温控负荷聚合建模及其功率控制

发布时间：2017-10-03 18:43

  本文关键词：温控负荷聚合建模及其功率控制

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【摘要】：温控负荷作为一类主要的柔性负荷,可以以集群的方式提供诸如频率调控、功率平衡等辅助服务,也可以实现削峰填谷,减缓发电侧频繁起停造成的设备损耗,同时能够抑制由新能源接入造成的功率波动。这些功能的实现,依赖于有效的控制策略与精确的负荷聚合模型。基于不准确的负荷模型得到的控制策略,在实际应用中往往会造成较大的控制误差。因此本文对温控负荷聚合建模与功率控制两方面开展了研究,研究内容如下：(1)针对同质温控负荷集群,建立了一种多输入单输出双线性聚合模型。该模型通过在传统单输入单输出双线性聚合模型上增加一个双线性控制项,消除了传统模型随着仿真时间推移,聚合精度降低的缺点。另外,在温控负荷的温度设定值发生变化时,本文的双线性聚合模型不仅考虑了设定值实时变化对聚合特性的影响,还考虑了设定值累积变化造成的影响,大大提高了模型的精确度。仿真结果表明,本文的双线性聚合模型体现出良好的适用性,在温度设定值呈线性变化、折线型变化和曲线型变化场景下,均能保证较高的精确度。(2)针对异质温控负荷集群,设计了一种基于同质聚合模型的建模方法。该方法根据异质负荷与同质负荷的相关性,采用近似聚类的方法,将异质负荷集群近似分解为多个同质负荷集群,大大降低了异质负荷聚合建模的复杂度。这一方法为异质负荷集群建模提供了一种基本框架,结合不同形式的同质聚合模型,即可得到不同结构的异质聚合模型。经过仿真验证,该建模方法不仅适用于单类型异质温控负荷集群,还适用于多类型异质温控负荷集群。(3)针对温控负荷功率跟踪问题,提出了一种包含两级代理的分布式控制策略。其中负荷代理为一级代理,负荷聚合商为二级代理。首先,基于发电机目前发电计划、负荷代理的负荷预测及机组成本报价,调度中心通过集中优化,经济调度为发电机组和负荷代理提供实时参考功率轨迹。然后,负荷代理和聚合商采用分布式牵引协调算法确定每个聚合商的实时控制信号。最后,负荷聚合商(如智能小区)以集中方式控制内部所有温控设备,不需要每个终端设备都和邻居建立通信。由于分布式结构自身特征,这种负荷跟踪策略具有稳定性、可扩展性、低成本及鲁棒可靠性等特点。在IEEE 9母线系统上对上述算法进行仿真,结果表明采用分布式控制策略,负荷代理可以成功跟踪参考功率轨迹。
【关键词】：温控负荷 聚合建模 负荷代理 分布式控制 优化经济调度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73;TM743
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 选题背景与研究意义10-11
• 1.2 温控负荷聚合建模与功率控制发展现状11-15
• 1.2.1 温控负荷聚合建模的发展现状11-12
• 1.2.2 温控负荷功率控制的发展现状12-15
• 1.3 线性系统研究背景与发展现状15-19
• 1.3.1 双线性系统研究背景15-16
• 1.3.2 双线性系统的发展现状16-19
• 1.4 电力系统分布式协调控制研究背景与研究现状19-21
• 1.4.1 分布式协调控制研究背景19
• 1.4.2 分布式协调控制研究现状19-21
• 1.5 本文主要工作21-23
• 第二章 温控负荷聚合建模23-40
• 2.1 预备知识23-25
• 2.2 原双线性同质聚合模型25-28
• 2.3 改进双线性同质聚合模型28-33
• 2.3.1 模型描述29-31
• 2.3.2 算例分析31-33
• 2.4 双线性异质聚合模型33-39
• 2.4.1 模型描述33-34
• 2.4.2 算例分析34-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 温控负荷功率控制40-55
• 3.1 问题描述40
• 3.2 优化经济调度40-46
• 3.2.1 优化经济调度模型41-42
• 3.2.2 算例分析42-46
• 3.3 分布式通信协议46-54
• 3.3.1 分布式牵引协调算法46-48
• 3.3.2 算例分析48-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 总结与展望55-57
• 参考文献57-63
• 附录一 致谢63-64
• 附录二 硕士期间参加的科研项目、学术会议和获得的荣誉64-65
• 附录三 硕士期间发表和撰写的论文专利65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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本文编号：966113