考虑用户偏好和设备特性的自动需求响应策略

发布时间：2020-02-14 01:48

【摘要】：智能电网背景下,电网侧和用户侧的双向互动不断升级。基于智能通信和自动化管理系统,提出了一种计及电力负荷特性的适用于不同用户的自动需求响应策略。该方法首先以用户的历史用电数据和实时电价为基础,采用指数平滑模型求得当日各时段的可用电量。其后采用最优方案决策模型在含有各种需求响应方案的策略集中选择确定各时段的最优策略。需求响应策略在优先级、公平性和灵活性上侧重不同,用户可以根据自身偏好设定不同的决策因子,以满足自身的用电偏好和需求。算例分析表明,该策略能够帮助用户取得良好的节能效果,有效削减电力费用,并减少电网减少峰谷差。
【图文】：

互动过程

最优的需求响应策略，将指令分配到各个设备并实现自动需求响应。本文的创新点和意义在于:1)提炼出典型的需求响应策略集，不同的策略在公平性、灵活性等方面各有侧重;2)引入效用函数并从优先级、公平性及电费3个方面对当前时段的各种需求响应策略进行判定，用户通过设定各个指标的效用因子，可以寻找到更符合其用电偏好的需求响应策略。3)构建了完整的自动需求响应链，每个时段基于预测的可用电量进行电量分配和智能控制，较已有研究更具有实际可操作性。1自动需求响应系统智能电网背景下的需求响应互动过程如图1所示。在用户侧与电网侧之间装备有能源服务接口(energyserviceinterface，ESI)［14］，用以实现用户侧和电网侧的友好互动。用户侧装备有用户侧能量管理系统(userenergymanagementsystem，U-EMS)［15］，U-EMS可以对用户用能进行监测和控制。U-EMS与ESI相连，使得用户侧可以及时参与电网需求响应:ESI实现电网及用户的信息交互，U-EMS进一步对用户进行用能控制。图1自动需求响应互动过程Fig.1Interactionprocessofautomaticdemandresponse用户侧电力设备根据其负荷特征通常可以归类为可平移负荷和不可平移负荷，本文根据设备特性，对其进一步细分:1)不可平移负荷中如电脑、楼宇监控系统以及家庭电视等设备不可控制，本文将其定义为基本负荷;2)不可平移负荷中暖通设备(heating，ventila-tionandairconditioning，HVAC)及电灯等可控设备可以通过改变温度设定值或亮度来调整负荷电量，当负荷在最大功率状态下工作时，每个时段(本文设置每小时为一个时段，每天共24个时段)所需的电量为最大电量，在最小功率状态下工作时，每个时段所需电量为最小电量，本文将其定义为可调整负荷;3)其他负荷如

流程图,流程图,电价

图2自动需求响应流程图Fig.2Flowchartofautomaticdemandresponse3仿真分析本节对前文所提出的需求响应策略及决策模型进行验证，策略从每日1:00开始执行，在本文的仿真场景中，选择了家庭用户比较常见的12种设备，包含4种基本负荷、5种可调整负荷和3种可平移负荷。设备参数如表1所示，参数主要包括设备优先级、额定功率以及工作时间段。表2为ESS参数，主要包括功率、充放电效率以及最大充放电状态。3.1不同策略的仿真效果仿真设定每日的可用电量计算从当日01:00开始。本文假设前一日的预测电费为1.5美元，实际电费为1.78美元，根据式(1)及式(2)可以求得BDＲ，d=1.64美元，BＲ，t=0.68美元。参照爱迪生公司公布的实时电价［17］，本文各时段的电价如图3—5中黑色虚线所示。根据每小时实时电价数据，可以采用式(3)求得每小时可用电量。表3选取了3个典型的时段，分别为6:00—7:00，14:00—15:00和15:00—16:00，并列出了对应时段的用电信息。由表3可知，电价过低时(如时段6:00—7:00为0.9美分/kWh)，Ｒss，t为正时，，此时多余电量存储至ESS设备，当电价过高时(如时段14:00—15:00和15:00—16:00分别为3.8美分/kWh、5.3美分/kWh)，Ｒss，t为负，需要从ESS中获取电量来满足基本用电，避免在高电价时从电网获取电量。表1设备参数Tab.1Deviceparameters类别名称优先级编号额定功率/W工作时间段基本负荷警报系统NS110000:00—23:59办公电脑NS21608:00—18:00安全系统NS310000:00—23:59电冰箱NS430000:00—23:59可调整负荷电灯8C1150—1808:00－21:00电灯7C280—1008:00－21:00电灯6C370—1008:00－21:00中央空调5C4600—90000:00—23:59通风设备4C5300—40000:00—23:59可平移负荷热?

【相似文献】