进行了考虑，但主要基于单一温控负荷设备或者同型号设备认为时间均匀分布的负荷群体控制。对于负荷群体控制，由于负荷总数与参数的不确定性给计算机的精确计算带来了困难。因此该领域亟需提出一种考虑到温控负荷温度设定动态变化，通过计算机计算其调度容量的方法。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于负荷簇温度调控的用户侧负荷响应方法，解决了由于温控负荷调节方法调节精度低、传统负荷响应方法无法应对负荷个体温度控制精度不同，导致响应精度不高的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种基于负荷簇温度调控的用户侧负荷响应方法，其特征在于：包括步骤：

1)对温控负荷进行基础的热动力学建模，建立直接负荷控制的温控模型；

2)构建映射量以描述温控负荷继电器开关的变化状态；

3)构建温控负荷可调节容量与映射量之间的直接关系；

4)引入温控负荷簇来进行调节各温控负荷簇的温度变化量。

前述的一种基于负荷簇温度调控的用户侧负荷响应方法，其特征是：所述直接负荷控制的温控模型为：