一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)、用戶側(cè)需求響應(yīng)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控 制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 需求響應(yīng)（Demand Response，DR)是對(duì)用戶用電模式進(jìn)行調(diào)整，或是對(duì)用戶用電 負(fù)荷進(jìn)行管理的一種智能用電調(diào)控技術(shù)。一般分為基于電價(jià)（price-based)和基于激勵(lì) (incentive-based)兩種方式。其中基于激勵(lì)的DR主要是指電網(wǎng)側(cè)調(diào)度中心、營(yíng)銷系統(tǒng)以 及節(jié)能服務(wù)公司相互合作，通過(guò)制定確定性的或者隨時(shí)間變化的能源合同政策，來(lái)激勵(lì)用 戶在系統(tǒng)正常運(yùn)行調(diào)度過(guò)程中改變負(fù)荷消耗，或在緊急情況下削減負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn) 行優(yōu)化的目的?；诩?lì)的DR包括直接負(fù)荷控制（Direct Load Control，DLC)、可中斷 負(fù)荷（Interruptible Load，IL)、需求側(cè)競(jìng)價(jià)（Demand Side Bidding，DSB)、緊急需求響應(yīng) (Emergency Demand Response，EDR)和容量/輔助服務(wù)計(jì)劃（Capacity/Ancillary Service Program，CASP)等。DLC是指在系統(tǒng)安全性受到威脅或在負(fù)荷高峰時(shí)段，調(diào)度中心直接控制 用戶參與需求響應(yīng)的設(shè)備，例如：關(guān)閉或循環(huán)控制用戶設(shè)備。參與DLC的對(duì)象常為短時(shí)停電 對(duì)用戶影響不大的設(shè)備，例如：電熱泵、電熱水器，或公建樓宇的中央空調(diào)等。
[0003] 參與該類DR方案的用戶往往會(huì)收到一定程度的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，例如：電價(jià)折扣或直接 的切負(fù)荷賠償。用戶需要提前與電網(wǎng)公司相關(guān)部門(mén)（如節(jié)能服務(wù)公司）簽訂合同，明確最 大可削減負(fù)荷量、補(bǔ)償措施等信息，當(dāng)用戶不能按合同規(guī)定切負(fù)荷時(shí)，也會(huì)受到相應(yīng)懲罰。
[0004] 發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存下以下缺點(diǎn)和不足：
[0005] 目前，在用戶側(cè)可控負(fù)荷建模方面，已有研宄者提出考慮了設(shè)備的熱力學(xué)特性和 參數(shù)多樣性的模型；在基于物理模型基礎(chǔ)上充分考慮用戶的用電行為特點(diǎn)建立負(fù)荷模型； 以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和歷史量測(cè)數(shù)據(jù)為依托，利用隨機(jī)函數(shù)構(gòu)建了新型負(fù)荷模型，并已應(yīng)用于DLC 控制。已有的DLC控制策略研宄，很多已考慮了用戶舒適度的要求，如狀態(tài)隊(duì)列（State Queuing, SQ)法，它針對(duì)溫控設(shè)備開(kāi)關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)移特性進(jìn)行建模；基于Fokker-Planck方程的 辨識(shí)控制算法，利用參數(shù)辨識(shí)方法對(duì)溫控設(shè)備群進(jìn)行等值建模進(jìn)而實(shí)現(xiàn)響應(yīng)控制；基于用 戶側(cè)舒適約束控制算法，提出的一種基于離散積分的數(shù)值模型進(jìn)行響應(yīng)控制優(yōu)化計(jì)算；以 及基于溫度優(yōu)先隊(duì)列策略的控制算法，利用參數(shù)序列化技術(shù)設(shè)計(jì)響應(yīng)控制策略。
[0006] 這些方法的局限在于，大多涉及到對(duì)溫控設(shè)備溫度設(shè)定值的調(diào)節(jié)，或采用關(guān)鍵參 數(shù)進(jìn)行設(shè)備排序操作來(lái)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)控制，但將兩者結(jié)合的綜合性方法尚未出現(xiàn)。此外，設(shè)備 排序操作的指標(biāo)以及溫度設(shè)定值調(diào)節(jié)量值的合理選取，是實(shí)現(xiàn)溫控設(shè)備需求響應(yīng)策略的關(guān) 鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法，本發(fā)明不僅使跟蹤響應(yīng)信號(hào)性能 穩(wěn)定、調(diào)節(jié)量少且響應(yīng)誤差較小，同時(shí)能較好維持用戶舒適度，詳見(jiàn)下文描述：
[0008] 一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法，所述方法包括以下步驟：
[0009] 根據(jù)目標(biāo)信號(hào)，利用溫度延伸裕度與歸一化溫度延伸裕度對(duì)電熱泵群體進(jìn)行排 序，并結(jié)合響應(yīng)信號(hào)篩選電熱泵群體；
[0010] 對(duì)篩選后的電熱泵設(shè)備進(jìn)行溫度設(shè)定值的調(diào)整：如需切負(fù)荷，則降低開(kāi)啟群中電 熱泵的溫度設(shè)定值；如需增加負(fù)荷，則提高關(guān)閉群中電熱泵的溫度設(shè)定值；調(diào)整量為電熱 泵在當(dāng)前時(shí)刻的溫度延伸裕度值。
[0011] 其中，所述方法還包括：在每一個(gè)時(shí)刻，將所有電熱泵分為開(kāi)啟與關(guān)閉的兩個(gè)設(shè)備 群；通過(guò)運(yùn)行溫度、設(shè)定溫度、溫度上限、溫度下限和溫度死區(qū)獲取溫度延伸裕度、歸一化溫 度延伸裕度。
[0012] 其中，所述方法還包括：將單體電熱泵設(shè)備聚集，形成電熱泵負(fù)荷群；通過(guò)電熱泵 負(fù)荷群中各個(gè)單體設(shè)備的功率改變，影響電熱泵群整體功率。
[0013] 所述根據(jù)目標(biāo)信號(hào)，利用溫度延伸裕度與歸一化溫度延伸裕度對(duì)電熱泵進(jìn)行排 序，并結(jié)合響應(yīng)信號(hào)篩選電熱泵具體為：
[0014] 當(dāng)需要減少負(fù)荷消耗時(shí)，對(duì)(^群設(shè)備實(shí)施控制，關(guān)停部分設(shè)備；當(dāng)需要增加負(fù)荷消 耗時(shí)，對(duì)B t群設(shè)備實(shí)施控制，開(kāi)啟部分設(shè)備；
[0015] 需減少負(fù)荷消耗時(shí)，在Ot群內(nèi)，從％開(kāi)始反向搜索以確定參與調(diào)控的設(shè)備組 砥=WK 1，…成:》，需滿足如下條件：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 根據(jù)目標(biāo)信號(hào)，利用溫度延伸裕度與歸一化溫度延伸裕度對(duì)電熱泵群體進(jìn)行排序，并 結(jié)合響應(yīng)信號(hào)篩選出參與響應(yīng)的電熱泵群體； 對(duì)參與響應(yīng)的電熱泵進(jìn)行溫度設(shè)定值的調(diào)整：如需切負(fù)荷，則降低開(kāi)啟群中電熱泵的 溫度設(shè)定值；如需增加負(fù)荷，則提高關(guān)閉群中電熱泵的溫度設(shè)定值；調(diào)整量為參與響應(yīng)的 電熱泵在當(dāng)前時(shí)刻的溫度延伸裕度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法，其特征在于，所述方法還 包括： 在每一個(gè)時(shí)刻，將所有電熱泵分為開(kāi)啟與關(guān)閉的兩個(gè)設(shè)備群；通過(guò)運(yùn)行溫度、設(shè)定溫 度、溫度上限、溫度下限和溫度死區(qū)獲取溫度延伸裕度、歸一化溫度延伸裕度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法，其特征在于，所述方法還 包括： 將單體電熱泵設(shè)備聚集，形成電熱泵負(fù)荷群；通過(guò)電熱泵負(fù)荷群中各個(gè)單體設(shè)備的功 率改變，影響電熱泵群整體功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)目 標(biāo)信號(hào)，利用溫度延伸裕度與歸一化溫度延伸裕度對(duì)電熱泵進(jìn)行排序，并結(jié)合響應(yīng)信號(hào)篩 選參與響應(yīng)的電熱泵具體為： 當(dāng)需要減少負(fù)荷消耗時(shí)，對(duì)〇1群設(shè)備實(shí)施控制，關(guān)停部分設(shè)備；當(dāng)需要增加負(fù)荷消耗 時(shí)，對(duì)B1群設(shè)備實(shí)施控制，開(kāi)啟部分設(shè)備； 需減少負(fù)荷消耗時(shí)，在群內(nèi)，從％開(kāi)始反向搜索以確定參與調(diào)控的設(shè)備組 砥=(d，…，及），需滿足如下條件：
則匕為該時(shí)刻需要關(guān)閉的電熱泵數(shù)目； 需增加系統(tǒng)負(fù)荷消耗時(shí)，在f群內(nèi)，從（開(kāi)始反向搜索以確定參與調(diào)控的設(shè)備組 盡?=(〃《2，〃《2-1，~，1)，需滿足如下條件：
則kB為該時(shí)刻需要關(guān)閉的電熱泵數(shù)目。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種溫控設(shè)備需求響應(yīng)控制方法，涉及智能電網(wǎng)、用戶側(cè)需求響應(yīng)領(lǐng)域，所述方法包括以下步驟：根據(jù)目標(biāo)信號(hào)，利用溫度延伸裕度與歸一化溫度延伸裕度對(duì)電熱泵群體進(jìn)行排序，并結(jié)合響應(yīng)信號(hào)篩選參與響應(yīng)的電熱泵群體；對(duì)篩選后的電熱泵群體進(jìn)行溫度設(shè)定值的調(diào)整：如需切負(fù)荷，則降低開(kāi)啟群中電熱泵的溫度設(shè)定值；如需增加負(fù)荷，則提高關(guān)閉群中電熱泵的溫度設(shè)定值；調(diào)整量為參與響應(yīng)的電熱泵在當(dāng)前時(shí)刻的溫度延伸裕度值。本發(fā)明可應(yīng)用于風(fēng)電等分布式可再生能源功率波動(dòng)的消納，具有良好的熱儲(chǔ)能特性，同時(shí)在對(duì)電熱泵進(jìn)行控制時(shí)兼顧用戶的舒適度要求。除此之外，以熱儲(chǔ)能設(shè)備作為響應(yīng)資源來(lái)平滑功率，為含有可再生能源的微網(wǎng)應(yīng)用提供了一個(gè)新的技術(shù)途徑。
【IPC分類】G05B19-418
【公開(kāi)號(hào)】CN104699051
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510076033
【發(fā)明人】戚野白, 王丹, 賈宏杰, 衛(wèi)文婷
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日