基于CPS的居民电热水器优化控制策略研究
发布时间：2022-12-04 14:18
传统的电力网与信息网相互孤立,难以深入分析需求侧用电信息对供电侧的影响,不利于电力供需互动业务的开展。信息物理融合系统（CPS）利用先进的感知、计算、分析、决策技术,将信息世界与物理世界紧密相连。将此概念引入电力系统,有利于实现需求侧负荷资源优化及用户间的友好互动。温控型居民用户负荷作为调控资源之一,通过参与需求响应可减少电网波动,实现需求侧资源优化的目标。本文基于CPS理论设计了支撑居民电热水器与电网互动的CPS架构及模型,并研究了该模型决策单元层面的优化控制策略。首先,搭建了基于CPS的电力供需互动友好平台架构,并以此作为实现负荷优化控制的基础。选取电热水器为研究对象,研究了居民用户电热水器CPS模型,分析了通过该模型实现互动的具体功能,搭建了支撑居民电热水器优化控制的分级互动架构。其次,针对CPS模型的决策单元,结合居民用户的用水行为习惯和分时电价,制定了基于云模型理论的电热水器优化控制策略。为验证所提策略的有效性,对比采用优化策略前后用户用电成木和不同时段负荷量,验证了所提策略在节约用电开支和平滑负荷曲线中起到较好的效果。最后,依托CPS模型从物理系统中获取必要信息,以用户用电...
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
1.2 研究现状综述
1.2.1 智能电网及需求响应技术的发展
1.2.2 信息物理融合技术的发展
1.2.3 居民负荷控制研究发展现状
1.3 主要工作和内容安排
第2章 支撑居民电热水器优化控制的CPS架构设计
2.1 基于CPS的电力供需互动友好平台架构设计
2.2 支撑居民电热水器优化控制的分级互动架构设计
2.2.1 居民电热水器分级互动架构
2.2.2 居民用户电热水器CPS模型设计
2.2.3 居民用户电热水器CPS交瓦流程分析
2.3 本章小结
第3章 基于云模型理论的电热水器优化控制策略
3.1 家用电热水器的控制模型
3.2 基于云模型理论的居民电热水器优化控制策略设计
3.2.1 云模型控制原理
3.2.2 家用电热水器的云模型控制策略
3.3 实验仿真与分析
3.3.1 仿真参数设置
3.3.2 仿真结果对比与分析
3.4 本章小结
第4章 基于BPSO算法的改进电热水器优化控制策略
4.1 计及需求响应的居民电热水器模型
4.2 基于BPSO的改进居民电热水器优化控制策略设计
4.2.1 二进制粒子群算法
4.2.2 电热水器的优化控制算法
4.3 实验仿真与分析
4.3.1 仿真参数设置
4.3.2 仿真结果对比与分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于云模型的用户群负荷调控算法[J]. 孙毅,杨艳敏,许鹏,李彬,陈宋宋,崔高颖. 电网技术. 2017(08)
[2]基于改进渗流理论的信息物理融合电力系统连锁故障模型[J]. 韩宇奇,郭创新,朱炳铨,徐立中. 电力系统自动化. 2016(17)
[3]面向需求响应控制的家用电热水器建模和控制策略评估[J]. 孙建伟,唐升卫,刘菲,王丹,戚野白,王冉. 电力系统及其自动化学报. 2016(04)
[4]信息物理融合的主动配电网动态潮流研究[J]. 孙辰,刘东,李庆生. 中国电机工程学报. 2016(06)
[5]新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望[J]. 曾博,杨雍琦,段金辉,曾鸣,欧阳邵杰,李晨. 电力系统自动化. 2015(17)
[6]电网信息物理系统的关键技术及其进展[J]. 刘东,盛万兴,王云,陆一鸣,孙辰. 中国电机工程学报. 2015(14)
[7]基于信息物理融合的火电机组节能环保负荷优化分配[J]. 付鹏,王宁玲,李晓恩,徐汉,张雨檬,杨勇平. 中国电机工程学报. 2015(14)
[8]基于分时电价的智能家电控制方案[J]. 付蔚,敬章浩,罗志勇,黄修谋,吴有义. 电网技术. 2015(03)
[9]云模型理论在互联电力系统负荷频率控制中的应用[J]. 蔡国伟,张斌,王建元,杨德友,孙然. 中国电机工程学报. 2015(02)
[10]新形势下电力系统供需互动问题研究及分析[J]. 王锡凡,肖云鹏,王秀丽. 中国电机工程学报. 2014(29)
博士论文
[1]云模型在文本挖掘应用中的关键问题研究[D]. 代劲.重庆大学 2011
硕士论文
[1]基于需求响应的智能家庭能量管理研究[D]. 魏懿.燕山大学 2015
[2]基于云模型的中长期电力负荷预测及负荷特性分析[D]. 尚东慧.太原理工大学 2012
[3]云模型理论在电力系统稳定控制中的应用[D]. 卢曦.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3708419
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
1.2 研究现状综述
1.2.1 智能电网及需求响应技术的发展
1.2.2 信息物理融合技术的发展
1.2.3 居民负荷控制研究发展现状
1.3 主要工作和内容安排
第2章 支撑居民电热水器优化控制的CPS架构设计
2.1 基于CPS的电力供需互动友好平台架构设计
2.2 支撑居民电热水器优化控制的分级互动架构设计
2.2.1 居民电热水器分级互动架构
2.2.2 居民用户电热水器CPS模型设计
2.2.3 居民用户电热水器CPS交瓦流程分析
2.3 本章小结
第3章 基于云模型理论的电热水器优化控制策略
3.1 家用电热水器的控制模型
3.2 基于云模型理论的居民电热水器优化控制策略设计
3.2.1 云模型控制原理
3.2.2 家用电热水器的云模型控制策略
3.3 实验仿真与分析
3.3.1 仿真参数设置
3.3.2 仿真结果对比与分析
3.4 本章小结
第4章 基于BPSO算法的改进电热水器优化控制策略
4.1 计及需求响应的居民电热水器模型
4.2 基于BPSO的改进居民电热水器优化控制策略设计
4.2.1 二进制粒子群算法
4.2.2 电热水器的优化控制算法
4.3 实验仿真与分析
4.3.1 仿真参数设置
4.3.2 仿真结果对比与分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于云模型的用户群负荷调控算法[J]. 孙毅,杨艳敏,许鹏,李彬,陈宋宋,崔高颖. 电网技术. 2017(08)
[2]基于改进渗流理论的信息物理融合电力系统连锁故障模型[J]. 韩宇奇,郭创新,朱炳铨,徐立中. 电力系统自动化. 2016(17)
[3]面向需求响应控制的家用电热水器建模和控制策略评估[J]. 孙建伟,唐升卫,刘菲,王丹,戚野白,王冉. 电力系统及其自动化学报. 2016(04)
[4]信息物理融合的主动配电网动态潮流研究[J]. 孙辰,刘东,李庆生. 中国电机工程学报. 2016(06)
[5]新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望[J]. 曾博,杨雍琦,段金辉,曾鸣,欧阳邵杰,李晨. 电力系统自动化. 2015(17)
[6]电网信息物理系统的关键技术及其进展[J]. 刘东,盛万兴,王云,陆一鸣,孙辰. 中国电机工程学报. 2015(14)
[7]基于信息物理融合的火电机组节能环保负荷优化分配[J]. 付鹏,王宁玲,李晓恩,徐汉,张雨檬,杨勇平. 中国电机工程学报. 2015(14)
[8]基于分时电价的智能家电控制方案[J]. 付蔚,敬章浩,罗志勇,黄修谋,吴有义. 电网技术. 2015(03)
[9]云模型理论在互联电力系统负荷频率控制中的应用[J]. 蔡国伟,张斌,王建元,杨德友,孙然. 中国电机工程学报. 2015(02)
[10]新形势下电力系统供需互动问题研究及分析[J]. 王锡凡,肖云鹏,王秀丽. 中国电机工程学报. 2014(29)
博士论文
[1]云模型在文本挖掘应用中的关键问题研究[D]. 代劲.重庆大学 2011
硕士论文
[1]基于需求响应的智能家庭能量管理研究[D]. 魏懿.燕山大学 2015
[2]基于云模型的中长期电力负荷预测及负荷特性分析[D]. 尚东慧.太原理工大学 2012
[3]云模型理论在电力系统稳定控制中的应用[D]. 卢曦.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3708419
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3708419.html
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