智能电网环境下商业用户可控负荷的管理策略的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能电网技术领域，是一种智能电网环境下商业用户可控制负荷的管 理策略。
【背景技术】
[0002] 需求响应已经成为缓解网络阻塞、维护电网运行的经济性和安全性的重要措施之 一，智能电网作为21世纪电力系统的重大科技创新，给电力需求响应的发展带来了新的机 遇和挑战。尤其是近年来我国经济的快速发展导致负荷和用电方式多样化程度的增加，使 得电力用户参与需求响应的过程充满复杂性和不确定性。智能体依赖于智能电网和网络通 信技术的快速发展，其在需求响应中的应用越来越受到重视。
[0003] 需求响应的主要内容包括：（1)基于电价的项目，即分时电价（T0U)，实时价格 (RTP)，尖峰价格项目（CPP); (2)基于激励补偿的项目，包括直接控制负荷(DLC)、紧急需求 响应项目（EDRP)、市场容量项目（CAP)、可中断/可削减（Ι/C)服务、需求侧竞价(DB)和辅助 服务项目（A/S)。需求响应的发展大体会经历人工需求响应、半自动需求响应和全自动需求 响应三个阶段。我国需求响应的发展还处于初级阶段，各方面技术还很不成熟，覆盖范围 窄，远未达到智能化、自动化的水平。智能体的引入极大地促进了需求响应的发展，提高了 需求响应互动过程的灵活性、实效性和智能化程度，扩大了负荷参与需求响应的整体范围。 智能体的概念由Minsky在上世纪80年代提出，到目前为止还没有一个公认的普遍接受的定 义。智能体的基本特性包括自治性、社会性、反应性和主动性；智能体的物理结构包括信息 处理模块、环境感知模块和执行模块等，可以利用自身系统接收、分析来自上层和下层的信 息，根据设定的规则计算出最佳响应策略，并以数据信号的形式发出。然而单智能体的应用 并不能充分体现出其优越性，多智能体相互协作则能化零为整，表现出"一加一大于二"的 积极效应，所以对多智能体在需求响应中的应用研究更有发展前景。
[0004]需求响应的基本内容(基于价格，基于激励)已经确定了，关键是找到快速、有效的 信息传输媒介和多类型复杂负荷的聚合管理模式。我国智能电网研究工作的不断深入并取 得的一系列成果为多智能体的发展和应用奠定了良好的基础，多智能体在需求响应中的应 用已经受到业内人士的关注，但突破性的相关研究还不是很多，多智能体在需求响应中的 工作机制以及如何实现信息的收集、处理和转发都需要做进一步的研究和探讨。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是，提供一种科学合理，可靠性高、实时性强、灵活性和鲁棒性好的 智能电网环境下商业用户可控制负荷的管理策略。
[0006] 实现本发明目的采用的技术方案是，一种智能电网环境下商业用户可控制负荷的 管理策略，其特征是，它包括以下内容：
[0007] 1)电动汽车智能体：
[0008] 根据电动汽车的充电特性，其负荷需求设定为:在规定时间内电动汽车应达到满 充，蓄电池的数学模型采用简化的铅酸电池模型来表示，式（1)，（2)表示相对于在25°C下充 电或放电1 Oh的容量修正，
[0009] (1)
[0010] ⑵
[0011] 式中，CT，C1Q，C分别表示电池最大的容量，25°C充电或放电10h的容量，在25°C参考 下的电池容量修正值；A Ta = Ta-25表示在25°C参考下的温度变化量，Ta是当时的环境温度； 11〇，1分别表示25°C下充电或放电10h的电流，实际温度下充电或放电电流，1>0表示充电，K 〇表示放电；
[0012] 在放电和充电过程中，库伦效率(?)表示为：
[0013]
⑶
[0014] 式中，S0C(State Of Charge)表示为电池荷电状态，是电动汽车舒适性的主要指 标，其具体表达式为：
[0015] (4)
[0016] (5)
[0017]式中，Q= | I | △ t，表示在时间段Δ t内，电池的放电容量或者电池的充电容量，单 位Ah;
[0018] 电池电压表不为：
[0019]
(6)
[0020] 通过式(4)和式(5)可知，在放电过程中，当电池荷电状态S0C低于最小值时，充电 控制器断开牵引系统，防止过放电；在充电过程中，当S0C大于最大值时，充电控制器断开电 源停止充电；
[0021] 2)储能空调智能体：
[0022] 储能空调的调节一般依据温度进行调节，温度变化与空调功率之间的关系表示 为：
[0023] (7)
[0024]
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]式中，Qt为空调在每个时段的电量，kWh;Tt为t时段的室内温度;Tcmt.t为t时段的室 外温度;Tmin、Tmax分别为可接受的室内最低和最高温度;Tset为室内理想温度；Δ τ为可接受 的温度偏差;η，ε，Α分别为空调的利用效率，散热系数，导热系数，三者均为常数；
[0029] 3)热水器智能体：
[0030] 热水器的运行状态与水温有关，通过温控器通与断实现加热与不加热的电路接 通，水温低于临界温度9min时，温控器自动接通;水温达到热水器预置温度0 set时，温控器断 开，热水器停止加热，热水器的保温靠热水器的保温层来实现，当水温低于临界温度时，热 水器再次开始加热；
[0031] 根据用户热水器的使用习惯，预先设置热水器的加热时段，由式（12)-(14)根据反 映加热和散热时长，
[0032] (12)
[0033] (13) _ (14)
[0035]式中，Cw、Pw分别为水的比热容和密度;P为加热时消耗的额定功率;τ为加热时长;δ 为热水器的利用效率;Qt为t时段热水器的散热量，t的初值是热水器使用结束后的第一个 时段;K为热水器保温材料的传热系数，单位W/m2°C ;F为热水器的散热面积;0t*t时段热水 器中水的温度;9nt为t时段室内的温度；fa为总的散热量;V为散热时长； /：
[0036] 4)负载聚合智能体：
[0037] 由负荷聚合智能体收集各类负荷用电设备的物理状态，功率和外部环境信息计算 舒适度，外部信息是指:室内外温度，用户自己设置的参数，舒适度表征用户对用电方式的 满意程度，舒适度越小表明用电满意度越低，调度优先级越高，收集到的物理状态量分别为 电动汽车的荷电状态，空调工作对应的室内温度，热水器中水的温度，可从负荷智能体中获 取，每类聚合智能体中t时段i设备的舒适度有如下表示：
[0038] (15)
[0039] 16)
[0040] 17)
[0041] 式中，以￡￥,:^#4(；,:^和以《1,:^分别为电动汽车、空调和热水器的舒适度指标，取值为 1时表示舒适度最高，
[0042] 负载聚合智能体还需对每类负荷的各用电设备舒适度指标进行升序排列，根据负 荷的控制智能体为依据确定每台用电设备的用电优先级，
[0043] 对于电动汽车，设和4T.,分别表示t时段该类负荷舒适度的最大值和最小值 来确定负荷舒适度指标变化范围可用区间数九i表示，即
[0044] (1§)
[0045] 负荷舒适度指标变化范围分别用区间数表示为：
[0046] (19)
[0047] (20)
[0048] 5)分类控制 Agent
[0049] 分类控制Agent属于负荷分类控制层，其控制目标为提高同类负荷的单个用电设 备的舒适度，并且使得该类负荷中各用电设备的舒适度差异性最小，对于电动汽车类负荷 控制Agent的目标函数为：
[0050]
(21)
[0051]式中，Δμ^为t时段电动汽车类负荷Agent的控制目标;EV表示各电动汽车集合； [0052]同理，空调类负荷控制Agent和热水器类负荷控制Agent的控制目标分别为：
[0053] (22)
[0054] (23)
[0055] 每类负荷控制Agent根据自身的目标函数按照每个用电设备的舒适度升序排列制 定初步的用电调度策略，舒适度越小调度优先级越高；
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