MX2013011271A - Metodo y sistema para manejo de respuesta de demanda. - Google Patents
Metodo y sistema para manejo de respuesta de demanda.Info
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Abstract
Se describe un método para el manejo de respuesta de demanda que incluye determinar un número de eventos de respuesta de demanda disponibles y un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles. Se proporciona una prioridad para cada evento de respuesta de demanda y se determina un valor de umbral para cada evento de respuesta de demanda. Un evento de respuesta de demanda de prioridad superior entre los eventos de respuesta de demanda disponibles cuyo valor de umbral es menor que un valor observado de un activador de respuesta de demanda seleccionado se selecciona y se transmiten señales control para utilizar el evento de respuesta de demanda seleccionado para una oportunidad real, a sitios de cliente.
Description
METODO Y SISTEMA PARA MANEJO DE RESPUESTA DE DEMANDA
ANTECEDENTES
Las modalidades del sistema se refieren generalmente a un sistema de energía eléctrica y más específicamente al manejo de una demanda de energía durante condiciones de carga pico.
La confiabilidad del sistema es importante para redes de transmisión y distribución. La variabilidad en demandas de carga y energía no lineales son factores que debilitan la confiabilidad del sistema. Mientras las empresas de servicios mantienen modelos de y técnicas de pronóstico de carga, la carga de sistema real tiende a ser variable y a someterse a fluctuación frecuente. Existen actualmente técnicas y herramientas limitadas que las empresas de servicios utilizan para responder a variaciones en contingencias a carga o sistema. Los métodos para responder a contingencias de transmisión o distribución típicamente involucran abrir ciertos circuitos, los cuales llevan a liberación de carga indiscriminada.
Están disponibles soluciones de respuesta de demanda y permiten la reducción de demanda de energía en respuesta a condiciones de carga pico. El uso de recursos de lado de demanda para responder a contingencias en sistemas de energía eléctrica típicamente está limitado a esquemas de liberación de carga a granel (por ejemplo apagones oscilantes). Más específicamente, la liberación de carga a granel y/o reducción de voltaje (restricciones
de iluminación) son la forma actual para tratar con circuitos o transformadores sobrecargados. En cualquier caso, existe impacto significativo p ara los clientes e n el área afectada. Además, existen programas de respuesta de demanda limitados para grandes clientes industriales y comerciales que están deseando reducir su carga sin mucha anticipación para liberar condiciones de sobrecarga.
Las soluciones de respuesta de demanda para contingencias, especialmente en áreas residenciales, son difíciles de manejar debido a que la estructura de red cambia dinámicamente. Esto hace difícil identificar a los clientes que pueden responder a una contingencia particular. Mientras las empresas de servicios han proporcionado a algunos clientes dispositivos el control directo para ciertas cargas, tales como dispositivos de calentamiento o enfriamiento, bombas de piscina, y así sucesivamente, las empresas de servicios son incapaces de manejar eficiente y efectivamente estos servicios a través de la red de empresa de servicios para responder a necesidades de red específicas. Además, las empresas de servicios típicamente utilizan activadores basados en heurística simple, tales como margen de temperatura o reserva, para determinar cuándo invocar una respuesta de demanda o evento de razonamiento. Sin embargo, este aspecto no proporciona a las empresas de servicios la mejor oportunidad de ejercer la opción de liberación o racionamiento de carga económica para que se optimicen sus ganancias, ahorros, y/u otros criterios.
Por éstas y otras razones, existe una necesidad de un manejo
de respuesta de demanda de energía mejorado.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se proporciona un método de manejo de respuesta de demanda. El método incluye determinar un número de eventos de respuesta de demanda disponibles, determinar un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles y proporcionar una prioridad para cada evento de respuesta de demanda. El método además incluye seleccionar un evento de respuesta de demanda de prioridad superior entre los eventos de respuesta de demanda disponibles cuyo valor de umbral es inferior a un valor observado de un activador de respuesta de demanda seleccionado y transmitir señales de control a sitios de cliente a través una red de comunicación para utilizar el evento de respuesta de demanda seleccionado para una oportunidad actual.
De acuerdo con otra modalidad de la presente invención se proporciona un sistema para controlar eventos de respuesta de demanda en una red de empresa de servicios. El sistema incluye controladores locales para controlar recursos de respuesta de demanda, un controlador de ubicación remota acoplado comunicativamente a los controladores locales y a una empresa de servicios. El controlador de ubicación remoto incluye un módulo de respuesta de demanda configurado para determinar un número de
eventos de respuesta de demanda disponibles, determinar un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles y proporcionar una prioridad para cada evento de respuesta de demanda. El módulo de respuesta de demanda además está configurado para determinar un valor de umbral para cada evento de respuesta de demanda y determinar un evento de respuesta de demanda de prioridad superior entre los eventos de respuesta de demanda disponibles cuyo valor de umbral es inferior a un valor observado de un activador de respuesta de demanda seleccionado.
De acuerdo incluso con otra modalidad de la presente invención, se proporciona un medio legible por computadora no transitorio que comprende instrucciones legibles por computadora de un programa de computadora que, cuando se ejecuta por al menos un procesador, hace que el procesador realice un método para controlar eventos de respuesta de demanda en una red de empresa de servicios de sitios de cliente. El método incluye determinar un número de eventos de respuesta de demanda disponibles, determinar un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles y proporcionar una prioridad para cada evento de respuesta de demanda. El método además incluye seleccionar un evento de respuesta de demanda de prioridad superior entre los eventos de respuesta de demanda disponibles cuyo valor de umbral es inferior a un valor observado de un activador de respuesta de demanda seleccionado y enviar señales de control a
sitios de cliente a través de una red de comunicación para utilizar el evento de respuesta de demanda seleccionado para una oportunidad actual.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a I os dibujos anexos en donde caracteres similares representan partes similares a través de los dibujos, en donde:
La Figura 1 es una representación esquemática de un sistema de distribución de energía de una empresa de servicios de acuerdo con una modalidad del presente sistema;
La Figura 2 es una representación esquemática de un controlador de ubicación remota de la Figura 1 de acuerdo con una modalidad de la invención;
La Figura 3 es un cuadro de flujo que representa pasos involucrados en un método de distribución de eventos de respuesta de demanda de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y
La Figura 4 es un cuadro de flujo que representa pasos involucrados en un método para determinar un número de eventos de respuesta de demanda disponibles de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
DESCRIPCION DETALLADA
Las modalidades aquí descritas están dirigidas a un sistema y método de manejo de energía que permite que las empresas de servicios optimicen el uso de eventos de respuesta de demanda durante ciertos periodos de tiempo. Aunque se describirán modalidades de la invención en el contexto de respuesta de demanda, se apreciará por aquellos expertos en la técnica que el método y sistema pueden utilizarse para otros aspectos de manejo de energía incluyendo decidir cuándo cargar/descargar un sistema de almacenamiento de batería para soportar también generadores de energía renovable (por ejemplo, eólica o solar).
Como se utiliza aquí, los términos "módulo" o "controlador" se refiere a software, hardware, o firmware, o cualquier combinación de estos, o cualquier sistema, proceso, o funcionalidad que realiza o facilita los procesos aquí descritos.
La respuesta de demanda o racionamiento de carga se utilizan generalmente para r eferirse a mecanismos utilizados para alentar a los clientes a reducir cargas de demanda o restricción, con lo cual se reduce la demanda pico de electricidad. Ya que los sistemas de generación y transmisión eléctrica generalmente están dimensionados para corresponder a demanda pico (más margen para pronosticar error y eventos no previstos), la disminución la demanda pico inferior reduce los requisitos de planta y costo capital generales. Los programas de respuesta de demanda tales como
fijación de precio pico crítico (CPP), fijación de precio pico variable (VPP), y otros varios programas de incentivo son ejemplos de programas en donde una empresa de servicios especifica obligaciones contractuales sobre cuándo, que tan frecuentemente, y la duración de un evento de respuesta de demanda para un c Mente participante. Por ejemplo, un contrato puede especificar que la empresa de servicios puede invocar hasta 15 eventos por año, en donde cada evento ocurrirá entre los horarios de 12 pm y 6 pm con un máximo de 60 horas totales por año. En una modalidad, la empresa de servicios puede elegir utilizar 10 eventos de 6 horas cada uno, o 15 eventos de 4 horas cada uno para equilibrar la carga, o cualquier otra de tal combinación de eventos y horas para permanecer dentro de las limitaciones de 15 eventos, 60 horas para cada cliente.
Si un cliente se suscribe a un programa de respuesta de demanda (DR), la empresa de servicios típicamente tiene un número limitado de oportunidades para invocar un evento en un periodo de tiempo dado, por ejemplo 15 eventos por año. Estos eventos desean ser invocados cuando es más r entable hacerlo. De acuerdo con I as modalidades del sistema de manejo de energía, las empresas de servicios (u otras entidades de servicios de carga o agregadores de demanda) óptimamente manejan un número disponible de eventos de respuesta de demanda (DR) que son distribuidos a clientes con el fin de liberar/desplazar la demanda de electricidad pico para maximizar los ahorros de programas DR.
La Figura 1 ilustra un sistema de distribución de energía 30 de una empresa de servicios de acuerdo con una modalidad del presente sistema. Se debe observar que incluso aunque se muestra aquí un sistema de distribución de energía, las modalidades son igualmente aplicables a otros sistemas tales como un sistema de transmisión de energía. El sistema de distribución de energía 30 incluye una subestación de distribución 32, una pluralidad de recursos o cargas 34 de respuesta de demanda (DR) con controladores locales respectivos 36 y un controlador de ubicación remota 38. La subestación de distribución 32 suministra electricidad a los recursos DR 34 que pueden incluir cargas residenciales, industriales o comerciales a través de un alimentador 35. El controlador local 36 puede incluir un relé u otro circuito similar que desconecta o reconecta el recurso DR 34 del alimentador 35 con base en una comunicación con el controlador central 38. Con el fin de facilitar la descripción de las modalidades del presente sistema, un alimentador individual 35, un controlador de ubicación remota individual 38, y una subestación de distribución 32 se muestran en la Figura 1. Sin embargo, se debe entender que las modalidades no están limitadas a estos números, y que puede existir cualquier número de alimentadores, controladores de ubicación remota, y subestación de distribución en una red de empresa de servicios. Además, el controlador de ubicación remota 38 puede disponerse en y/o alojarse por una empresa de servicios o por cualquier otra parte.
El controlador de ubicación remota 38 se comunica con
controladores locales 36 para controlar recursos de respuesta de demanda 34. Como se discutió previamente, los clientes que tienen propios recursos de respuesta de demanda 34 se han suscrito a uno u otros programas de recurso de demanda con la empresa de servicios o parte similar tal como un minorista de energía. En una modalidad, los clientes pueden dividirse en varios grupos basándose en un tipo de programa de respuesta de demanda al que se han suscrito. De esa forma, la comunicación del controlador de ubicación remota 38 al controlador local 36 se determina basándose en la demanda de carga general en el alimentador 35 o en general en una red de energía y el programa DR al que está suscrito el cliente. El controlador de ubicación remota 38 también puede ser parte de otro controlador tal como un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) de sistema (no mostrado) que se utiliza para operación y mantenimiento del sistema de distribución 30. En una modalidad, los controladores locales 36 pueden ser medidores inteligentes que facilitan la comunicación entre cargas 34 y el controlador de ubicación remota 38. Los modos de comunicación entre el controlador de ubicación remota 38 y controladores locales 36 pueden incluir fibras ópticas, sistemas portadores de línea de energía, y varias tecnologías inalámbricas. En otra modalidad, el controlador local 36 puede ser mantenido por el cliente en una tercera ubicación y luego de acuerdo con señales de control del controlador de ubicación remota 38, el cliente puede dirigir la carga 34 por medio de una u otra técnica de comunicación.
En una modalidad, el controlador de ubicación remota 38 y controlador local 36 pueden incluir un procesador (no mostrado), tal como pero no limitado al menos a un microprocesador, un microcontrolador, un procesador de gráficos, un procesador de señal digital (DSP) o cualquier otro tipo de procesador o circuito de procesamiento. El procesador además puede incluir una memoria tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria flash, una o más unidades duras, y/o una o más unidades que manejan medios removibles y una pantalla.
La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de controlador de ubicación remota 38 de la Figura 1. El controlador de ubicación remota 38 incluye un módulo de respuesta de demanda (DE) 40, memoria 42, módulo de interfase de usuario 44, módulo de manejo de red (NMS) 46, y una base de datos (DB) 48. El módulo de manejo de red 46 proporciona manejo y aprovisionamiento de comunicación al módulo DR 40, el sitio de cliente (recurso DR 36) y la empresa de servicios. La base de datos 48 almacena datos tales como datos históricos para un número de sitios de cliente en la red. Los datos históricos pueden incluir información sobre el uso de empresa de servicios de cliente incluyendo tipo de carga, tiempo de uso (TOU), duración de uso, liberación o eventos de respuesta de demanda, por ejemplo. La información de uso de cliente almacenada en la base de datos 48 puede actualizarse periódicamente (por ejemplo, por hora, diariamente) con datos de carga incluyendo carga por hora y datos de precio por hora durante un periodo de
veinticuatro horas, datos de ambientales que incluyen información de clima (temperatura, humedad, velocidad de viento, grados de calentamiento y enfriamiento) e información de fecha y hora tal como día de la semana, estación, etc. Además, la base de datos 48 almacena datos de evento para cada sitio de cliente. Más específicamente, la base de datos 48 almacena información histórica sobre si un s itio de cliente p articipó en un evento de respuesta de demanda, la hora de inicio y la hora final, día de la semana, estación, etc. El módulo de interfase de usuario 44 proporciona información a un operador y puede incluir un teclado o pantalla táctil, por ejemplo.
El módulo DR 40 almacena todos los programas DR y utiliza información del sitio de cliente y la empresa de servicios para determinar si llamar a un evento de respuesta de demanda para reducir la carga en la red por un periodo de tiempo dado. De acuerdo con una modalidad, el módulo DR 40 calcula al menos un criterio de umbral o decisión basado en un número de factores tales como un número total de eventos de respuesta de demanda disponibles, número de oportunidades disponibles (es decir, periodos de tiempo futuros de situaciones de carga pico para utilizar los eventos de respuesta de demanda) y costos y beneficios de utilizar eventos de respuesta de demanda. El umbral puede ser, por ejemplo, un valor de temperatura o un valor de precio de mercado de electricidad. En otra modalidad, se determina una pluralidad de umbrales para una pluralidad de eventos de respuesta de demanda. En otras palabras,
los clientes pueden suscribirse a varios programas de respuesta de demanda para que se determinen los umbrales para cada grupo de eventos de respuesta de demanda que se relacionan con cada programa de respuesta de demanda. Ejemplos de programa de respuesta de demanda incluyen un programa de fijación de precios pico critico de periodo fijo (CPP-F), programa de fijación de precio pico variable (VPP), programa de fijación de precio pico critico de periodo variable (CPP-V), programa de fijación de precio pico critico de grupo múltiple (CPP-G) y programa de respuesta de demanda múltiple (MDR).
En el programa CPP-F, una empresa de servicios ofrece una tarifa descontada a través del año en intercambio de oportunidades para llamar una carga de pico crítica o evento CPP y cobrar un precio más alto por el uso de energía. En días normales, los clientes pagan una tarifa que es inferior a la tarifa plana estándar. En días de evento CPP, las empresas de servicios típicamente notifican a los clientes un día después, y cobran una tarifa más alta (3-10 veces la tarifa normal) durante la ventana de evento. Esto es benéfico para la mayoría de los clientes ya que pueden maximizar su ahorro al reducir o cambiar e l uso de energía durante los eventos. Al mismo tiempo, las empresas de servicios son capaces de lograr su meta de reducción pico. Una característica de un programa CPP es que las empresas de servicios típicamente están permitidas únicamente a llamar a un número limitado de eventos por año/estación de acuerdo con los términos del contrato. Por ejemplo, el programa CPP ofrecido
por Southern California Edison (SCE) limita el número de evento para ser no mayor que 15 eventos por estación de verano. Bajo este programa, se notifica a los participantes a las 3 P del día antes que se va a llamar a un evento CPP. En días de evento CPP, se valoran cargas de energía "pico críticas" superiores para todo el uso eléctrico que ocurre los días laborales entre 2 PM y 6 PM.
En el programa VPP, una empresa de servicios puede cobrar un número de diferentes precios en un día de evento, dependiendo de la severidad de costos de carga pico y generación. Por ejemplo, en cualquier temporada, una empresa de servicios puede llamar 5 eventos pico críticos, 5 eventos pico altos, y 10 eventos pico bajos y los precios para estos eventos variará por consiguiente. En el CPP-V, puede llamarse un evento durante un periodo que varía d esde 2 horas a 6 horas, hasta 15 veces por año. Además, el tiempo de evento total puede no excederse, es decir, 60 horas por temporada y el precio por estas 60 horas es predefinido. Adicionalmente, en clientes residenciales CPP-G puede dividirse en múltiples grupos de igual tamaño, y cada evento puede involucrarse únicamente para un subgrupo de los grupos. El número total de eventos para t odos los grupos se fija. Cuando se activa, cada grupo tiene la misma duración en un evento; sin embargo existe una ventana de evento más grande dentro de la cual pueden distribuirse los grupos. Invocar más grupos durante un evento usualmente resultará en disminuir beneficios de los últimos grupos seleccionados ya que los grupos seleccionados previos ya habrían reducido la carga pico. Además, en un programa
MDR, existen diferentes programas para diferentes tipos de clientes (por ejemplo, residencial, comercial, e industrial). El objetivo en tal caso es determinar cuántos de cada tipo de cliente deben distribuirse.
En una modalidad, el módulo DR 40 determina un valor de umbral para cada tipo de evento DR que se refiere a estos programas DR. Por ejemplo, para un VPP, el módulo DR puede determinar tres umbrales si existen tres precios pico variables. La empresa de servicios utiliza estos umbrales para determinar cuándo llamar a un evento de respuesta de demanda para optimizar el beneficio de costo general. El evento de respuesta de demanda es directamente controlado por la empresa de servicios a través de conmutación, controlado automáticamente por la empresa de servicios a través de comandos enviados a los sitios de cliente, o implementado por los clientes en los sitios de cliente a través de controladores locales 36. Más particularmente, la respuesta de demanda puede implementarse a través de control de carga directa o indirecta de manera que las empresas de servicio pueden apagar remotamente los dispositivos acordados por contrato (por ejemplo, unidades HVAC) o enviar una señal de control de carga a los controladores locales 36.
La Figura 3 es un diagrama de flujo 60 que muestra un método de distribución de eventos de respuesta de demanda de acuerdo con una modalidad de la presente técnica. En una modalidad, el método puede implementarse por el módulo DR 40. Se debe observar que los pasos en el diagrama de flujo 60 pueden repetirse para cada
oportunidad de respuesta de demanda que encuentra la empresa de servicios. En 62, se determina un número de eventos de respuesta de demanda disponibles basándose en una pluralidad de programas de respuesta de demanda a los los clientes se han suscrito. En una modalidad, cuando se fija la duración del evento DR, puede conocerse el número de eventos DR disponibles con antelación y puede leerse de una base de datos. Sin embargo, en una modalidad adicional, cuando se utilizan programas DR tales como CPP-V o CPP-G, la duración de un evento DR puede variar y por lo tanto el número de eventos de respuesta de demanda disponibles puede no conocerse con antelación. En tal caso, el número de eventos de respuesta de demanda disponibles puede derivarse basándose en datos históricos, detalles de los cuales se proporcionarán aquí.
En 64, un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles se determina basándose en una distribución de probabilidad de un activador DR seleccionado. El activador DR seleccionado puede ser una temperatura o un precio de mercado. La distribución de probabilidad del activador DR seleccionado puede determinarse basándose en datos históricos o cualquier evento de pronóstico del activador DR seleccionado o cualquier combinación de los mismos. Se debe observar que, las ocurrencias de oportunidades no son constantes. Por ejemplo, pueden existir dos oportunidades en un día o pueden existir dos oportunidades en una semana. En 66, se proporciona una prioridad para cada uno de los eventos de respuesta de demanda. En
una modalidad, la prioridad se basa en un nivel de precio para cada evento DR, por ejemplo, entre más alto sea el nivel de precio, más alta es la prioridad.
En 68, un valor de umbral para cada uno de los eventos de respuesta de demanda se determina basándose en el número de eventos de respuesta de demanda disponibles, el número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles, y la distribución de probabilidad de un activador de respuesta de demanda seleccionado. En 70, se selecciona un evento de respuesta de demanda de prioridad más alta entre los eventos de respuesta de demanda disponibles con su valor de umbral inferior a un valor observado del activador DR seleccionado para la oportunidad actual. Finalmente, en 72, se transmiten señales de control a sitios de cliente tal como a través de una red de comunicación para utilizar el evento de respuesta de demanda seleccionado. Las señales de control pueden incluir una señal de carga para controlar las cargas directamente o cuando las cargas no se controlan directamente a cualquier otra señal que indica al cliente hacer uso del evento de respuesta de demanda. Se debe observar que una secuencia de procesamiento del método puede intercambiarse o incluso pueden procesarse algunos pasos en paralelo.
En una modalidad, los valores de umbral para cada evento de respuesta de demanda o cada prioridad de eventos puede definirse por una función de política óptima 5*m n dada por:
en donde m y n pertenece al grupo M = {1 M} y N = {1,
N} respectivamente. En general, se asume que existe un punto de decisión actual, la empresa de servicios tiene M eventos totales para ejercer sobre un horizonte de N días y vm n representa ahorro agregado a la empresa de servicios con los valores M y N proporcionados. En esta ecuación, cn es un valor de ahorro determinado por el activador DR seleccionado (temperatura o precio de mercado). Si el activador DR es un precio de mercado, cn se basa en una distribución de precio pico para días de temperatura alta o días de temperatura baja cuando existe n días restantes en el horizonte de decisión. La decisión sobre si tomar el valor de ahorro cn de la distribución de días de temperatura alta o la distribución de días de temperatura baja se basa en un umbral de temperatura. En una modalidad el valor de umbral de temperatura 26.66°C que indica las diferencias medias en precios que son estáticamente significativas entre los días por abajo de 26.66°C contra aquellos que exceden a 26.66°C. De esa forma, si la temperatura del día actual es más alta que 26.66°C entonces el valor de ahorro cn puede seleccionarse de distribución de días de temperatura superior de otra forma se selecciona el valor de ahorro cn de la distribución de días de temperatura inferior.
En una modalidad, basándose en la recursión, pueden derivarse propiedades matemáticas del valor de umbral para cada evento de respuesta de demanda. Para una distribución triangular de cn el valor de umbral óptimo de 5*m n puede calcularse analíticamente. Para distribución normal de cn, puede utilizarse la simulación Montecarlo para estimar vm n y 6*m,n. La recursión de programación dinámica entonces se resuelve por inducción hacia atrás.
La Figura 4 es un diagrama de flujo 80 que representa un método para determinar un número eventos de respuesta de demanda disponible de acuerdo con una modalidad de las presentes técnicas. Como se describe aquí, el número de eventos de respuesta de demanda disponible puede conocerse con antelación para algunos casos mientras en otros casos tales como el programa VPP necesitan derivarse. En 82 se determina primero si el número de eventos de respuesta de demanda disponibles para cada tipo de programa DR se considera conocido con antelación o no. Si el número es conocido con antelación, entonces el 90, se envía el número de eventos de respuesta de demanda para cada tipo. Si no se conoce el número de eventos de respuesta de demanda disponibles para cada tipo de programa DR, el método se mueve a 80 para determinar un nuevo número. En 84, un programa de entero binario de una programación de evento DR óptima se forma y en 86, el programa de entero binario se resuelve utilizando datos históricos tales como datos de años previos. Finalmente en 88, el número de tipos totales de programa DR y el número de eventos de respuesta de demanda disponibles
para cada tipo se determinan y envían en 90 al promediar los números óptimos de los años previos con algún redondeo y/o ajuste para satisfacer las restricciones del programa de enero binario.
En una modalidad, cuando el tipo de programa DR es CPP-V, un modelo matemático para el programa de entero binario de una programación de evento DR óptimo puede darse como:
max ? ? ck,nxk,n (3)
«<=N AreK
sometido a restricciones
? ? dkxk,rt = h
neN keK
en donde k pertenece al grupo K = {1, K} y n pertenece al grupo N = {1, N} que representa un grupo de número de prioridades y un grupo de número de días, respectivamente, en donde, dk es una duración o número de grupos para el evento k de prioridad, ck„ es un ahorro acumulativo máximo sí se activa cualquier evento k de prioridad en el día n, t es un número total de eventos disponibles y h es un número total de horas disponibles. Además, xk,n es una variable de decisión binaria que es 1 cuando se asigna el evento k de prioridad al día n y de otra forma es cero. En una modalidad, entre más alto sea el valor de k, más alta es la prioridad. Las
restricciones aquí indican que en ningún momento, la suma de todos los eventos disponibles debe exceder el número total de eventos t y la suma de eventos disponibles veces su duración debe exceder el número total de horas disponibles. En otras modalidades, algunas de las restricciones pueden omitirse y/o algunas nuevas restricciones pueden agregarse.
En otra modalidad, cuando el tipo de programa DR es CPP-G, un modelo matemático para el programa de entero binario de una programación de entero DR óptima debe darse como,
max
sometido a restricciones
? ? **,«='
«eN keK
? ? dkx n <t.K
«eN keK
? ¾=1,VH6N
keK
¾ e{0,l),V*6K,n6N
en donde a es un factor de descuento de ahorros para grupos /d e grupos 1-1. Como en el caso previo, las restricciones aquí indican que en ningún momento, la suma de todos los eventos disponibles debe exceder el número total de eventos t y además que la suma de tiempos de eventos disponibles del número respectivo de grupos no debe exceder el producto del número total de eventos t con el
número total de grupos.
Una solución ilustrativa de la ecuación (3) se proporciona a continuación en el Cuadro 1 en donde el número de eventos de respuesta de demanda disponibles para el año 2009 se determina a partir de datos históricos de los años 2004 a 2008.
Cuadro 1
De esa forma, el número de eventos de respuesta de demanda disponibles para cada tipo puede determinarse y junto con sus umbrales, el número de eventos de respuesta de demanda disponibles puede utilizarse para manejar la respuesta de demanda óptimamente.
Aunque únicamente se han ilustrado y descrito aquí ciertas características de la invención, muchas modificaciones y cambios ocurrirán para aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, se debe entender que las reivindicaciones anexas están hechas para cubrir todas esas modificaciones y cambios que caen dentro del verdadero espíritu de la invención.
Claims (20)
1.- Un método para manejo de respuesta de demanda que comprende: determinar un número de eventos de respuesta de demanda disponibles; determinar un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles; proporcionar una prioridad para cada evento de respuesta de demanda; determinar un valor de umbral para cada evento de respuesta de demanda; seleccionar un evento de respuesta de demanda de prioridad superior entre los eventos de respuesta disponibles cuyo valor de umbral es inferior a un valor observado de un activador de respuesta de demanda seleccionado; y transmitir señales de control a sitios de cliente a través de una red de comunicación para utilizar el evento de respuesta de demanda seleccionado para una oportunidad actual.
2.- El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los eventos de respuesta de demanda disponibles comprenden una pluralidad de programas de respuesta de demanda a las que se han suscrito clientes.
3.- El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la pluralidad de programas de respuesta de demanda comprende al menos un programa de fijación de precio pico de periodo fijo (CPP-F), programa de fijación de precio pico variable (VPP), programa CPP de periodo variable (CPP-V), programa CPP de grupo múltiple (CPP-G) y programa de respuesta de demanda múltiple (MDR).
4.- El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde determinar el número de eventos de respuesta de demanda disponible comprende obtener un número conocido de una base de datos o derivar un número nuevo basado en datos históricos.
5. - El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde derivar el nuevo número comprende: formar un programa de entero binario de una programación de evento de respuesta de demanda óptima; resolver el programa de entero binario utilizando datos del año previo; determinar tipos totales de eventos de respuesta de demanda y eventos de respuesta de demanda disponibles para cada tipo; y enviar el nuevo número de eventos de respuesta de demanda para cada tipo.
6. - El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el programa de entero binario de la programación de evento de respuesta de programa óptima comprende un modelo de optimización para maximizar el ahorro acumulativo con una pluralidad de restricciones.
7. - El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la pluralidad de restricciones comprende al menos uno de: la suma de todos los eventos disponibles que es menor que o igual al número total de eventos; una suma de eventos disponibles veces su duración siendo menor o igual al número total de horas disponibles; y una suma de eventos disponibles veces el número respectivo de grupos que es menor que o igual a un producto del número total de eventos con el número total de grupos.
8.- El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles se basa en una distribución de probabilidad de un activador de respuesta de demanda seleccionado.
9 - El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el activador de respuesta de demanda seleccionado comprende valor de temperatura, valor de precio de mercado de electricidad, o combinaciones de los mismos.
10. - El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la distribución de probabilidad del activador de respuesta de demanda seleccionado se determina basándose en datos históricos o un método de pronóstico del activador de respuesta de demanda seleccionado o cualquier combinación de los mismos.
11. - El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la prioridad para cada evento de respuesta de demanda se basa en nivel de precio.
12. - El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el valor de umbral para cada evento de respuesta de demanda se basa en el número de eventos de respuesta de demanda disponibles, el número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles, y una distribución de probabilidad del activador de respuesta de demanda seleccionado.
13.- Un sistema para controlar eventos de respuesta de demanda en una red de empresa de servicios, que comprende: controladores locales para controlar recursos de respuesta de demanda; un controlador de ubicación remota comunicativamente acoplado a los controladores locales y a una empresa de servicios, en donde el controlador de ubicación remota comprende: un módulo de respuesta de demanda configurado para: determinar un número de eventos de respuesta de demanda disponibles; determinar un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles; proporcionar una prioridad para cada evento de respuesta de demanda; determinar un valor de umbral para cada evento de respuesta de demanda; y determinar un evento de respuesta de demanda de prioridad superior entre los eventos de respuesta de demanda disponibles cuyo valor de umbral es inferior a un valor observado de un activador de respuesta de demanda seleccionado.
14.- El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en donde los eventos de respuesta de demanda disponibles comprenden eventos de respuesta de demanda que corresponden a una pluralidad de programas de respuesta de demanda a los que se han suscrito los clientes.
15.- El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la pluralidad de programas de respuesta de demanda comprende al menos uno de un programa de fijación de precio pico de periodo fijo (CPP-F), programa de fijación de precio pico variable (VPP), programa CPP de periodo variable (CPP-V), programa CPP de grupo múltiple (CPP-G) y programa de respuesta de demanda múltiple (MDR).
16. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en donde determinar el número de eventos de respuesta de demanda disponibles comprende derivar un nuevo número basado en datos históricos.
17. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde derivar el nuevo número comprende: formar un programa de entero binario de una programación de evento de respuesta óptima; resolver el programa de entero binario utilizando datos de año previo; determinar tipos totales de programas de respuesta de demanda y eventos de respuesta de demanda disponibles para cada tipo; y enviar el nuevo número de eventos de respuesta de demanda para cada tipo.
18. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el número de oportunidades disponible para emitir los eventos de respuesta de demanda disponible se basa en una distribución de probabilidad de un activador de respuesta de demanda seleccionado.
19. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en donde el activador de respuesta de demanda seleccionado comprende valor de temperatura, valor de precio de mercado de electricidad, o combinaciones de los mismos.
20.- Un medio legible por computadora no transitorio que comprende instrucciones legibles por computadora de un programa de computadora que, cuando se ejecuta al menos por un procesador, hace que el procesador realice un método para controlar eventos de respuesta de demanda en una red de empresa de servicios de sitios de cliente, el método comprende: determinar un número de eventos de respuesta de demanda disponibles; determinar un número de oportunidades disponibles para emitir los eventos de respuesta de demanda disponibles; proporcionar una prioridad para cada evento de respuesta de demanda; determinar un valor de umbral para cada evento de respuesta de demanda; seleccionar un evento de respuesta de demanda de prioridad superior entre los eventos de respuesta de demanda disponibles cuyo valor de umbral es inferior a un valor observado de un activador de respuesta de demanda seleccionado; y enviar señales de control a sitios de cliente a través de una red de comunicación para utilizar el evento de respuesta de demanda seleccionado para una oportunidad actual.
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