本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，涉及一種基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法及相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
1、隨著全球能源系統(tǒng)向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型，以高比例可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)逐漸成為能源發(fā)展的核心趨勢(shì)。在新型電力系統(tǒng)中，供給側(cè)以風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源為主，但這些能源具有波動(dòng)性、不確定性，給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和供需平衡帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。同時(shí)，需求側(cè)負(fù)荷逐漸呈現(xiàn)出多樣化、分散化和柔性可調(diào)的特征，特別是空調(diào)負(fù)荷、電動(dòng)汽車以及移動(dòng)儲(chǔ)能等新型負(fù)荷主體，為電力系統(tǒng)提供了重要的調(diào)節(jié)資源，但尚未被充分利用。
2、目前，新型電力系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)包括以下幾個(gè)方面。第一方面是高比例可再生能源接入，例如風(fēng)能和光伏等可再生能源受氣象條件影響，具有隨機(jī)性和間歇性，出力波動(dòng)較大，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的調(diào)度模式主要依賴火電機(jī)組提供穩(wěn)定電力，而新能源的高比例接入導(dǎo)致供需平衡的復(fù)雜度顯著增加。第二方面是需求側(cè)負(fù)荷特征變化，例如空調(diào)負(fù)荷、電動(dòng)汽車等負(fù)荷占比逐漸增大，負(fù)荷的峰谷差顯著增加，增加了電網(wǎng)的高峰負(fù)擔(dān)。同時(shí)，分布式負(fù)荷具有分散性與不確定性，負(fù)荷響應(yīng)管理難度較大。第三方面是負(fù)荷響應(yīng)資源未充分利用，例如空調(diào)負(fù)荷、電動(dòng)汽車、移動(dòng)儲(chǔ)能等可調(diào)節(jié)負(fù)荷具備較大的靈活調(diào)節(jié)潛力，但由于缺乏有效的聚合和管理機(jī)制，難以發(fā)揮其應(yīng)有的調(diào)節(jié)作用。第四方面是分層協(xié)調(diào)機(jī)制缺乏，例如現(xiàn)有負(fù)荷響應(yīng)技術(shù)大多集中在單一層面(如單個(gè)設(shè)備或用戶)，缺乏分層聚合管理機(jī)制，難以高效整合分散的負(fù)荷資源。
3、雖然負(fù)荷側(cè)響應(yīng)和調(diào)節(jié)技術(shù)已有一定發(fā)展，但仍存在以下不足：負(fù)荷調(diào)節(jié)分散、分層聚合機(jī)制缺失互動(dòng)響應(yīng)機(jī)制不完善以及柔性資源利用不足。因此，如何提升電網(wǎng)與用戶負(fù)荷之間的互動(dòng)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供需平衡和優(yōu)化調(diào)度，進(jìn)而推動(dòng)新型電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行與可持續(xù)發(fā)展成為目前急需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法及相關(guān)裝置。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、本發(fā)明第一方面，提供一種基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，包括：實(shí)時(shí)采集區(qū)域內(nèi)各可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，并根據(jù)各可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源得到區(qū)域級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源；獲取區(qū)域供給側(cè)電力出力預(yù)測(cè)和區(qū)域總負(fù)荷需求并根據(jù)區(qū)域供給側(cè)電力出力預(yù)測(cè)、區(qū)域總負(fù)荷需求和區(qū)域級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，基于引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型，得到區(qū)域內(nèi)各用戶級(jí)組的調(diào)度指令；根據(jù)區(qū)域內(nèi)各用戶級(jí)組的調(diào)度指令，得到各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的調(diào)度指令，以及根據(jù)各設(shè)備級(jí)組的調(diào)度指令控制各設(shè)備級(jí)組內(nèi)的各可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備。
4、可選的，所述可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備包括空調(diào)設(shè)備、電動(dòng)汽車設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備以及分布式能源設(shè)備。
5、可選的，所述引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型以最小化負(fù)荷調(diào)節(jié)成本、電力系統(tǒng)峰谷差優(yōu)化成本和用戶舒適度調(diào)整成本之和為優(yōu)化目標(biāo)，以供需平衡約束、設(shè)備調(diào)節(jié)能力約束和用戶舒適度約束為約束條件構(gòu)建。
6、可選的，所述根據(jù)區(qū)域供給側(cè)電力出力預(yù)測(cè)、區(qū)域總負(fù)荷需求和區(qū)域級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，基于引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型，得到各用戶級(jí)組的調(diào)度指令包括：以各用戶級(jí)組的歷史中期調(diào)度指令和歷史長(zhǎng)期調(diào)度指令為邊界條件，根據(jù)區(qū)域供給側(cè)電力出力預(yù)測(cè)、區(qū)域總負(fù)荷需求和區(qū)域級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，基于引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型，得到各用戶級(jí)組的實(shí)時(shí)短期調(diào)度指令、實(shí)時(shí)中期調(diào)度指令和實(shí)時(shí)長(zhǎng)期調(diào)度指令；記錄各用戶級(jí)組的實(shí)時(shí)中期調(diào)度指令和實(shí)時(shí)長(zhǎng)期調(diào)度指令并作為下次調(diào)度時(shí)各用戶級(jí)組的歷史中期調(diào)度指令和歷史長(zhǎng)期調(diào)度指令，以及將各用戶級(jí)組的實(shí)時(shí)短期調(diào)度指令作為各用戶級(jí)組最終的調(diào)度指令。
7、可選的，所述用戶級(jí)組的調(diào)度指令為可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量；所述根據(jù)區(qū)域內(nèi)各用戶級(jí)組的調(diào)度指令，得到各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的調(diào)度指令包括：將各用戶級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量，轉(zhuǎn)換為各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的設(shè)備調(diào)節(jié)指令；其中，當(dāng)設(shè)備級(jí)組為空調(diào)設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為空調(diào)溫度設(shè)定指令；當(dāng)設(shè)備級(jí)組為電動(dòng)汽車設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為電動(dòng)車充放電功率指令；當(dāng)設(shè)備級(jí)組為移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為儲(chǔ)能設(shè)備的充放電計(jì)劃；當(dāng)設(shè)備級(jí)組為分布式能源設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為逆變器出力限制。
8、可選的，所述將各用戶級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量，轉(zhuǎn)換為各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的設(shè)備調(diào)節(jié)指令包括：按照各設(shè)備級(jí)組靈活度從高至低的順序，將各用戶級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量分配至各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組，得到各設(shè)備級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量；以及將各設(shè)備級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量轉(zhuǎn)換為各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的設(shè)備調(diào)節(jié)指令。
9、可選的，還包括：以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔，滾動(dòng)執(zhí)行上述步驟。
10、本發(fā)明第二方面，提供一種基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集區(qū)域內(nèi)各可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，并根據(jù)各可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源得到區(qū)域級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源；調(diào)度指令確定模塊，用于獲取區(qū)域供給側(cè)電力出力預(yù)測(cè)和區(qū)域總負(fù)荷需求并根據(jù)區(qū)域供給側(cè)電力出力預(yù)測(cè)、區(qū)域總負(fù)荷需求和區(qū)域級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，基于引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型，得到區(qū)域內(nèi)各用戶級(jí)組的調(diào)度指令；調(diào)度指令執(zhí)行模塊，用于根據(jù)區(qū)域內(nèi)各用戶級(jí)組的調(diào)度指令，得到各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的調(diào)度指令，以及根據(jù)各設(shè)備級(jí)組的調(diào)度指令控制各設(shè)備級(jí)組內(nèi)的各可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備。
11、本發(fā)明第三方面，提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法的步驟。
12、本發(fā)明第四方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法的步驟。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
14、本發(fā)明基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，基于區(qū)域級(jí)組、用戶級(jí)組和設(shè)備級(jí)組的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備層、用戶層和區(qū)域?qū)拥姆旨?jí)管理與優(yōu)化調(diào)度，在不同層級(jí)間實(shí)現(xiàn)資源高效聚合與調(diào)度，形成整體的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，提升系統(tǒng)的響應(yīng)效率，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷資源的高效聚合與實(shí)時(shí)響應(yīng)。同時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與控制，電網(wǎng)調(diào)度中心可以快速下達(dá)調(diào)節(jié)指令，用戶側(cè)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)秒級(jí)響應(yīng)，有效平抑新能源波動(dòng)，保障電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)供需平衡。采用引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型，在不同時(shí)間尺度下動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，提供峰谷削減、備用電力等功能，并且確保在進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，不影響用戶的用電體驗(yàn)。能夠?yàn)殡娋W(wǎng)供需平衡提供強(qiáng)有力的支撐，進(jìn)而有助于提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行與可持續(xù)發(fā)展。
1.一種基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備包括空調(diào)設(shè)備、電動(dòng)汽車設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備以及分布式能源設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，其特征在于，所述引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型以最小化負(fù)荷調(diào)節(jié)成本、電力系統(tǒng)峰谷差優(yōu)化成本和用戶舒適度調(diào)整成本之和為優(yōu)化目標(biāo)，以供需平衡約束、設(shè)備調(diào)節(jié)能力約束和用戶舒適度約束為約束條件構(gòu)建。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，其特征在于，所述根據(jù)區(qū)域供給側(cè)電力出力預(yù)測(cè)、區(qū)域總負(fù)荷需求和區(qū)域級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，基于引入用戶舒適度約束的多時(shí)間尺度區(qū)域級(jí)供需平衡調(diào)度模型，得到各用戶級(jí)組的調(diào)度指令包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，其特征在于，所述用戶級(jí)組的調(diào)度指令為可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量；所述根據(jù)區(qū)域內(nèi)各用戶級(jí)組的調(diào)度指令，得到各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的調(diào)度指令包括：將各用戶級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量，轉(zhuǎn)換為各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的設(shè)備調(diào)節(jié)指令；其中，當(dāng)設(shè)備級(jí)組為空調(diào)設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為空調(diào)溫度設(shè)定指令；當(dāng)設(shè)備級(jí)組為電動(dòng)汽車設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為電動(dòng)車充放電功率指令；當(dāng)設(shè)備級(jí)組為移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為儲(chǔ)能設(shè)備的充放電計(jì)劃；當(dāng)設(shè)備級(jí)組為分布式能源設(shè)備級(jí)組時(shí)，設(shè)備調(diào)節(jié)指令為逆變器出力限制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，其特征在于，所述將各用戶級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量，轉(zhuǎn)換為各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的設(shè)備調(diào)節(jié)指令包括：按照各設(shè)備級(jí)組靈活度從高至低的順序，將各用戶級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量分配至各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組，得到各設(shè)備級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量；以及將各設(shè)備級(jí)組的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源調(diào)節(jié)量轉(zhuǎn)換為各用戶級(jí)組內(nèi)各設(shè)備級(jí)組的設(shè)備調(diào)節(jié)指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法，其特征在于，還包括：以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔，滾動(dòng)執(zhí)行上述步驟。
8.一種基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述基于分層聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)度方法的步驟。