CPS互动架构下的聚合电热水器消纳风能策略

调控聚合温控负荷可高效地消纳可再生能源。针对聚合智能温控负荷群消纳可再生能源场景中的用户使用舒适度及能源消纳效率问题,在基于信息物理系统的可再生能源消纳互动架构下,提出典型温控负荷——电热水器的映射模型。在考虑用户行为信息感知的前提下,提出基于加热-剩余时间比(HRTR)的电热水器群分区方法,以及考虑分区差异性的可再生能源消纳控制策略。不同控制策略的仿真对比表明所提策略能更好地消纳可再生能源且能保证用户的高使用舒适度。     

面向清洁能源跟踪的空调分组协同方法

需求侧空调资源丰富、调控灵活并且具有储能功能,通过合理的聚合管控可对波动性强的清洁能源进行跟踪消纳。为了构建实现电网、聚合商与负荷之间双向互动的信息交互结构,研究了集群空调的分组协同管控方法。拥有云平台的家电商直接作为聚合商沟通电网与需求侧,利用云平台分别与空调和电网进行互动,将物理上分散的空调资源虚拟地聚合为可控整体;聚合商对空调分组管控,各组协同完成消纳任务以保证跟踪精度综合最优。因此,建立了聚合空调组可调节能力评估方法,以用户舒适度和空调物理参数为约束构建了消纳容量分配最优化问题,并通过滑模控制模型控制聚合空调完成跟踪任务。通过实验验证了所提算法在能够有效跟踪清洁能源的同时,对空调的干预更小,保证了用户舒适度。     

计及用户舒适性与公平性的热泵负荷集群控制策略

温控负荷作为一种需求侧典型柔性负荷,具有应用规模大、可调节性强等特点,可通过集中控制辅助实现新能源消纳。以典型温控负荷电热泵作为调控对象,提出了一种计及用户舒适性与公平性的负荷调控策略。该策略考虑温控负荷温度变化对用户舒适度的影响,以平均舒适度与最佳舒适度偏差量最小为目标,建立数学模型并利用自适应粒子群优化算法求取最佳任务分配量;同时计及热泵参与响应的公平性,在负荷集群控制环节引入控制频次约束对调控策略进行修正,以解决单个热泵控制频率过高的问题。通过仿真验证所提调控策略可减少负荷平均舒适度与最佳舒适度偏差量,并有效避免了负荷调控频次过多的现象,提升了温控负荷参与调控过程中的用户体验。     

基于分布式通信架构的温控负荷参与电力系统频率调控模型

温控负荷是具有参与电力系统频率调控潜力的需求侧资源。考虑到温控负荷用户群体分布的分散性和参数的异质性，提出一种基于分布式通信架构的温控负荷参与电力系统频率调控模型。负荷聚合商与区域控制器进行直接通信传递频率调控指令，用户个体间基于无线网络完成信息交互，通过Gossip算法实现节点负荷的通信状态和传递延时特性建模，针对用户响应状态的随机性，进一步将用户意愿系数纳入考虑，制定相应有序恢复策略避免二次功率冲击。通过算例仿真在单区域和多区域的频率响应模型中对所提方法有效性进行了验证，结果表明，所提方法能够充分发挥分布式需求侧温控负荷调频潜力，有利于提升系统频率稳定性。     

基于需求响应的集群温控负荷建模及参与低频减载策略研究

随着电力系统的广泛互联,低频减载技术作为保障电力系统稳定性的重要手段,具有十分重要的意义。温控负荷以其快速的响应速率和相对较宽的调控区间,逐渐成为基于需求响应的重要减载资源,相较于其他典型家居温控负荷如电空调等,家用电热水器具有更宽的温度调节空间且为纯阻性电负荷,因此成为低频减载研究的重点。文中构建了一种由电热水器负荷组成的集群温控负荷模型,同时考虑锁定约束,提出了新型序列化控制策略,以电热水器为调频减载资源,为电力系统频率恢复控制提供辅助服务。首先讨论了电热水器的热力学动态特性,基于电–热耦合关系,建立集群温控负荷模型。然后,设计并建立了需求响应策略架构,包括:1)削减功率计算;2)顶层目标分配;3)设备级指令下达。最后,通过算例评估了预测精度、锁定约束等对调频效果的影响。结果表明:基于文中模型和策略,电热水器负荷构成的集群温控负荷具有较好的频率调节能力特性。     

计及离散控制偏差的典型温控负荷态势感知及调控策略

针对温控负荷离散化控制模式导致的临界温度效应累计偏差,提出一种计及离散控制偏差的温控负荷集群调控策略。通过引入修正因子改进负荷可消纳能力评估模型,并以热水器群为主要研究对象,将用户用水行为引入统一负荷模型,提升模型与实际环境的拟合性;提出负荷态势计算指标,基于其实时状态,以温度裕度、时间裕度和容量裕度为子指标进行综合,实现对于负荷调控能力的评价。仿真结果证明:综合考虑用户用能需求情况下,引入修正因子和用户行为分析的感知调控策略,可实现精准负荷调控,降低负荷资源储备需求。     

基于改进DBSCAN-RNN的电力负荷建模及可调特征提取

针对面向能源消纳的电力负荷实时调控需求,以电热水器为例建立调控模型,提出一种改进DBSCAN-RNN算法的电力负荷可调特征提取与可调潜力挖掘方法。以改进DBSCAN聚类结果作为RNN输入获得一种深度学习新策略,基于改进DBSCAN-RNN进行电器群设定温度与天气温度、电器负荷功率的建模,考虑用户电器使用习惯,输出输入量对电器实际功率的影响因子以及电器可调功率与真实功率对应的状态方程参数。某市电热水器群实际数据结果表明所提方法可正确有效地获取海量电热水器群聚合负荷模型及其可调功率。     

考虑广义储能集群参与的配电网协同控制策略

随着需求响应技术的发展,温控负荷、电动汽车等具有灵活调控特性的需求侧资源可作为广义储能参与孤岛配电网的功率波动平抑控制。文章面向空调与电动汽车两类典型的广义储能,提出一种考虑广义储能集群参与的配电网协同控制策略。首先,以负荷聚合商作为控制中心,构建了多元广义储能集群控制架构;其次,分别建立了空调集群与电动汽车集群的广义储能控制模型,在空调群内,计及各空调受控次数的差异,提出改进温度优先序列控制策略,在电动汽车群内,提出了基于荷电状态的功率分配策略;随后,根据空调集群与电动汽车集群的功率响应特性,提出了一种基于低通滤波的多元广义储能协同控制策略;最后,基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

一种风电消纳场景下的空调负荷建模及调控方法

随着我国风电装机容量的增加,风电消纳给电网的安全稳定运行带来了新的挑战。以空调为主的热控负荷与电网互动友好,正越来越多地参与到电力系统的调度中。为实现变频空调负荷与现有调度模型的兼容,使空调负荷能平滑风电功率波动,提出了一种基于风电消纳场景下的空调负荷建模方法以及相应的调控策略,将变频空调建立成热电池模型,利用分层分布控制方法进行调控,实现微观层面热电池的有效控制。结果表明:所提出的热电池模型可以有效描述变频空调负荷的储能特性,实现变频空调负荷与系统现有调度模型的兼容,提出的调度和控制策略能够有效调控变频空调负荷以提高系统风电消纳能力。     

基于弹性温度可调裕度的中央空调集群需求响应双层优化

不同于小容量温控负荷,中央空调具有良好的削峰填谷和需求响应潜力。提出了一种基于弹性温度可调裕度的中央空调控制策略,针对负载率型中央空调终端用户的差异性,结合用户的主观及客观情况,综合考虑用户响应意愿对中央空调负荷群体进行调控,并基于该控制策略,从负荷聚合商角度,构建一种新型双层优化控制模型,满足空调负荷响应出力与目标一致的前提下,通过综合考虑用户的响应意愿,实现聚合商的利润最大化。算例分析结果表明,所提策略研究合理有效,为空调负荷参与电网辅助服务提供相关理论与实施方法。