[发明专利]海量微负荷节点快速同步控制网络和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海量微负荷节点快速同步控制网络和控制方法，属于信息通信、电力系统自动化技术领域。

背景技术

随着当今世界对于能源的清洁环保和高效利用呼声越来越高，电力作为终端能源以其清洁环保、方便使用的优点得到越来越广泛应用。电力供应具有即时产、瞬时传、立即消的特点，电力的生产和消费必须同时完成，这个特点决定了电力消费方的负荷对于电力能源的清洁与高效可以起到重要的作用。目前的电力系统尚存在以下几个问题：1）加大清洁能源的占比减少对化石能源的依赖必须解决清洁能源消纳问题；2）提高电力能源在生产、输送过程中的效率，减少储存带来的损失需要解决电力供需调节的弹性问题；3）提高电力供应过程中的调峰、调频能力保障电网安全、稳定运行也必须依靠负荷的配合。虽然为了应对上述问题人们也尝试在电网中建立一定的调节能力，但无论是有效性和效率都比不上电力用户侧（即电力消费方）负荷的作用。

众所周知，电力供应过程需要平衡，电力产生需要与之相应的负荷，在自然不干预的情况下负荷对于电力供应的平衡没有积极的作用，需要采取一定的利用负荷资措施。电力系统对于利用负荷资源来平衡电力供应过程的技术研究由来已久，到目前为止已经开发了负荷控制和需求侧响应等应用负荷资源的技术，但是这些技术都是从电力产生者的角度出发看待负荷资源，始终未能很好的解决负荷资源利用与保障用户用电权、避免影响用户用电的矛盾。如何有效解决这个矛盾是一个问题。其实用户的负荷并不都是刚性的没有调整余地的“铁板一块”，例如电热水器就可以调整用电加热的时间，空调短时间的停运也不会对室温有太大的影响，用户可以接受一些适当的用电行为改变，可以腾出一些负荷兼顾用电和电力平衡，而这种改变对于提高电力供应的效率来说非常有意义。

但问题是如何将这些海量的零散负荷资源整合起来与负荷需求同步起来适时投放只有解决这个问题负荷才能对电力供应的平衡产生积极作用。为此，申请人提出了通过组建海量微负荷网利用负荷资源的解决方案，该方案可参考申请号为CN2017104468029、名称为“电力用户侧负荷资源共享的海量微负荷管控平台及方法”的专利申请。概括来说，海量微负荷网是一个连接所有与负荷相关的对象的共享网络平台，这些对象具体包括电力用户、用电器、发电厂、电网、电力代理商、调度机构、监管机构等，通过这样一个平台拥有负荷的电力用户可以主动共享其空闲的负荷资源，其他负荷资源的需求方可以利用这些共享资源，通过共享实现对负荷资源的利用。

为了实现通过共享实现对负荷资源的利用这一目标，人们需要组建一个超级大的具有海量节点的网络，面对海量节点的网络人们必须解决许多技术难题，其中一个主要的难题是如何对广泛分布、数量巨大的海量负荷资源实现快速控制，具体来说有以下几点：一是共享的负荷资源具有单体微小、总体数量巨大、地域分布分散、行为各自为政的特点，需要占用负荷资源的需求方不止一个也可能随时发生变化，因此控制网络必须面对一个接收控制方（负荷资源提供方）具有海量数量、微小单体分布广泛、运行状态可能随时随地发生变化，，发起控制方（负荷资源需求方）也会随时发生变化的环境，在分布、分散、随时变化的条件下要求达到多对多分组的控制效果，需要解决动态汇总和分组控制的问题；二是实施快速同步负荷控制，电力供应具有即时产、瞬时传、立即消的特点，电力需求响应控制要求快速，汇总微小单体的分组控制也需要同步齐整才能产生规模效应，通常要求亚秒级别、数十毫秒级别的控制时延和同步水平；三是成本因素，组建海量节点控制网络成本因素是关键。

发明内容

本发明要解决技术问题是：针对上述技术难点提供一种面向海量微负荷节点环境的、低成本的、动态自适应的、快速同步分发控制指令的安全控制网络以及控制方法。