一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)及方法，首先根據(jù)調(diào)度部門下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況以自身費(fèi)用最低進(jìn)行優(yōu)化并將優(yōu)化的用能規(guī)劃反饋給調(diào)度部門；其次調(diào)度部門將各個(gè)用戶的負(fù)荷需求相加得到該時(shí)刻的總負(fù)荷并將其下發(fā)給第一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)；該家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)根據(jù)接收到的總負(fù)荷重新調(diào)整自身負(fù)荷，調(diào)整后的總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，直至所有用戶自身負(fù)荷調(diào)整完畢；然后所有用戶全部調(diào)整后的總負(fù)荷再次在用戶間傳遞，完成一次新的負(fù)荷調(diào)整；最后迭代在滿足預(yù)先給定條件的情況下結(jié)束，得到最終的居民負(fù)荷安排結(jié)果；本發(fā)明將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)單目標(biāo)優(yōu)化問題，以較小的數(shù)據(jù)量實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
【專利說明】
一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布 式管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，利用需求響應(yīng)技術(shù)進(jìn)一步挖掘需求側(cè)用能系統(tǒng)節(jié)能潛 力成為可能。作為削峰填谷的重要手段，需求響應(yīng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電壓的實(shí)時(shí)控制，提高電能 質(zhì)量，同時(shí)需求響應(yīng)也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑之一。
[0003] 當(dāng)前國內(nèi)外需求響應(yīng)技術(shù)還不成熟，不合理的需求管理手段可能會(huì)引起用戶的不 滿，甚至引起反調(diào)峰等對電網(wǎng)有危害的情況。并且，目前的需求響應(yīng)研究主要是從電力公司 角度考慮的，沒有與用戶的目標(biāo)相結(jié)合，調(diào)度部門與用戶之間大量的數(shù)據(jù)傳輸帶給通訊網(wǎng) 絡(luò)巨大的負(fù)荷。如何將電力公司平穩(wěn)負(fù)荷曲線的目標(biāo)與電力用戶降低費(fèi)用的目標(biāo)結(jié)合起 來，提高需求響應(yīng)管理的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是擺在需求響應(yīng)管理者面前的突出問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)及方 法，將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)單目標(biāo)優(yōu)化問題，以較小的數(shù)據(jù)量實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，旨在解 決傳統(tǒng)需求響應(yīng)管理目標(biāo)函數(shù)不能令人滿意，在面對大量數(shù)據(jù)采集與傳輸也存在不足的問 題，減小了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?guī)模，提高了需求響應(yīng)管理的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其包 括：
[0006] 首先根據(jù)調(diào)度部門下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況以自身費(fèi)用最低進(jìn)行優(yōu) 化并將優(yōu)化的用能曲線反饋給調(diào)度部門；
[0007] 其次調(diào)度部門將各個(gè)用戶的負(fù)荷需求相加得到該時(shí)刻的總負(fù)荷并將其下發(fā)給第 一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng);該家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)根據(jù)接收到的總負(fù)荷重新調(diào)整自身負(fù)荷，調(diào) 整后的總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，直至所有用戶自身負(fù)荷調(diào)整完畢；
[0008] 然后所有用戶全部調(diào)整后的總負(fù)荷再次在用戶間傳遞，完成一次新的負(fù)荷調(diào)整；
[0009] 最后迭代在滿足預(yù)先給定條件的情況下結(jié)束，得到最終的居民負(fù)荷安排結(jié)果。
[0010] 進(jìn)一步，所述基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法具體包括以下步驟：
[0011] 第一步，建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù);建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的 模型;運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法對優(yōu)化模型進(jìn)行求解;各用戶將優(yōu)化的用能曲線反饋給 調(diào)度部門并由調(diào)度部門計(jì)算出總負(fù)荷；
[0012] 第二步，調(diào)度部門下發(fā)總負(fù)荷給某個(gè)家庭用戶，該用戶以平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo) 進(jìn)行自身負(fù)荷調(diào)整;將總負(fù)荷傳遞給下一個(gè)用戶直至所有用戶負(fù)荷調(diào)整完畢;重復(fù)上述過 程直至滿足迭代終止的條件，得到最終的需求響應(yīng)結(jié)果。
[0013] 進(jìn)一步，所述建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：
[0014]
[0015]
[0016] 式中，Cn是第η個(gè)居民用戶的費(fèi)用;pt是t時(shí)刻的電價(jià)；時(shí)刻第η個(gè)用戶 的負(fù)荷；是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的固定負(fù)荷；是t時(shí)刻第η個(gè)用戶電動(dòng)汽車的電負(fù)荷； ^0是1時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的負(fù)荷。
[0017] 進(jìn)一步，所述建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的模型的步驟包括：
[0018] 步驟一、建立用戶可參與需求響應(yīng)的設(shè)備的模型：
[0019]
[0020] 式中，/3廠是1時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的電負(fù)荷；At是某個(gè)時(shí)間間隔；€是一個(gè)完整 的運(yùn)行周期內(nèi)第η個(gè)用戶設(shè)備a運(yùn)行需要的總電能。
[0021] 步驟二、建立電動(dòng)汽車設(shè)備的模型：
[0022]
[0023] 式中，分別是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的電動(dòng)汽車存儲(chǔ)的總能量。
[0024] 進(jìn)一步，所述運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法對優(yōu)化模型進(jìn)行求解的通用模型如下：
[0025]
[0026] 式中，X表示決策變量;xi表示整數(shù)決策變量;Ζ表示整數(shù)集;nb表示整數(shù)變量的個(gè) 數(shù);xj表示實(shí)數(shù)決策變量;R表示實(shí)數(shù)集;n r表示實(shí)數(shù)變量的個(gè)數(shù);b表示約束集;A表示工藝系 數(shù)矩陣;cT表示價(jià)值系數(shù)矩陣。
[0027] 進(jìn)一步，所述該用戶以平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo)進(jìn)行自身負(fù)荷調(diào)整的目標(biāo)函數(shù)的計(jì) 算公式如下：
[0028]
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] 式中，Var是總負(fù)荷的方差；是t時(shí)刻的總負(fù)荷^_是總平均負(fù)荷。
[0033] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)， 所述基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)包括：
[0034]用戶用能優(yōu)化模塊，根據(jù)調(diào)度部門下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況以自身費(fèi) 用最低進(jìn)行優(yōu)化；
[0035]數(shù)據(jù)傳輸模塊，居民用戶將優(yōu)化的用能曲線反饋給調(diào)度部門，調(diào)度部門將各個(gè)用 戶的負(fù)荷需求相加得到該時(shí)刻的總負(fù)荷并將其下發(fā)給第一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)，調(diào)整后的 總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，最后一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)將總負(fù)荷上傳至調(diào)度 中心；
[0036]用能負(fù)荷重新調(diào)整模塊，家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)根據(jù)接收到的總負(fù)荷重新調(diào)整自身負(fù) 荷，調(diào)整后的總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，直至所有用戶自身負(fù)荷調(diào)整完畢。
[0037] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益成果為：
[0038] 本發(fā)明對需求響應(yīng)中用戶側(cè)的運(yùn)行目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，運(yùn)用混合整數(shù)非線性規(guī)劃方 法實(shí)現(xiàn)了各居民用戶費(fèi)用最低的目標(biāo)。
[0039] 本發(fā)明對需求響應(yīng)中電網(wǎng)側(cè)的運(yùn)行目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，通過若干次信息傳遞與迭代 運(yùn)算實(shí)現(xiàn)了總負(fù)荷曲線的平穩(wěn)化，促進(jìn)了削峰填谷這一目的的實(shí)現(xiàn)。
[0040] 本發(fā)明充分發(fā)揮了分布式處理方法在解決多目標(biāo)問題上的優(yōu)勢，通過有限的數(shù)據(jù) 即可實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)管理的目標(biāo)，減小了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?guī)模，提高了需求響應(yīng)管理的經(jīng) 濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法流程 圖；
[0042] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃進(jìn)行用戶用能優(yōu)化的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的
【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0044] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法包括 以下步驟：
[0045] S101:根據(jù)調(diào)度部門下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況以自身費(fèi)用最低進(jìn)行優(yōu) 化并將優(yōu)化的用能曲線反饋給調(diào)度部門；
[0046] S102:調(diào)度部門將各個(gè)用戶的負(fù)荷需求相加得到該時(shí)刻的總負(fù)荷并將其下發(fā)給第 一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)；
[0047] S103:根據(jù)接收到的總負(fù)荷重新調(diào)整自身負(fù)荷，調(diào)整后的總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷 管理系統(tǒng)間傳遞，直至所有用戶自身負(fù)荷調(diào)整完畢；
[0048] S104:所有用戶全部調(diào)整后的總負(fù)荷再次在用戶間傳遞，完成一次新的負(fù)荷調(diào)整；
[0049] S105:迭代在滿足預(yù)先給定條件的情況下結(jié)束，得到最終的居民負(fù)荷安排結(jié)果。
[0050] 所述基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法具體包括以下步驟：
[0051]第一步，建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù);建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的 模型;運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法對優(yōu)化模型進(jìn)行求解;各用戶將優(yōu)化的用能曲線反饋給 調(diào)度部門并由調(diào)度部門計(jì)算出總負(fù)荷。
[0052]本實(shí)施例中，建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的模型的步驟包括：
[0053] 步驟一、建立用戶可參與需求響應(yīng)的設(shè)備的模型：
[0054]
[0055] 式中，<^是1時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的電負(fù)荷；Δ t是某個(gè)時(shí)間間隔；€是一個(gè)完整 的運(yùn)行周期內(nèi)第η個(gè)用戶設(shè)備a運(yùn)行需要的總電能。
[0056] 步驟二、建立電動(dòng)汽車設(shè)備的模型：
[0057]
[0058] 式中，€「與€廣分別是t時(shí)刻第n個(gè)用戶的電動(dòng)汽車存儲(chǔ)的總能量。
[0059] 建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：
[0060]
[0061]
[0062] 式中，Cn是第η個(gè)居民用戶的費(fèi)用;0是t時(shí)刻的電價(jià);是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的 負(fù)荷是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的固定負(fù)荷;巧f是t時(shí)刻第η個(gè)用戶電動(dòng)汽車的電負(fù)荷； 是t時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的負(fù)荷。
[0063] 如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃進(jìn)行用戶用能優(yōu)化的方 法如下：
[0064] (1)首先搭建混合整數(shù)線性規(guī)劃模型;運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法對優(yōu)化模型進(jìn) 行求解的通用模型如下：
[0065]
[0066] 式中，X表示決策變量;xi表示整數(shù)決策變量;Z表示整數(shù)集;nb表示整數(shù)變量的個(gè) 數(shù);xj表示實(shí)數(shù)決策變量;R表示實(shí)數(shù)集;n r表示實(shí)數(shù)變量的個(gè)數(shù);b表示約束集;A表示工藝系 數(shù)矩陣;cT表示價(jià)值系數(shù)矩陣。
[0067] (2)確立目標(biāo)函數(shù)和約束條件。目標(biāo)函數(shù)即為上文所述的單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化 的目標(biāo)函數(shù);約束條件即為上文建立的用戶可參與需求響應(yīng)的設(shè)備和電動(dòng)汽車設(shè)備的模型 約束。
[0068] (3)使用分支定界法求解該混合整數(shù)線性規(guī)劃問題。分支就是逐次對可行域進(jìn)行 劃分；定界就是指對于每個(gè)分支計(jì)算原問題的最優(yōu)解的下界，即盡可能去掉一些明顯地非 最優(yōu)點(diǎn)，避免完全枚舉。
[0069] (4)檢查所有分支的解及目標(biāo)函數(shù)值，若某分支的解是整數(shù)并且目標(biāo)函數(shù)值大于 等于其他分支的目標(biāo)值，則將其他分支剪去不再計(jì)算，若還存在非整數(shù)解并且目標(biāo)值大于 整數(shù)解的目標(biāo)值，需要繼續(xù)分支，再檢查，直到得到最優(yōu)解。
[0070] 第二步，調(diào)度部門下發(fā)總負(fù)荷給某個(gè)家庭用戶，該用戶以平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo) 進(jìn)行自身負(fù)荷調(diào)整;將總負(fù)荷傳遞給下一個(gè)用戶直至所有用戶負(fù)荷調(diào)整完畢;重復(fù)上述過 程直至滿足迭代終止的條件，得到最終的需求響應(yīng)結(jié)果。
[0071] 本實(shí)施例中，用戶以平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo)進(jìn)行自身負(fù)荷調(diào)整的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算 公式如τ- ?； 0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076] 式中，Var是總負(fù)荷的方差;時(shí)刻的總負(fù)荷;是總平均負(fù)荷。
[0077] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)， 所述基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)包括：
[0078] 用戶用能優(yōu)化模塊，根據(jù)調(diào)度部門下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況以自身費(fèi) 用最低進(jìn)行優(yōu)化；
[0079] 數(shù)據(jù)傳輸模塊，居民用戶將優(yōu)化的用能曲線反饋給調(diào)度部門，調(diào)度部門將各個(gè)用 戶的負(fù)荷需求相加得到該時(shí)刻的總負(fù)荷并將其下發(fā)給第一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)，調(diào)整后的 總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，最后一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)將總負(fù)荷上傳至調(diào)度 中心；
[0080] 用能負(fù)荷重新調(diào)整模塊，家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)根據(jù)接收到的總負(fù)荷重新調(diào)整自身負(fù) 荷，調(diào)整后的總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，直至所有用戶自身負(fù)荷調(diào)整完畢。
[0081] 本實(shí)施例提出一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)及方法，綜合考 慮了調(diào)度部門和電力用戶需求響應(yīng)目標(biāo)函數(shù)的特點(diǎn)，減小數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?guī)模，將多目 標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)單目標(biāo)優(yōu)化問題，首先每個(gè)電力用戶以費(fèi)用最低為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行用 能特點(diǎn)的優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上，以平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo)進(jìn)行第二步優(yōu)化，各電力用戶依次調(diào) 整自己的用能計(jì)劃，經(jīng)過若干次迭代，可以證明系統(tǒng)可以同時(shí)滿足上述兩個(gè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì) 穩(wěn)定運(yùn)行。
[0082] 基于上述，本發(fā)明將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)單目標(biāo)優(yōu)化問題，以較小的數(shù)據(jù) 量實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，提供了一種有效、實(shí)用、科學(xué)的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理 方法;其對需求響應(yīng)中用戶側(cè)的運(yùn)行目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，運(yùn)用混合整數(shù)非線性規(guī)劃方法實(shí)現(xiàn) 了各居民用戶費(fèi)用最低的目標(biāo);并對需求響應(yīng)中電網(wǎng)側(cè)的運(yùn)行目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，通過若干 次信息傳遞與迭代運(yùn)算實(shí)現(xiàn)了總負(fù)荷曲線的平穩(wěn)化，促進(jìn)了削峰填谷這一目的的實(shí)現(xiàn);而 且充分發(fā)揮了分布式處理方法在解決多目標(biāo)問題上的優(yōu)勢，通過有限的數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)需求 響應(yīng)管理的目標(biāo)，減小了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?guī)模，提高了需求響應(yīng)管理的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì) 效益。
[0083]最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然 可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，包括： (一) 根據(jù)調(diào)度部口下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況W自身費(fèi)用最低進(jìn)行優(yōu)化并 將優(yōu)化的用能規(guī)劃反饋給調(diào)度部口； (二） 調(diào)度部口將各個(gè)用戶的負(fù)荷需求相加得到該時(shí)刻的總負(fù)荷并將該時(shí)刻的總負(fù)荷 下發(fā)給第一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng);該家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)根據(jù)接收到的總負(fù)荷重新調(diào)整自身 負(fù)荷，調(diào)整后的總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，直至所有用戶自身負(fù)荷調(diào)整完畢； (Ξ)所有用戶全部調(diào)整后的總負(fù)荷再次在用戶間傳遞，完成一次新的負(fù)荷調(diào)整； (四）迭代在滿足預(yù)先給定條件的情況下結(jié)束，得到最終的居民負(fù)荷安排結(jié)果。2. 如權(quán)利要求1所述的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，所 述步驟(一）中，根據(jù)調(diào)度部口下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況W自身費(fèi)用最低進(jìn)行優(yōu) 化的方法為:首先建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù);然后，建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu) 化的模型;此后，運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法對優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到用戶優(yōu)化后的用能 規(guī)劃。3. 如權(quán)利要求2所述的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，所 述建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：式中，Cn是第η個(gè)居民用戶的費(fèi)用；pt是t時(shí)刻的電價(jià)；巧是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的負(fù) 荷;是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的固定負(fù)荷；是t時(shí)刻第η個(gè)用戶電動(dòng)汽車的電負(fù)荷;是t 時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的負(fù)荷。4. 如權(quán)利要求2所述的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，所 述建立單個(gè)家庭用戶用能優(yōu)化的模型的步驟包括： 步驟一，建立用戶可參與需求響應(yīng)的設(shè)備的模型：式中，是t時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的電負(fù)荷；At是某個(gè)時(shí)間間隔；f；：是一個(gè)完整的運(yùn) 行周期內(nèi)第η個(gè)用戶設(shè)備a運(yùn)行需要的總電能； 步驟二，建立電動(dòng)汽車設(shè)備的模型：式中，巧t與巧4分別是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的電動(dòng)汽車存儲(chǔ)的總能量。5. 如權(quán)利要求2所述的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，所 述運(yùn)用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法對優(yōu)化模型進(jìn)行求解的通用模型如下：式中，X表示決策變量;Xi表示整數(shù)決策變量;z表示整數(shù)集;nb表示整數(shù)變量的個(gè)數(shù);Xj 表示實(shí)數(shù)決策變量;R表示實(shí)數(shù)集;nr表示實(shí)數(shù)變量的個(gè)數(shù);b表示約束集;A表示工藝系數(shù)矩 陣;J表示價(jià)值系數(shù)矩陣。6. 如權(quán)利要求1所述的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，所 述步驟(二）中，調(diào)度部口下發(fā)總負(fù)荷給某個(gè)家庭用戶，該用戶W平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo)進(jìn) 行自身負(fù)荷調(diào)整;將總負(fù)荷傳遞給下一個(gè)用戶直至所有用戶負(fù)荷調(diào)整完畢； 所述該用戶W平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo)進(jìn)行自身負(fù)荷調(diào)整的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：式中，Var是總負(fù)荷的方差;/1,.,扇t時(shí)刻的總負(fù)荷是總平均負(fù)荷。7. -種基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理系統(tǒng)，其特征在于，包括： 用戶用能優(yōu)化模塊，用于根據(jù)調(diào)度部口下發(fā)的分時(shí)電價(jià)對本用戶的用能情況W自身費(fèi) 用最低進(jìn)行優(yōu)化； 數(shù)據(jù)傳輸模塊，居民用戶將優(yōu)化的用能曲線反饋給調(diào)度部口，調(diào)度部口將各個(gè)用戶的 負(fù)荷需求相加得到該時(shí)刻的總負(fù)荷并將其下發(fā)給第一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)，調(diào)整后的總負(fù) 荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，最后一個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)將總負(fù)荷上傳至調(diào)度中 屯、； 用能負(fù)荷重新調(diào)整模塊，家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)根據(jù)接收到的總負(fù)荷重新調(diào)整自身負(fù)荷， 調(diào)整后的總負(fù)荷在各個(gè)家庭負(fù)荷管理系統(tǒng)間傳遞，直至所有用戶自身負(fù)荷調(diào)整完畢。8. 如權(quán)利要求1所述的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，所 述用戶用能優(yōu)化模塊的W自身費(fèi)用最低進(jìn)行優(yōu)化的計(jì)算公式如下:建立單個(gè)家庭用戶用能 優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式：建立用戶可參與需求響應(yīng)的設(shè)備的模型：式中，/f是t時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的電負(fù)荷；At是某個(gè)時(shí)間間隔；釋是一個(gè)完整的運(yùn) 行周期內(nèi)第η個(gè)用戶設(shè)備a運(yùn)行需要的總電能；分別是t時(shí)刻第η個(gè)用戶的電動(dòng)汽 車存儲(chǔ)的總能量;Cn是第η個(gè)居民用戶的費(fèi)用;pt是t時(shí)刻的電價(jià)；是t時(shí)刻第η個(gè)用 戶的負(fù)荷;巧:i,滿t時(shí)刻第η個(gè)用戶的固定負(fù)荷；是t時(shí)刻第η個(gè)用戶電動(dòng)汽車的電負(fù)荷； 是t時(shí)刻第η個(gè)用戶設(shè)備a的負(fù)荷;式中，X表示決策變量;Xi表示整數(shù)決策變量;Ζ表示整 數(shù)集;加表示整數(shù)變量的個(gè)數(shù);刮表示實(shí)數(shù)決策變量;R表示實(shí)數(shù)集;nr表示實(shí)數(shù)變量的個(gè)數(shù)； b表示約束集;A表示工藝系數(shù)矩陣;J表示價(jià)值系數(shù)矩陣。9.如權(quán)利要求1所述的基于需求響應(yīng)的居民用電負(fù)荷分布式管理方法，其特征在于，所 述數(shù)據(jù)傳輸模塊中，調(diào)度部口下發(fā)總負(fù)荷給某個(gè)家庭用戶，該用戶W平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目 標(biāo)進(jìn)行自身負(fù)荷調(diào)整;將總負(fù)荷傳遞給下一個(gè)用戶直至所有用戶負(fù)荷調(diào)整完畢； 所述該用戶W平穩(wěn)總負(fù)荷曲線為目標(biāo)進(jìn)行自身負(fù)荷調(diào)整的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：式中，Var是總負(fù)荷的方差;巧,W是t時(shí)刻的總負(fù)荷;是總平均負(fù)荷。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK105976081SQ201610197294
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】顧國棟, 顏慶國, 楊斌, 許慶強(qiáng), 范潔, 陳楚, 薛溟楓, 張昊緯, 阮文駿, 肖宇華, 馬琎劼, 欒開寧, 張艷, 周玉
【申請人】國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江蘇省電力公司