本發(fā)明屬于需求側(cè)響應(yīng)控制領(lǐng)域，尤其是一種自動切負(fù)荷控制方法。

背景技術(shù)：

20世紀(jì)70年代，隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)，單純依靠擴(kuò)大初級能源供應(yīng)難以滿足不斷增長的能源需求，必須考慮可再生能源的開發(fā)和需求側(cè)的節(jié)約和能源利用率的提高，將“開源”、“節(jié)流”綜合考慮以優(yōu)化資源配置，提高能效。

近年來，新能源得到了大力的發(fā)展，太陽能、風(fēng)能等間歇性能源使得系統(tǒng)調(diào)峰問題更加突出。用戶側(cè)是電網(wǎng)的重要組成部分，在電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的很長一段時間內(nèi)，它一直被認(rèn)為是單純的消耗單元，總是通過增加發(fā)電量來滿足用戶需求，造成用電峰谷差值加大?？梢?，削減或轉(zhuǎn)移用戶側(cè)負(fù)荷來解決供需矛盾是我們所關(guān)注的重點。

需求側(cè)響應(yīng)（demandresponse，dr）理念的關(guān)鍵在于讓消費(fèi)者擁有選擇權(quán)，變被動為主動。大部分dr事件的研究對象是一些大電力用戶，如工業(yè)及商業(yè)用戶等，且其控制方式一般為半自動化或人工實施。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種自動切負(fù)荷控制方法，比提供一種基于該自動切負(fù)荷控制方法的控制系統(tǒng)，以期盡可能多地保證用電設(shè)備正常工作，實現(xiàn)居民用戶中需求側(cè)管理的自動控制，提高用戶參與需求側(cè)管理的積極性與主動性。

為此，提供一種自動切負(fù)荷控制方法，該方法包括如下步驟：

步驟1、用電設(shè)備接口單元采集被控用電設(shè)備的數(shù)據(jù)，包括設(shè)備開關(guān)狀態(tài)和功率數(shù)據(jù)，并將上述數(shù)據(jù)上傳至負(fù)荷控制需求響應(yīng)系統(tǒng)；

步驟2、接收用戶輸入的初始設(shè)定數(shù)據(jù)，包括負(fù)荷控制優(yōu)先級、設(shè)備預(yù)設(shè)允許開啟時間s、預(yù)設(shè)允許關(guān)閉時間f、完成任務(wù)所需持續(xù)工作時間l，以及最后一次開機(jī)時間t0和當(dāng)前時間ti；

步驟3、負(fù)荷控制系統(tǒng)接收電力公司相關(guān)控制信號，包括用電限制和響應(yīng)時間要求，將用電限制和用戶實際消耗電功率相比較，若實際用電量超出限制量，則負(fù)荷控制系統(tǒng)通過自動切負(fù)荷控制方法得到最優(yōu)控制方案，并根據(jù)最優(yōu)控制方案開始控制，直至總用電功率滿足要求；

所述自動切負(fù)荷控制方法包括如下步驟：

定義并計算優(yōu)先級參數(shù)kui，時間參數(shù)kti，功率參數(shù)kpi；

其中，kti=k×（ti-t0）；k=(f-s)/l；kpi=pi/(∑pi)；pi為當(dāng)前功率，f為預(yù)設(shè)允許關(guān)閉時間，s為設(shè)備預(yù)設(shè)允許開啟時間，l為完成任務(wù)所需持續(xù)工作時間；

由標(biāo)幺后的kui、kti、kpi計算控制輪次參數(shù)kci，并按kci值從大到小排列形成切負(fù)荷控制輪次；kci=kui×kti×kpi；

構(gòu)建多目標(biāo)規(guī)劃模型max=α1×kci+α2×(1-qmini)+α3×(1-lmini)；kci為控制輪次，qmini為切除負(fù)荷數(shù)量，lmini為損失負(fù)荷，α1，α2和α3為系數(shù)。

進(jìn)一步提供一種自動切負(fù)荷控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括自動切負(fù)荷模塊，其中所述自動切負(fù)荷模塊包括：

第一模塊，用于定義并計算優(yōu)先級參數(shù)kui，時間參數(shù)kti，功率參數(shù)kpi；

其中，kti=k×（ti-t0）；k=(f-s)/l；kpi=pi/(∑pi)；pi為當(dāng)前功率，f為預(yù)設(shè)允許關(guān)閉時間，s為設(shè)備預(yù)設(shè)允許開啟時間，l為完成任務(wù)所需持續(xù)工作時間；

第二模塊，用于由標(biāo)幺后的kui、kti、kpi計算控制輪次參數(shù)kci，并按kci值從大到小排列形成切負(fù)荷控制輪次；kci=kui×kti×kpi；

第三模塊，用于構(gòu)建多目標(biāo)規(guī)劃模型max=α1×kci+α2×(1-qmini)+α3×(1-lmini)；kci為控制輪次，qmini為切除負(fù)荷數(shù)量，lmini為損失負(fù)荷，α1，α2和α3為系數(shù)。

有益效果：在本發(fā)明中，根據(jù)負(fù)荷類型，將工業(yè)園區(qū)負(fù)荷分為不可控負(fù)荷和可控負(fù)荷兩部分。本算方法針對大功率可控負(fù)荷進(jìn)行控制，一方面可以使切除的負(fù)荷數(shù)量最少，盡可能多地保證用電設(shè)備正常工作；另一方面通過控制大功率電氣設(shè)備，可對整體耗電量產(chǎn)生較大影響，從而使用戶的dr事件具有更大的實際意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的整體流程圖。

圖2是本發(fā)明中切負(fù)荷方案流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明主要用于可控負(fù)荷的自動控制。本發(fā)明考慮了用戶對用電設(shè)備優(yōu)先級及時間舒適度的設(shè)定，定義了優(yōu)先級參數(shù)kui，時間舒適度參數(shù)kti，功率參數(shù)kpi三個參數(shù)，并通過計算kci=kuiktikpi得到降負(fù)荷的控制輪次，并以控制輪次kci最高、切除負(fù)荷數(shù)量qmini最少、損失負(fù)荷lmini最少為目標(biāo)，構(gòu)建線性加權(quán)法規(guī)劃模型：

max=α1×kci+α2×(1-qmini)+α3×(1-lmini)，得到最優(yōu)的切負(fù)荷控制方案。

首先，根據(jù)負(fù)荷類型，將工業(yè)園區(qū)負(fù)荷分為不可控負(fù)荷和可控負(fù)荷兩部分。本方法針對大功率可控負(fù)荷進(jìn)行控制，一方面可以使切除的負(fù)荷數(shù)量最少，盡可能多地保證用電設(shè)備正常工作；另一方面通過控制大功率電氣設(shè)備，可對整體耗電量產(chǎn)生較大影響，從而使用戶的dr事件具有更大的實際意義。

本發(fā)明用于工業(yè)園區(qū)負(fù)荷控制需求響應(yīng)系統(tǒng)的智能控制方法包括如下步驟：

（1）用電設(shè)備接口單元采集所有被控用電設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括設(shè)備開關(guān)狀態(tài)，功率數(shù)據(jù)（電壓電流幅值、相角、有功功率、無功功率、視在功率等），并將上述數(shù)據(jù)上送至負(fù)荷控制需求響應(yīng)系統(tǒng)。

（2）用戶輸入初始設(shè)定，包括負(fù)荷控制優(yōu)先級、設(shè)備預(yù)設(shè)允許開啟時間、預(yù)設(shè)允許關(guān)閉時間以及最后一次開機(jī)時間等。

（3）負(fù)荷控制系統(tǒng)接收電力公司相關(guān)控制信號，包括用電限制、響應(yīng)時間要求等，將用電限制和用戶實際消耗電功率相比較，若實際用電量超出限制，則負(fù)荷控制系統(tǒng)按智能方法得到的最優(yōu)控制方案開始控制，直至總用電功率滿足要求；

當(dāng)用電量超出限制時，所采取的切負(fù)荷方案為：

（1）定義優(yōu)先級參數(shù)kui，以實現(xiàn)“有高（優(yōu)先級）不切低”，優(yōu)先級分為0~9級；其中重要不可控負(fù)荷設(shè)置kui=0，以保證其不被誤切。

（2）定義時間參數(shù)kti=k*ti，其中k為時間舒適度參數(shù)，其計算公式為k=（f-s）/l，其中s為預(yù)設(shè)允許開始時間、f為預(yù)設(shè)允許結(jié)束時間、l為完成任務(wù)所需持續(xù)工作時間。k越大，負(fù)荷控制需求響應(yīng)系統(tǒng)所能自主選擇的設(shè)備工作時間范圍越大；根據(jù)設(shè)備的最后一次開機(jī)時間計算設(shè)備的已運(yùn)行時間ti，以防切除開機(jī)時間較短的設(shè)備，從而避免設(shè)備的頻繁啟停。

（3）定義功率參數(shù)kpi=pi/(∑pi)，用以表征負(fù)荷功率的相對大小，為保證切除負(fù)荷數(shù)量最少，因盡可能從大負(fù)荷開始切起，即kpi值較大的負(fù)荷；當(dāng)設(shè)備沒有運(yùn)行時，保證未運(yùn)行的設(shè)備不參與降負(fù)荷任務(wù)。

（4）由標(biāo)幺后的kui、kti、kpi計算控制輪次參數(shù)kci，并按kci值從大到小排列形成切負(fù)荷控制輪次；kci=kui×kti×kpi。

（5）以控制輪次kci最高、切除負(fù)荷數(shù)量qmini最少、損失負(fù)荷lmini最少為目標(biāo)構(gòu)建線性加權(quán)法規(guī)劃模型max=α1×kci+α2×(1-qmini)+α3×(1-lmini)，得到最優(yōu)的切負(fù)荷控制方案。

自動需求側(cè)響應(yīng)按消費(fèi)者預(yù)先設(shè)定方案，自動對備選方案作出響應(yīng)，不但讓消費(fèi)者用有選擇權(quán)，還要讓消費(fèi)者具有自主選擇能力。人工回應(yīng)需求響應(yīng)信號的可靠性得不到保證，自動需求響應(yīng)的效率比人工需求響應(yīng)高出30%到100%。

此外，智能電網(wǎng)用戶側(cè)綜合管理平臺，可以提高用戶能源的使用效率和智能化水平，這里的用戶側(cè)不僅包括家庭，還包括企業(yè)工廠等高耗能用戶。智能電網(wǎng)中的智能電表，智能插座及智能檢測裝置通過傳感器收集信息，針對居民用戶中的大功率非重要負(fù)荷，通過相關(guān)智能控制方法，可實現(xiàn)居民用戶中需求側(cè)管理的自動控制，提高用戶參與需求側(cè)管理的積極性與主動性。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。