基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其包括位于用電用戶內(nèi)的用電負荷以及用于提供所述用電負荷所需電能的供電網(wǎng)絡(luò)，所述供電網(wǎng)絡(luò)包括配電網(wǎng)以及接入所述配電網(wǎng)的微電網(wǎng)；所述用電負荷包括不可控負荷以及可控溫控負荷；還包括用于測量微電網(wǎng)輸出電能的負荷控制中心以及安裝于所需用電用戶內(nèi)的負荷采集傳輸裝置，所述負荷采集傳輸裝置與所在用電用戶內(nèi)的用電負荷連接，負荷采集傳輸裝置能與負荷控制中心無線連接；本發(fā)明能實現(xiàn)微電網(wǎng)?配電網(wǎng)的功率交互優(yōu)化控制，達到微電網(wǎng)再生能源的最大化利用目的，適應(yīng)范圍廣，智能化程度高，安全可靠。
【專利說明】
基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種功率控制方法，尤其是一種基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng) 聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，屬于微電網(wǎng)功率控制的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)是指由一定區(qū)域內(nèi)的分布式電源、儲能系統(tǒng)、能量變換裝置、相關(guān)負荷及負 荷監(jiān)控與保護裝置匯集而成的微型電網(wǎng)，微電網(wǎng)可W運行在獨立或并網(wǎng)兩種模式。微電網(wǎng) 通過將各能源形式均轉(zhuǎn)換為電能，然后加 W利用，W保證重要用戶供電的不間斷性，并可通 過聯(lián)絡(luò)線功率的控制為上游配電網(wǎng)在故障后的快速供電恢復(fù)提供電源支持。微電網(wǎng)中存在 大量的可再生能源(如風力、光伏、波浪發(fā)電等），使得微電網(wǎng)具有顯著的間歇性、隨機性及 不確定性等特點。當可再生能源滲透率(即新能源額定功率占年負荷峰值的比例)增加到一 定水平后，將會給系統(tǒng)安全可靠運行帶來了極大的挑戰(zhàn)，使微電網(wǎng)對新能源的最大化利用 出現(xiàn)一些困難，因此如何有效克服微電網(wǎng)內(nèi)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的波動性是目前亟待解決 的技術(shù)難題之一。
[0003] 可再生能源的波動特征非常復(fù)雜，波動的時間尺度也從毫秒級延伸到小時級甚至 更長。含有較多新能源的微電網(wǎng)如何進行運行控制W在最大程度上利用其所涵蓋的新能 源，已經(jīng)成為一個廣受關(guān)注的問題。
[0004] 傳統(tǒng)消納微電網(wǎng)內(nèi)間歇性新能源的控制手段往往依托儲能系統(tǒng)化nergy storage System,ESS)，也是當前常用的調(diào)節(jié)方法之一。如大多數(shù)研究考慮到儲能系統(tǒng)其可充、可放 的運行特性，抑制可再生能源引起功率波動，W提高微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率與上游配電網(wǎng)的"友 好連接"程度。儲能系統(tǒng)在含風電和光伏發(fā)電系統(tǒng)的微電網(wǎng)獲得了廣泛的應(yīng)用，并起到了一 定的效果。然而當前儲能系統(tǒng)成本高、容量小、使用壽命較短的問題在現(xiàn)階段又難W解決。 因此，為確保含高滲透率可再生能源微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，就必須有更加靈活有效的微 電網(wǎng)一配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線控制策略。
[0005] 目前正在興起的負荷側(cè)需求響應(yīng)(Demand Response -DR)控制技術(shù)為微網(wǎng)提供了 一個抑制可再生能源引起的功率波動的新手段。DR是指電力用戶針對市場價格信號或激勵 機制作出響應(yīng)，并改變正常電力消費模式的市場參與行為。DR主要可劃分為基于反映市場 行為的價格控制、基于電力系統(tǒng)運行特征的激勵控制兩大類方法。需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)被應(yīng)用 到電力系統(tǒng)的運行控制中來，并且已經(jīng)開發(fā)出了一些可行的方法。在需求側(cè)響應(yīng)的控制方 法中，直接負荷控制是一種重要的激勵型需求側(cè)響應(yīng)方法，該方法目前已經(jīng)衍生出了一些 有效算法，如狀態(tài)序列（state queueing,SQ)算法、基于!^kker-Planck方程的辨識控制算 法等。
[0006] 溫度型可控負荷一熱累、熱水器或電冰箱等設(shè)備開關(guān)狀態(tài)靈活可控，且由于單體 負荷的額定功率小，中斷操作靈活，聚合響應(yīng)靈敏度高，非常適合參與微電網(wǎng)系統(tǒng)功率調(diào)節(jié) (regulation)和負荷跟隨（load following)等輔助服務(wù)功能。目前已有方法在利用需求響 應(yīng)平抑新能源出力波動時沒有充分考慮溫控負荷用戶本身的主動選擇性與意愿，同時由于 用戶的設(shè)備功率和房屋導(dǎo)熱性不同，有可能出現(xiàn)某用戶設(shè)備被控制次數(shù)過多的問題，影響 用戶用能舒適程度，無法體現(xiàn)響應(yīng)參與的公平性，導(dǎo)致微電網(wǎng)一配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制效 果下降，新能源利用水平不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能 力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其能實現(xiàn)微電網(wǎng)-配電網(wǎng)的功率交互優(yōu)化控制，達到微電 網(wǎng)再生能源的最大化利用目的，適應(yīng)范圍廣，智能化程度高，安全可靠。
[0008] 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功 率控制方法，包括位于用電用戶內(nèi)的用電負荷W及用于提供所述用電負荷所需電能的供電 網(wǎng)絡(luò)，所述供電網(wǎng)絡(luò)包括配電網(wǎng)W及接入所述配電網(wǎng)的微電網(wǎng)；所述用電負荷包括不可控 負荷W及可控溫控負荷;還包括用于測量微電網(wǎng)輸出電能的負荷控制中屯、W及安裝于所需 用電用戶內(nèi)的負荷采集傳輸裝置，所述負荷采集傳輸裝置與所在用電用戶內(nèi)的用電負荷連 接，負荷采集傳輸裝置能與負荷控制中屯、無線連接；
[0009] 負荷采集傳輸裝置能采集所連接用電負荷的用電功率，并能通過負荷采集傳輸裝 置設(shè)定所連接可控溫控負荷的響應(yīng)程度，負荷采集傳輸裝置能將采集用電負荷的用電功 率、用電負荷的工作狀態(tài)W及對應(yīng)可控溫控負荷的響應(yīng)程度傳輸至負荷控制中屯、內(nèi)；
[0010] 負荷控制中屯、根據(jù)微電網(wǎng)的輸出電能確定負荷控制目標，并能根據(jù)負荷控制目 標、各用電負荷的工作狀態(tài)相應(yīng)W及各用電負荷內(nèi)可控溫控負荷的響應(yīng)程度確定各用電負 荷中可控溫控負荷的工作狀態(tài)，負荷控制中屯、根據(jù)確定各用電負荷中可控溫控負荷的工作 狀態(tài)向與可控溫控負荷匹配連接的負荷采集傳輸裝置傳輸負荷工作控制信號，W使得負荷 采集傳輸裝置根據(jù)接收的負荷工作控制信號調(diào)節(jié)對應(yīng)連接可控溫控負荷的工作狀態(tài)。
[0011] 目^4女々1視±臺出|1止1 ,|\施吿々1視±臺出|1曰/>'巧5".為
[0012]
[0013] 其中，Pag為通過負荷采集傳輸裝置確定的可控溫控負荷的自然消耗總負荷，Pr為 通過負荷采集傳輸裝置確定的不可控負荷的消耗總負荷，S%為供電網(wǎng)絡(luò)中微電網(wǎng)的滲透 率，Ps為微電網(wǎng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，Pw為微電網(wǎng)中風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。
[0014] 通過負荷采集傳輸裝置設(shè)定可控溫控負荷的響應(yīng)程度包括最優(yōu)先響應(yīng)、次優(yōu)先響 應(yīng)、非優(yōu)先響應(yīng)或從不響應(yīng)；
[001引設(shè)俯亥煤一響應(yīng)等級內(nèi)可響應(yīng)的可控溫控負荷的總負荷為C，且俯該響應(yīng)等級組 內(nèi)所有用電負荷的總負荷為貨，若
則負荷控制中屯、確定所述響應(yīng)等級內(nèi)的 可控溫控負荷的工作狀態(tài)為全打開或全關(guān)斷，然后進入下一響應(yīng)等級;若
則按加權(quán)系數(shù)Ke大小排隊打開或關(guān)斷對應(yīng)的可控溫控負荷；
[0016] 其中，若需要關(guān)斷可控溫控負荷，則所述第i個用電用戶內(nèi)可控溫控設(shè)備的加權(quán)系 數(shù)Kc為
[0017]
[001引且有；
[0019] Kt+Kct=1
[0020] 其中，Kt為溫度加權(quán)系數(shù)，:C,,為第i個用電用戶在t時刻室內(nèi)溫度，Kct為控制次數(shù) 加權(quán)系數(shù)，為第i個用電用戶的可控已被控制次數(shù)；
[0021] 若需要打開可控溫控負荷，則所述第i個用電用戶內(nèi)可控溫控設(shè)備的加權(quán)系數(shù)Kc 為
[0022]
[0023] 甘有；
[0024] Kt+Kct=1〇
[0025] 本發(fā)明的優(yōu)點：在用電用戶內(nèi)設(shè)置負荷采集傳輸裝置，并能利用負荷采集傳輸裝 置實現(xiàn)對可控溫控負荷響應(yīng)程度進行設(shè)定，負荷控制中屯、根據(jù)微電網(wǎng)的輸出電能確定負荷 控制目標，并能根據(jù)負荷控制目標、各用電負荷的工作狀態(tài)相應(yīng)W及各用電負荷內(nèi)可控溫 控負荷的響應(yīng)程度確定各用電負荷中可控溫控負荷的工作狀態(tài)，負荷控制中屯、根據(jù)確定各 用電負荷中可控溫控負荷的工作狀態(tài)向與可控溫控負荷匹配連接的負荷采集傳輸裝置傳 輸負荷工作控制信號，W使得負荷采集傳輸裝置根據(jù)接收的負荷工作控制信號調(diào)節(jié)對應(yīng)連 接可控溫控負荷的工作狀態(tài)，從而能實現(xiàn)微電網(wǎng)-配電網(wǎng)的功率交互優(yōu)化控制，達到微電網(wǎng) 再生能源的最大化利用目的，適應(yīng)范圍廣，智能化程度高，安全可靠。
【附圖說明】
[00%]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0027] 圖2為本發(fā)明控制序列的示意圖。
[0028] 圖3為本發(fā)明室外溫度曲線的示意圖。
[0029] 圖4為本發(fā)明控制效果圖。
[0030] 圖5為本發(fā)明控制次數(shù)加權(quán)系數(shù)分別為20%和90%時的對比示意圖。
[0031 ]圖6為本發(fā)明控制次數(shù)加權(quán)系數(shù)分別為20 %和90 %時的正態(tài)分布對比示意圖。
[0032] 圖7為本發(fā)明控制次數(shù)標準差隨加權(quán)控制系數(shù)變化曲線。
[0033] 圖8為本發(fā)明控制次數(shù)變異系數(shù)隨加權(quán)控制系數(shù)變化曲線。
[0034] 附圖標記說明：1-微電網(wǎng)、2-負荷控制中屯、、3-負荷采集傳輸裝置W及4-用電負 荷。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0036] 如圖1所示:為了能實現(xiàn)微電網(wǎng)-配電網(wǎng)的功率交互優(yōu)化控制，達到微電網(wǎng)再生能 源的最大化利用目的，本發(fā)明包括位于用電用戶內(nèi)的用電負荷4W及用于提供所述用電負 荷4所需電能的供電網(wǎng)絡(luò)，所述供電網(wǎng)絡(luò)包括配電網(wǎng)W及接入所述配電網(wǎng)的微電網(wǎng)1;所述 用電負荷4包括不可控負荷W及可控溫控負荷；其特征是：還包括用于測量微電網(wǎng)1輸出電 能的負荷控制中屯、2W及安裝于所需用電用戶內(nèi)的負荷采集傳輸裝置3,所述負荷采集傳輸 裝置3與所在用電用戶內(nèi)的用電負荷4連接，負荷采集傳輸裝置3能與負荷控制中屯、2無線連 接；
[0037] 負荷采集傳輸裝置3能采集所連接用電負荷4的用電功率，并能通過負荷采集傳輸 裝置3設(shè)定所連接可控溫控負荷的響應(yīng)程度，負荷采集傳輸裝置3能將采集用電負荷4的用 電功率、用電負荷4的工作狀態(tài)W及對應(yīng)可控溫控負荷的響應(yīng)程度傳輸至負荷控制中屯、2 內(nèi)；
[0038] 負荷控制中屯、2根據(jù)微電網(wǎng)1的輸出電能確定負荷控制目標，并能根據(jù)負荷控制目 標、各用電負荷4的工作狀態(tài)相應(yīng)W及各用電負荷4內(nèi)可控溫控負荷的響應(yīng)程度確定各用電 負荷4中可控溫控負荷的工作狀態(tài)，負荷控制中屯、2根據(jù)確定各用電負荷4中可控溫控負荷 的工作狀態(tài)向與可控溫控負荷匹配連接的負荷采集傳輸裝置3傳輸負荷工作控制信號，W 使得負荷采集傳輸裝置討良據(jù)接收的負荷工作控制信號調(diào)節(jié)對應(yīng)連接可控溫控負荷的工作 狀態(tài)。
[0039] 具體地，在每個供電網(wǎng)絡(luò)覆蓋的用電用戶內(nèi)均有用電負荷4,其中，每個用電用戶 內(nèi)的用電負荷4均可W包括不可控負荷W及可控溫控負荷，不可控負荷可W包括照明或其 他類同的電器設(shè)備，可控溫控負荷包可W包括空調(diào)等能實現(xiàn)溫度控制的電器設(shè)備，具體為 本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再寶述。微電網(wǎng)1接入配電網(wǎng)形成供電網(wǎng)絡(luò)，負荷控制中屯、2 與微電網(wǎng)1連接，W獲取微電網(wǎng)1的輸出電能，負荷控制中屯、2可W采用服務(wù)器等形式實現(xiàn)， 負荷控制中屯、2可W采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的技術(shù)手段獲取確定微電網(wǎng)1的輸出電能，具體為 本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再寶述。
[0040] 負荷采集傳輸裝置3可W包括用于與負荷控制中屯、2連接的無線模塊、用于獲取所 在環(huán)境信息的環(huán)境傳感器、用于與可控溫控負荷連接進行通信的可控溫控負荷通信模塊、 用于設(shè)定對應(yīng)連接可控溫控負荷響應(yīng)程度的輸入模塊W及用于調(diào)節(jié)對應(yīng)連接可控溫控負 荷工作狀態(tài)的驅(qū)動執(zhí)行模塊，所述輸入模塊可W包括觸摸屏、按鍵電路等，環(huán)境傳感器可W 包括溫度傳感器，可控溫控負荷通信模塊能夠獲取可控溫控負荷在當前的工作狀態(tài)，驅(qū)動 執(zhí)行模塊可W采用相應(yīng)的驅(qū)動電路，具體與可控溫控負荷的類型相關(guān)，具體為本技術(shù)領(lǐng)域 人員所熟知。
[0041] 在每個用電用戶內(nèi)安裝一個負荷采集傳輸裝置3,所述負荷采集傳輸裝置3的數(shù)量 可W與供電網(wǎng)絡(luò)覆蓋用電用戶的數(shù)量相同或少于供電網(wǎng)絡(luò)覆蓋的用電用戶數(shù)量，具體可W 根據(jù)需要進行選擇。
[00創(chuàng)所述負荷控制中屯、2確定負荷控制目標常pi為
[0043]
[0044] 其中，Pac為通過負荷采集傳輸裝置3確定的可控溫控負荷的自然消耗總負荷，Pr為 通過負荷采集傳輸裝置3確定的不可控負荷的消耗總負荷，S%為供電網(wǎng)絡(luò)中微電網(wǎng)1的滲 透率，1??微電網(wǎng)1中光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，Pw為微電網(wǎng)1中風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。
[0045] 具體實施時，假定微電網(wǎng)1中僅存在光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)，在忽略網(wǎng)損的 前提下，則微電網(wǎng)1與外網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線上的功率Pl為總負荷減去微電網(wǎng)1內(nèi)凈負荷需求），則功率 Pl為：
[0046]
[0047] 在未受外來控制的狀態(tài)下，可控溫控負荷需要使室內(nèi)溫度保持在用戶設(shè)定溫度附 近，每個可控溫控負荷由室外溫度、自身熱力學(xué)參數(shù)確定所在房間的溫度變化。
[004引設(shè)微電網(wǎng)1的滲透率為S%，利用負荷采集傳輸裝置3可實時測量所在用電用戶內(nèi) 可控溫控負荷的消耗負荷PacW及不可控負荷的消耗負荷扣，為了遵循微網(wǎng)I最大化利用的 原則，即你俱罵十功盎俱面I貨拖.聰絡(luò)線功率控制目標可設(shè)定為：
[0049]
[0050] 從而，可得空調(diào)負荷的控制目標為：
[0化1 ]
[0052] 另外，由于過于頻繁的啟動有可能導(dǎo)致用戶的可控溫控負荷的壽命減少甚至損 壞，因此，規(guī)定壓縮機在開關(guān)狀態(tài)改變后5分鐘內(nèi)不得再次可控溫控負荷的改變開關(guān)狀態(tài)。
[0053] 進一步地，通過負荷采集傳輸裝置3設(shè)定可控溫控負荷的響應(yīng)程度包括最優(yōu)先響 應(yīng)、次優(yōu)先響應(yīng)、非優(yōu)先響應(yīng)或從不響應(yīng)；
[0化4]設(shè)t時刻某一響應(yīng)等級內(nèi)可響應(yīng)的可控溫控負荷的總負荷為巧，且t時該響應(yīng)等級 組內(nèi)所有用電負荷4的總負荷為穗，圭
則負荷控制中屯、2確定所述響應(yīng)等
心*心WTM'7曰控負荷的工作狀態(tài)為全打開或全關(guān)斷，然后進入下一響應(yīng)等級.若 ,則按加權(quán)系數(shù)Ke大小排隊打開或關(guān)斷對應(yīng)的可控溫控負荷；
[0055] 其中，若需要關(guān)斷可控溫控負荷，則所述第i個用電用戶內(nèi)可控溫控設(shè)備的加權(quán)系 數(shù)Kc為
[0化6]
[0化7] 且有；
[005引 Kt+Kct=1
[0化9]其中，Kt為溫度加權(quán)系數(shù)，:C。,，,為第i個用電用戶在t時刻室內(nèi)溫度，Kct為控制次數(shù) 加權(quán)系數(shù)，Cl,"為第i個用電用戶的可控已被控制次數(shù)；
[0060] 若需要打開可控溫控負荷，則所述第i個用電用戶內(nèi)可控溫控設(shè)備的加權(quán)系數(shù)Kc 為
[0061]
[0062] 且有；
[0063] Kt+Kct=1〇
[0064] 本發(fā)明實施例中，最優(yōu)先響應(yīng)、次優(yōu)先響應(yīng)、非優(yōu)先響應(yīng)W及從不響應(yīng)的響應(yīng)程度 逐漸減低，在聯(lián)絡(luò)線功率與控制目標不一致時，負荷控制中屯、2優(yōu)先控制最優(yōu)先響應(yīng)的可控 溫控負荷；當最優(yōu)先響應(yīng)的可控溫控負荷全部進行對應(yīng)控制但扔未達到控制目標時，則進 行次優(yōu)先響應(yīng)的可控溫控負荷的控制，后續(xù)的依次類推，不再寶述。
[0065] W社區(qū)級微電網(wǎng)系統(tǒng)為例，對本發(fā)明進行進一步的說明。溫度環(huán)境曲線如圖3所 示，可控溫控負荷確定為空調(diào)設(shè)備，假設(shè)社區(qū)內(nèi)有1000戶居民空調(diào)設(shè)備參與響應(yīng)控制，每個 空調(diào)的額定功率參考民用空調(diào)普遍情況設(shè)定為IkW，室內(nèi)溫度設(shè)定值為24°C，允許偏差為± 1.5°C。在完全沒有儲能設(shè)備參與的情況下，用戶響應(yīng)等級選擇作如下設(shè)置:最優(yōu)先響應(yīng)的 用戶數(shù)量為100戶，次優(yōu)先響應(yīng)的用戶為200戶，非優(yōu)先響應(yīng)的用戶數(shù)量為400戶，不響應(yīng)的 用戶數(shù)量為300戶。如圖2所示，加權(quán)系數(shù)設(shè)置如下:溫度加權(quán)系數(shù)Kt為0.6，控制次數(shù)加權(quán)系 數(shù)Kct為0.4。微電網(wǎng)1的滲透率為10%，上述條件下控制效果如圖4所示。
[0066] 圖4中控制前負荷曲線為不施加控制的自然狀態(tài)下空調(diào)設(shè)備消耗的負荷曲線，控 審IJ目標曲線為按照上述說明得到的控制目標，控制后負荷曲線即為按照加權(quán)系數(shù)排隊算法 控制后的負荷曲線，可W看出即使在完全沒有儲能設(shè)備介入的情況下加權(quán)系數(shù)排隊算法也 能有較好的控制效果。
[0067]加權(quán)系數(shù)由溫度加權(quán)系數(shù)Kt和控制次數(shù)加權(quán)系數(shù)Kct加權(quán)而成。當溫度加權(quán)系數(shù)Kt =1而控制次數(shù)加權(quán)系數(shù)Kct = O時，本發(fā)明對可控溫控負荷的控制即等同于SQ算法(狀態(tài)序 列算法KKct所占權(quán)重越高，同一響應(yīng)等級用戶組內(nèi)用戶被控制次數(shù)就越平均，即用戶的公 平性就越好，運一點可W在圖5中得到體現(xiàn)。
[006引圖5對比了控制次數(shù)加權(quán)系數(shù)分別為20%和90%時，響應(yīng)等級為最優(yōu)先響應(yīng)的用 戶組的被控制次數(shù)的散點分布，仿真時間為30天。在仿真時間較長的情況下，控制次數(shù)加權(quán) 系數(shù)權(quán)重較低時不同用戶的被控制次數(shù)差異較大，而控制次數(shù)加權(quán)系數(shù)權(quán)重較高時，不同 用戶間被控制次數(shù)差別很小，保證了公平性。將圖6中的數(shù)據(jù)進行正態(tài)擬合，能夠更好的說 明控制加權(quán)次數(shù)的差異導(dǎo)致的用戶控制次數(shù)分布差異。
[0069] 控制次數(shù)加權(quán)系數(shù)從0變化到100%時，用戶被控制次數(shù)分布呈越來越集中的趨 勢，即加權(quán)控制系數(shù)越大，同一響應(yīng)級別用戶組被控制次數(shù)分布的標準差越小，如圖7所示。 圖8給出了用戶組被控制次數(shù)分布的變異系數(shù)隨加權(quán)控制系數(shù)變化的關(guān)系圖，也較好的說 明了運個趨勢。由此可看出，本發(fā)明能夠較好地保證用戶的公平性。
[0070] 本發(fā)明允許用戶選擇可控溫控負荷的響應(yīng)程度。一部分用戶不愿自己的可控溫控 負荷被外部控制，有的用戶為了保證自己的舒適度不愿其可控溫控負荷的響應(yīng)優(yōu)先級太 高，而有的用戶為了得到更多的和電力公司簽訂的經(jīng)濟補償協(xié)議中規(guī)定的經(jīng)濟補償，愿意 可控溫控負荷優(yōu)先響應(yīng)控制信號。用戶不同的響應(yīng)程度選擇會影響用戶被控制次數(shù)。可控 溫控負荷的響應(yīng)程度的優(yōu)先等級越高，被控制次數(shù)越多。從不響應(yīng)的可控溫控負荷的被控 制次數(shù)永遠為0。
[0071] 由于種種約束的限制，比如用戶響應(yīng)等級、空調(diào)自身運行溫度上下限的約束、壓縮 機不能頻繁啟停的約束等，使用空調(diào)設(shè)備的需求側(cè)響應(yīng)并不總能完全滿足達成控制目標的 需要，此時仍需要微電網(wǎng)中的儲能設(shè)備的介入。但是在應(yīng)用了空調(diào)設(shè)備進行溫控負荷需求 側(cè)響應(yīng)后，儲能設(shè)備的使用強度會有明顯減小。
[0072] 本發(fā)明在用電用戶內(nèi)設(shè)置負荷采集傳輸裝置3,并能利用負荷采集傳輸裝置3實現(xiàn) 對可控溫控負荷響應(yīng)程度進行設(shè)定，負荷控制中屯、2根據(jù)微電網(wǎng)1的輸出電能確定負荷控制 目標，并能根據(jù)負荷控制目標、各用電負荷4的工作狀態(tài)相應(yīng)W及各用電負荷4內(nèi)可控溫控 負荷的響應(yīng)程度確定各用電負荷4中可控溫控負荷的工作狀態(tài)，負荷控制中屯、2根據(jù)確定各 用電負荷4中可控溫控負荷的工作狀態(tài)向與可控溫控負荷匹配連接的負荷采集傳輸裝置3 傳輸負荷工作控制信號，W使得負荷采集傳輸裝置3根據(jù)接收的負荷工作控制信號調(diào)節(jié)對 應(yīng)連接可控溫控負荷的工作狀態(tài)，從而能實現(xiàn)微電網(wǎng)-配電網(wǎng)的功率交互優(yōu)化控制，達到微 電網(wǎng)再生能源的最大化利用目的，適應(yīng)范圍廣，智能化程度高，安全可靠。
【主權(quán)項】
1. 一種基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，包括位于用電用戶 內(nèi)的用電負荷(4) W及用于提供所述用電負荷(4)所需電能的供電網(wǎng)絡(luò)，所述供電網(wǎng)絡(luò)包括 配電網(wǎng)W及接入所述配電網(wǎng)的微電網(wǎng)（1);所述用電負荷(4)包括不可控負荷W及可控溫控 負荷;其特征是:還包括用于測量微電網(wǎng)（1)輸出電能的負荷控制中屯、（2) W及安裝于所需 用電用戶內(nèi)的負荷采集傳輸裝置(3)，所述負荷采集傳輸裝置(3)與所在用電用戶內(nèi)的用電 負荷(4)連接，負荷采集傳輸裝置(3)能與負荷控制中屯、(2)無線連接； 負荷采集傳輸裝置(3)能采集所連接用電負荷(4)的用電功率，并能通過負荷采集傳輸 裝置(3)設(shè)定所連接可控溫控負荷的響應(yīng)程度，負荷采集傳輸裝置(3)能將采集用電負荷 (4)的用電功率、用電負荷(4)的工作狀態(tài)W及對應(yīng)可控溫控負荷的響應(yīng)程度傳輸至負荷控 制中屯、(2)內(nèi)； 負荷控制中屯、（2)根據(jù)微電網(wǎng)（1)的輸出電能確定負荷控制目標，并能根據(jù)負荷控制目 標、各用電負荷(4)的工作狀態(tài)相應(yīng)W及各用電負荷(4)內(nèi)可控溫控負荷的響應(yīng)程度確定各 用電負荷(4)中可控溫控負荷的工作狀態(tài)，負荷控制中屯、（2)根據(jù)確定各用電負荷(4)中可 控溫控負荷的工作狀態(tài)向與可控溫控負荷匹配連接的負荷采集傳輸裝置(3)傳輸負荷工作 控制信號，W使得負荷采集傳輸裝置(3)根據(jù)接收的負荷工作控制信號調(diào)節(jié)對應(yīng)連接可控 溫控負荷的工作狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法， 其特征是:所述負荷控制中屯、(2)確定負荷控制目標巧為其中，Pag為通過負荷采集傳輸裝置(3)確定的可控溫控負荷的自然消耗總負荷，扣為通 過負荷采集傳輸裝置(3)確定的不可控負荷的消耗總負荷，S%為供電網(wǎng)絡(luò)中微電網(wǎng)（1)的 滲透率Js為微電網(wǎng)（1)中光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，Pw為微電網(wǎng)（1)中風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出 功率。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于溫控負荷動態(tài)響應(yīng)能力的微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法， 其特征是，通過負荷采集傳輸裝置(3)設(shè)定可控溫控負荷的響應(yīng)程度包括最優(yōu)先響應(yīng)、次優(yōu) 先響應(yīng)、非優(yōu)先響應(yīng)或從不響應(yīng)； 設(shè)t時刻某一響應(yīng)等級內(nèi)可響應(yīng)的可控溫控負荷的總負荷為巧，且t時該響應(yīng)等級組內(nèi) 所有用電負荷(4)的總負荷為磚，若I巧/-巧巧>巧，則負荷控制中屯、（2)確定所述響應(yīng)等 級內(nèi)的可控溫控負荷的工作狀態(tài)為全打開或全關(guān)斷，然后進入下一響應(yīng)等級；若 巧-巧戸"I <巧，則按加權(quán)系數(shù)Ke大小排隊打開或關(guān)斷對應(yīng)的可控溫控負荷； 其中，若需要關(guān)斷可控溫控負荷，則所述第i個用電用戶內(nèi)可控溫控設(shè)備的加權(quán)系數(shù)Kc 為 且有：時+KcT=l 其中，Κτ為溫度加權(quán)系數(shù)，7：。,,,為第i個用電用戶在t時刻室內(nèi)溫度，KcT為控制次數(shù)加權(quán) 系數(shù)，每胃為第i個用電用戶的可控已被控制次數(shù)； 若需要打開可控溫控負荷，則所述第i個用電用戶內(nèi)可控溫控設(shè)備的加權(quán)系數(shù)Kc為 且有：時+KcT=l。
【文檔編號】H02J3/06GK105846434SQ201610174089
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】沈海平, 陶瓊, 陳銘, 桑丙玉, 湯錚, 崔國華, 楊波, 葉季蕾, 李立, 薛金花, 顧江, 穆云飛, 陳國湘
【申請人】江蘇省電力公司無錫供電公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司