[发明专利]一种负荷参与需求响应的聚合潜力评估方法

说明书

本发明公开了一种负荷参与需求响应的聚合潜力评估方法，该方法包括如下步骤：步骤1）基于空调、热水器和电动汽车这三类家庭负荷的输入输出物理模型，提出户舒适度表征指标计算各负荷的舒适度指标值；步骤2）考虑负荷运行特性、用户舒适度、用户出行计划、需求响应原则等因素的影响，建立负荷聚合响应模型；步骤3）提出利用该时段内负荷群体的等效响应功率表征这一时段的聚合响应潜力。该方法能够有效评估智能负荷群的聚合响应能力，从而在电网出现紧急功率缺额时充分挖掘负荷的响应潜力，减轻发电机一二次调频备用的压力。

技术领域

本发明涉及电力需求响应领域，特别是涉及一种负荷参与需求响应的聚合潜力评估方法。

背景技术

近年来，新能源发电的间歇性问题、大容量输电技术的进一步发展以及负荷需求的日益增长，使得电网功率缺额发生概率变大，这给电网频率稳定运行造成了很大威胁。在现有的调度模式下，出现上述紧急功率缺额时电网会加大发电机组供应量，特别严重的情况下则采取紧急切负荷的措施。这种负荷紧急控制手段虽然快速有效，但给用户生产及居民生活带来诸多不利。随着智能终端设备的接入、电力通信技术的发展以及高级量测架构的建设，居民负荷已经从传统意义上被动控制的物理终端转变成具有主动响应能力的可调度资源。利用负荷的这种主动响应能力可以减少甚至避免电网紧急切负荷的情况。

负荷主动响应能力指不借助备用电源或储能单元，仅依赖其自身特性或政策激励等实现功率短时转移、削减或增加的弹性能力。这类负荷包括空调、热水器、电动汽车等智能家庭负荷，其种类丰富、数量众多、分布广泛，调度中心难以实现直接调度；同时，单个负荷所能提供的响应容量较小，持续时间短，难以达到参与需求响应的门槛。因此，需要借助负荷聚合商对上述可调度负荷资源进行全面整合与充分挖掘。

因此，综合考虑多种影响因素，对某一时段内智能负荷主动响应能力进行评估，充分挖掘负荷的聚合响应潜力，对制定负荷参与电网有功缺额响应的控制策略具有重大指导意义。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种负荷参与需求响应的聚合潜力评估方法，通过该评估方法可以充分挖掘负荷的聚合响应潜力，在电网出现紧急功率缺额时充分挖掘负荷的响应潜力，对后续制定负荷响应策略提供指导，为达此目的，本发明提供一种负荷参与需求响应的聚合潜力评估方法，考虑负荷运行特性、用户舒适度、用户出行计划、需求响应原则的影响，建立负荷聚合响应模型，具体建模过程如下：

建立聚合模型的目的在于研究基于直接负荷控制的智能负荷群所能提供的响应能力，该模型需要考虑舒适度影响、满足响应次数以及响应时长的约束，综合考虑上述因素，聚合模型的数学描述如式(1)所示：

其中，t_f——有功缺额情况下智能负荷强制响应时间，初始情况下取为0min；n₁——空调数量；P_AC,i——第i台空调的响应功率；n₂——热水器数量；P_WH,j——第j台热水器的响应功率；n₃——电动汽车数量；P_EV,k——第k辆电动汽车的响应功率；S_i(t)——第i台空调状态；S_j(t)——第j台热水器状态；S_k(t)——第k台电动汽车状态：

空调状态的计算公式如式(2)所示：

热水器状态的计算公式如式(3)所示：

电动汽车状态的计算公式如式(4)所示：