CN113437748A - 一种用于电力系统的负荷调控方法和系统 - Google Patents

一种用于电力系统的负荷调控方法和系统 Download PDF

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郑强
杨文波
陈锡连
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Sishui Power Supply Co Of State Grid Shandong Electric Power Co
State Grid Corp of China SGCC
Jining Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本公开提供了一种用于电力系统的负荷调控方法，包括获取当前用户群需调整的负荷量，所述用户群包括多个用户端，所述用户端包括多台用电器；获取所述用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别；根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷；分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量；可快速有效地调控电力系统的负荷，提高电力系统的安全性，同时提高电力系统的可扩展性。

Description

一种用于电力系统的负荷调控方法和系统
技术领域
本公开属于电力控制技术领域，尤其涉及一种用于电力系统的负荷调控方法和系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
在电力系统可靠性受威胁时，电力用户端接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或用电成本上升的信号后，改变其固有的用电状态，可达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并短期抑制用电成本上升。在目前的电力系统中，通常通过调控中心制定各用电器的响应用电状态，以达到平衡电力系统负荷、减少电力系统安全运行压力的目的。
传统的负荷调控方式主要是通过有序用电的方式，该调控方式为减少高峰负荷，用户通常需要全天停电，负荷调控的方式过于粗放，影响用户的满意度，影响售电，且传统的负荷调控方式在实施时，例如在实行错峰、限电措施时，通常采用一刀切的方式开展，可能对单位用电价值较高的用户产生不利后果，因此，传统的负荷调控方式效益较低。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种用于电力系统的负荷调控方法和系统，本公开能够大幅降低电力系统的处理负担，提高负荷调控速度，并有效地提高电力系统的安全性。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种用于电力系统的负荷调控方法，包括如下步骤：
获取当前用户群需调整的负荷量，所述用户群包括多个用户端，所述用户端包括多台用电器；
获取所述用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别；
根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷；
分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量；
分别在各用户端获取各负荷调控级别下各用电设备的实际备用容量的总和，生成各负荷调控级别的总备用容量；
分别在各用户端接收电力系统的负荷调控信号，并根据接收的负荷调控信号和各负荷调控级别下的总备用容量，获取用于调控各用户端对应的用电设备的用电量的负荷调控导则；
进一步地，通过以下所述公式分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量：
Figure BDA0003125181610000021
其中，其中，l为负荷调控级别的标号，i各用电设备的标号，
Figure BDA0003125181610000022
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的实际备用容量，
Figure BDA0003125181610000023
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的最大备用容量；
进一步地，根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略；
进一步地，所述用户参与优先级由用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值计算得到，所述参与的负荷调整量均值通过以下公式计算得到：
Figure BDA0003125181610000031
其中，Pn是用户每次参与的负荷调整量，n是用户历史参与负荷调整次数。
一种用于电力系统的负荷调控系统，包括：
第一获取模块，用于检测当前用户群需调整的负荷量；其中，所述用户群包括多个用户端，所述用户端包括多台用电器；
第二获取模块，用于获取所述用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别；
第一计算模块，用于根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷；
第二计算模块，用于分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量：
生成模块，用于分别在各用户端接收电力系统的负荷调控信号，并根据接收的负荷调控信号和各负荷调控级别下的总备用容量，获取用于调控各用户端对应的用电设备的用电量的负荷调控导则；
调控模块，用于根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略；
发送模块，用于根据所述当前用户群中需调整的负荷量和所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷，生成负荷调控信号并发送给所述用户端；其中，所述负荷调控信号包括本次调控级别及调控比例。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开通过获取当前用户群需调整的负荷量，并获取用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别，计算用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷，接着再生成负荷调控信号广播给各个用户端；用户端则根据负荷调控信号中的本次负荷调控级别及调控比例调整所述用电器的负荷，从而大幅降低了控制中心的计算量，可快速有效地调控电力系统的负荷，提高电力系统的安全性，同时提高电力系统的可扩展性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本实施例的架构图；
图2是本实施例的流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供一种用于电力系统的负荷调控方法，包括如下步骤：
获取当前用户群需调整的负荷量，所述用户群包括多个用户端，所述用户端包括多台用电器；即获取当前用户群需调控的负荷量；所述用户群包括与控制中心连接的多个用户端，每个用户端连接多台用电器，用电器可包括空调、台灯、饮水机、电视、充电器等。
获取所述用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别，本实施例的负荷调控级别可用于区分当前电网的状态和电器参与负荷调控的参与度，从而使适合参与负荷调控的电器，首先参与到负荷调控中，使得电网更少能耗地运行；
根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷；具体地，根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，统计计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷，之后再结合所述当前用户群需调整的负荷量，生成负荷调控信号并发送给所述用户端；户端通过预设的负荷调控级别，允许电器以不同的深度参与到负荷调控中，使参与形式更灵活。
分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量；具体地，可通过对应负荷调控级别，对各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量进行解耦后，获得各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量，可去除较高的负荷调控级别对应的备用容量中包含的较低的负荷调控级别对应的备用容量。
分别在各用户端获取各负荷调控级别下各用电设备的实际备用容量的总和，生成各负荷调控级别的总备用容量；具体地，各用户端获取的各负荷调控级别的总备用容量，为对应每个负荷调控级别，每个用户端能够向负荷调控中心提供的总备用容量。
分别在各用户端接收电力系统的负荷调控信号，并根据接收的负荷调控信号和各负荷调控级别下的总备用容量，获取用于调控各用户端对应的用电设备的用电量的负荷调控导则。
具体地，通过以下所述公式分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量：
Figure BDA0003125181610000061
其中，其中，l为负荷调控级别的标号，i各用电设备的标号，
Figure BDA0003125181610000062
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的实际备用容量，
Figure BDA0003125181610000063
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的最大备用容量；
具体地，所述负荷调控级别包括直接参与、峰荷参与、紧急参与，可为各负荷级别赋予级别标识。如：直接参与为0、峰荷参与为1、紧急参与为2。其中，紧急参与的级别最高，峰荷参与的级别次高，直接参与的级别最低。
进一步地，根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略；
进一步地，所述用户参与优先级由用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值计算得到，所述参与的负荷调整量均值通过以下公式计算得到：
Figure BDA0003125181610000071
其中，Pn是用户每次参与的负荷调整量，n是用户历史参与负荷调整次数。
其中，各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量如表1所示：
Figure BDA0003125181610000072
各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量和各负荷调控级别的总备用容量如表2所示：
Figure BDA0003125181610000073
将与所述负荷级别相同的负荷调控级别下的总备用容量和调控比例代入包括如下所述优化函数的优化模型：
Figure BDA0003125181610000081
Figure BDA0003125181610000082
Figure BDA0003125181610000083
xj∈{0，1}；
其中，j为用电状态的标号，Lsignal为所述负荷调控信号中的负荷级别，γsignal为所述负荷调控信号中的调控比例，xj用于标识是否执行标号为j的用电状态的执行标识，Si为标号为i的用电设备的用电状态集合；
对所述优化模型进行求解，获取每个用电状态的xj，生成与所述负荷级别对应的负荷调控导则，通过上述优化模型，可更精确有效的负荷调控导则，进而更有效地调控电力系统的负荷，提高电力系统的安全性，同时提高电力系统的可扩展性。
实施例2.
一种用于电力系统的负荷调控系统，包括：
第一获取模块，用于检测当前用户群需调整的负荷量；其中，所述用户群包括多个用户端，所述用户端包括多台用电器；
第二获取模块，用于获取所述用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别；
第一计算模块，用于根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷；
第二计算模块，用于分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量：
生成模块，用于分别在各用户端接收电力系统的负荷调控信号，并根据接收的负荷调控信号和各负荷调控级别下的总备用容量，获取用于调控各用户端对应的用电设备的用电量的负荷调控导则；
调控模块，用于根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略；
具体地，通过以下所述公式分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量：
Figure BDA0003125181610000091
其中，其中，l为负荷调控级别的标号，i各用电设备的标号，
Figure BDA0003125181610000092
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的实际备用容量，
Figure BDA0003125181610000093
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的最大备用容量；
具体地，所述负荷调控级别包括直接参与、峰荷参与、紧急参与，可为各负荷级别赋予级别标识。如：直接参与为0、峰荷参与为1、紧急参与为2。其中，紧急参与的级别最高，峰荷参与的级别次高，直接参与的级别最低。
所述用户参与优先级由用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值计算得到，所述参与的负荷调整量均值通过以下公式计算得到：
Figure BDA0003125181610000094
其中，Pn是用户每次参与的负荷调整量，n是用户历史参与负荷调整次数。
具体的，用户端如何根据所述负荷调控信号对各个用电器进行调控，包括：用户端收到负荷调控信号后，所有级别高于本次负荷调控级别的预设调控策略都不会执行，所有低于本次负荷调控级别的预设调控策略都会执行，等级恰好与本次负荷调控级别相等的策略，会根据Rsignal与具体策略后果，选择性地执行，负荷调控信号是一个正整数。
实施例3.
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种用于电力系统的负荷调控方法。
一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种用于电力系统的负荷调控方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于电力系统的负荷调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取当前用户群需调整的负荷量，所述用户群包括多个用户端，所述用户端包括多台用电器；
获取所述用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别；
根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷；
分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量；
分别在各用户端获取各负荷调控级别下各用电设备的实际备用容量的总和，生成各负荷调控级别的总备用容量；
分别在各用户端接收电力系统的负荷调控信号，并根据接收的负荷调控信号和各负荷调控级别下的总备用容量，获取用于调控各用户端对应的用电设备的用电量的负荷调控导则。
2.如权利要求1所述的一种用于电力系统的负荷调控方法，其特征在于，通过以下所述公式分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量：
Figure FDA0003125181600000011
其中，其中，l为负荷调控级别的标号，i各用电设备的标号，
Figure FDA0003125181600000012
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的实际备用容量，
Figure FDA0003125181600000013
为标号为i的用电设备在l负荷调控级别下的最大备用容量。
3.如权利要求2所述的一种用于电力系统的负荷调控方法，其特征在于，根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略。
4.如权利要求3所述的一种用于电力系统的负荷调控方法，其特征在于，所述用户参与优先级由用户类型、参与负荷调整次数与参与的负荷调整量均值计算得到，所述参与的负荷调整量均值通过以下公式计算得到：
Figure FDA0003125181600000021
其中，Pn是用户每次参与的负荷调整量，n是用户历史参与负荷调整次数。
5.一种用于电力系统的负荷调控系统，包括：
第一获取模块，用于检测当前用户群需调整的负荷量；其中，所述用户群包括多个用户端，所述用户端包括多台用电器；
第二获取模块，用于获取所述用户端中所述用电器的备用容量和预设的负荷调控级别；
第一计算模块，用于根据所述用电器的备用容量和所述负荷调控级别，计算所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷；
第二计算模块，用于分别在各用户端将其对应的各用电设备在各负荷调控级别下的最大备用容量转换为各用电设备在各负荷调控级别下的实际备用容量。
6.如权利要求5所述的一种用于电力系统的负荷调控系统，其特征在于，还包括生成模块，用于分别在各用户端接收电力系统的负荷调控信号，并根据接收的负荷调控信号和各负荷调控级别下的总备用容量，获取用于调控各用户端对应的用电设备的用电量的负荷调控导则。
7.如权利要求5所述的一种用于电力系统的负荷调控系统，其特征在于，还包括调控模块，用于根据所述用户用电信息、用户参与优先级自动生成负荷调控策略，所述负荷调控策略是以用户为单位的针对用户下负荷调控设备的调控策略。
8.如权利要求5所述的一种用于电力系统的负荷调控系统，其特征在于，还包括发送模块，用于根据所述当前用户群中需调整的负荷量和所述用户群中不同负荷调控级别的可调控负荷，生成负荷调控信号并发送给所述用户端；其中，所述负荷调控信号包括本次调控级别及调控比例。
9.一种计算机可读存储介质，是：其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-4中任一项所述的一种用于电力系统的负荷调控方法。
10.一种终端设备，其特征是：包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-4中任一项所述的一种用于电力系统的负荷调控方法。
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