一种需求响应控制方法和控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种需求响应控制方法和控制装置，属于智能电网用户侧需求响应技 术领域。
【背景技术】
[0002] 中国经济进入了新一轮加速发展期用电量猛增，高耗能企业的无序发展使得用电 紧张的局势进一步恶化，而包括新能源在内的发电设施建设也相对滞后，因此需求响应技 术成为消除系统缺额保障安全稳定运行的重要手段。需求侧管理鼓励用户改变用电方式， 调整电力需求在时序上的分布，进行负荷曲线整形。为了更好地实现供需平衡并贯彻电网 运行"安全、优质、经济"的原则，利用需求侧资源，借助需求侧管理协助维护供需平衡是必 要的。
[0003] 需求响应技术是指通过电价或其他激励方式，控制用电侧负荷的用电行为，实现 对电力系统负荷的削峰填谷。具体实现方面，申请号为201210339209.1的中国专利申请提 供了一种基于需求响应的能效直接监控装置，用于监测用户侧用电负荷设备的电工参数 等，并针对需求响应中心的需求响应控制命令或电力用户预设的自控控制策略，向电力用 户侧用电负荷设备发送控制命令信号，电力用户侧用电负荷设备根据控制命令信号产生控 制动作，降低用电负荷，进而平抑电网负荷。该申请公开的需求响应控制中，采集到的设备 的信息参数有限，与电能相关的只有电工参数，由该申请文件中可知，该电工参数为设备的 消耗的电能，但是只根据这一参数是无法可靠地进行需求响应控制的，因为在需求响应控 制中，输入的变量越多，即需求响应控制需要考虑的方面越多，根据变量进行需求控制的可 靠性越高。因此，当需求响应控制方式的可靠性不高时，依旧会导致电网控制成本增加、系 统维护费用增高，降低了用户体验。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种需求响应控制方法，用以解决传统的需求响应控制策略 可靠性不高的问题。本发明同时提供一种需求响应控制装置。
[0005] 为实现上述目的，本发明的方案包括一种需求响应控制方法，包括以下步骤：
[0006] (1)收集若干个可转移负荷的功率、各个可转移负荷需要运转的时长、实时电价、 各个可转移负荷的历史启动时间、各个可转移负荷的响应状态信息；
[0007] (2)设置一个以用电电费为目标的目标函数，所述目标函数的变量为收集到的各 个数据信息；
[0008] (3)利用迭代算法计算该目标函数，求出当用电电费为单日最小用电电费时各个 可转移负荷的最终启动时间，根据求出的最终启动时间实现相应的可转移负载的需求响应 控制；
[0009] 其中，可转移负荷为运行时刻可调整的负载。
[0010] 所述各个可转移负荷的响应状态信息表示为Ri，Ri是0-1变量，表示第i个可转移 负荷的响应状态，当第i个可转移负荷正常响应需求响应时，Ri = l;当第i个可转移负荷不 能正常响应需求响应时，Ri = 〇。
[0011] 当某些可转移负载的响应状态发生变化时，对应的以用电电费为目标的目标函数 中的变量发生变化，根据新的目标函数利用迭代算法计算当用电电费为单日最小用电电费 时，新的各个可转移负荷的最终启动时间。
[0012] 当某些可转移负载的需要运转的时长发生变化时，对应的以用电电费为目标的目 标函数中的变量发生变化，根据新的目标函数利用迭代算法计算当用电电费为单日最小用 电电费时，新的各个可转移负荷的最终启动时间。
[0013] -种需求响应控制装置，包括主控制器模块、信息采样模块、状态监测模块和通讯 模块，所述主控制器模块采样连接所述信息采样模块、状态监测模块和通讯模块，所述信息 采样模块用于采集若干个可转移负荷的功率、各个可转移负荷需要运转的时长和各个可转 移负荷的历史启动时间，所述状态监测模块用于采集各个可转移负荷的响应状态信息，所 述通讯模块用于采集实时电价，所述主控制器模块根据接收到的各个数据信息进行以下控 制:首先，设置一个以用电电费为目标的目标函数，所述目标函数的变量为收集到的各个数 据信息;然后，利用迭代算法计算该目标函数，求出当用电电费为单日最小用电电费时各个 可转移负荷的最终启动时间，最后，根据求出的最终启动时间实现相应的可转移负载的需 求响应控制;其中，可转移负荷为运行时刻可调整的负载。
[0014] 所述主控制器模块控制连接各个所述可转移负荷对应的控制单元，主控制器模块 根据所述最终启动时间驱动所述控制单元对应动作。
[0015] 所述控制装置还包括数据存储模块，所述主控制器模块连接所述数据存储模块， 所述数据存储模块用于存储主控制器模块接收到的各个数据信息。
[0016] 所述控制装置还包括控制模块，所述主控制器模块控制连接所述控制模块，所述 控制模块控制连接所述各个所述可转移负荷对应的控制单元，所述主控制器模块根据所述 最终启动时间做出相应的控制命令，所述控制模块接收所述主控制器模块的控制命令，产 生相应的控制信号，控制所述控制单元对应动作。
[0017] 本发明提供的需求响应控制方法给出了一种控制策略，该策略需要输入的参量有 若干个可转移负荷的功率、各个可转移负荷需要运转的时长、实时电价、各个可转移负荷的 历史启动时间、各个可转移负荷的响应状态信息。该控制策略采集了多种数据参量，并综合 考虑这些参量，最终做出在满足最小用电电费的前提下，确定各个负荷的启动时间，实现需 求响应控制。该方法需要采集的参量很多，综合所有参量做出决策，相较于传统的一种或者 两种参量，该方法能够更加可靠地进行用户侧需求响应，从而降低了电网控制成本、系统维 护费用和用户的电能投入成本，提升了用户体验。
[0018] 另外，在需求控制时，还对用户侧的设备响应情况进行监控，对设备故障情况进行 考虑，防止电力用户侧用电负荷设备由于各种原因，并没有根据控制命令信号产生相应的 控制动作的情况，增加了设备状态响应这一输入变量，使需求响应控制更加可靠，进一步提 升了该控制方法的可靠性。
【附图说明】
[0019] 图1是需求响应控制装置结构示意图；
[0020] 图2是需求响应控制装置工作流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0022] 本发明提供的需求响应控制装置具有容错功能，能够根据输入的相关变量的改变 而对应改变其控制策略。
[0023] 如图1所示，该具有容错功能的需求响应控制装置包括主控制器模块、信息采样模 块、通讯模块、状态监测模块、控制模块和存储模块;信息采样模块与主控制器模块双向连 接，通信模块与主控制器模块双向连接，状态监测模块与主控制器模块单向连接，控制模块 与主控制器模块单向连接，其中，图1中的箭头代表着数据流向。所传输的信息交互都遵循 统一标准的控制协议，如开放式自动需求响应国际通信标准Open ADR。
[0024] 信息采样模块负责采集电力用户侧各可转移负荷设备的相关参数，并传输给主控 制器模块。状态监测模块用于获取各可转移负荷设备运行的状态，监测用电策略的执行情 况，并将执行状态反馈给主控制器模块。本装置接受电网主站信息，结合本地信息，制定出 优化的需求响应策略来控制用户负荷。具有容错功能的需求响应控制装置的通讯模块负责 装置与电力系统主站之间的信息交互，从电网侧主站获取实时电价等各种需求响应信号， 将各种信息传递至主控制器模块;并可将用户需求响应执行情况反馈给电网主站。主控制 器模块结合通讯模块传入的需求响应信息、数据采样模块采集的负荷相关信息、状态监控 模块反馈的负荷执行状态，制定出相应优化控制策略，产生控制命令信号，该控制命令给控 制模块，控制模块接收主控制器模块的控制命令，产生控制信号，控制信号发送给电力用