基于分时电价的居民用户智能用电优化控制策略研究

发布时间：2020-05-17 02:30

【摘要】：随着社会经济的快速发展,全社会对电力的需求不断增加;高温、严寒等极端天气状况导致负荷峰谷差不断拉大;风能、太阳能等新能源发电比例不断提高,其强随机性、差可控性、难预测性等特点使电力系统需要更多的运行备用资源。信息通讯技术的发展及智能用电设备的推广,使电力用户有条件从用电侧协助电力系统平衡,参与需求响应,成为提高电力系统可靠性和新能源消纳水平的重要途径之一。需求响应的价格机制通过电价信息引导用户调整生产生活用电行为,考虑到当前我国电力市场的开放程度,实施实时电价的难度较大,因此,现阶段基于分时电价开展需求响应具有更大的实践价值。基于上述背景,本文致力于研究基于负荷响应特性的分时电价决策机制,以及在分时电价机制下研究居民用户的智能用电优化控制策略,从而降低负荷峰谷差,并减少用户的用电成本。本文首先介绍了需求响应的概念、分类、国内外实践和理论研究现状,同时还介绍了家庭能量管理控制策略的研究现状;通过分析用户智能用电负荷特性,分类建立居民用户智能家电设备模型,并探究不同类型用户的负荷调控方式。然后,基于需求价格弹性理论,引入弹性影响权因子,提出一种改进的电量电价弹性矩阵模型,进而建立负荷响应程度模型;再针对我国现行的中长期峰谷分时电价中存在的问题,提出一种多时段的日前尖峰/凹谷分时电价机制,建立分时电价优化决策模型,通过对算例仿真分析,验证了模型在负荷削峰填谷、降低系统峰谷差等方面的成效,通过定量分析负荷响应特性对分时电价决策模型的影响,为电网公司或需求响应执行机构制定分时电价政策提出建议。最后,基于智能家电设备的负荷模型,建立居民用户家庭能量管理模型,分别在日前尖峰/凹谷分时电价机制和激励信号下,考虑降低用户用电成本和提高用电满意度的双重目标,制定居民用户参与需求响应的智能用电优化控制策略;通过对算例仿真分析,验证了控制策略在保证用电满意度的同时可以有效地节约用电成本、降低负荷尖峰,同时还验证了居民用户在激励信号下可以实现负荷的快速削减,为电网提供紧急备用,通过定量分析用户满意度对智能用电优化策略的影响,为电网公司或需求响应执行机构制定响应补贴标准提出建议。
【图文】：

实施经验,理论研究,调度计划,电力市场化改革

排、日内经济调度以及为系统提供旋转备用。逡逑本文的主要研究工作是基于日前尖峰／凹谷电价的用户智能用电优化安排，逡逑以及在紧急需求响应下基于激励信号的实时响应调度，如图１．２中蓝色部分所示。逡逑价格型需求响应逡逑（分时电价ＴＯＵ）（＂尖峰电价ＣＰＰ）（实时电价ＲＴＰ）逡逑ｔ邋逦邋逦逡逑月度一？逦曰前调度计划逦ｙ日内调度计划Ｍ调频调度运行４}r逡逑逦逦邋逦邋逦邋旋转逡逑创逦机组出力负荷＆配逦经济运行响应逦响应时间〈２ｍｉｎ逦备用逡逑Ｉ邋？逦安排邋万案邋ｒ邋时间＜３０ｍｉｎ逡逑ｉｌ邋｜逦响应ｑ间＜ｌｈ逦＇逦」逦＼逡逑￣￣（紧急需求响应．——＇邋Ｉ逡逑＞＝＝＜邋（直接负荷控制ＤＬＣ）逡逑逦Ｋ可中断负荷ＩＬ邋）丨、逦逦逡逑逦ｍ逦￣＾￣Ｃ需求侧竞价ｄｓｂＪ邋ｆ量／辅ｆｌｊ服务项言）逡逑激励型需求响应＾邋ｅＡＳＰ邋ｊ逡逑图１．２需求响应的研究框架—逡逑下面分别从需求响应项目在国外、国内的实施经验以及需求响应的理论研究逡逑现状方面进行探究。逡逑１．２．２．１需求响应的国际经验探究逡逑美国是实施电力市场化改革较为成功的国家，对自动需求响应的研究和实践逡逑处于世界领先地位［１６］。目前

示意图,电网,示意图,峰谷分时电价

图１．３用户与电网友好互动示意图网逡逑从我国电力市场化改革情况来看，目前我国大多数地区已经从以有序用电为逡逑主的初级阶段转变到开展需求侧管理的过渡阶段，，并向着市场完善阶段不断前逡逑进。目前我国大部分地区都执行了峰谷分时电价政策，部分省份（如江苏省）试逡逑点了尖峰电价政策并取得了较为显著的成效。考虑到目前我国电力市场的开放程逡逑度和电价体系的约束性，我国大幅度调整电价以实现实时电价的难度很大，未来逡逑价格型需求响应的发展方向将是在峰谷分时电价的基础上，增加尖峰电价和凹谷逡逑电价，并随着市场化改革的推进，不断缩小时间尺度，逐步向实时电价方向发展。逡逑１．２．２．３需求响应的理论研究现状逡逑在需求响应的理论研究方面，国内外专家学者取得了大量研究成果，包括对逡逑用户响应潜力和需求响应成本效益的分析，研究需求响应的实施机制，研究智能逡逑电网背景下的电价预测、定价决策模型、实时电价下需求响应以及基于需求响应逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM73

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