本发明涉及需求响应领域，特别是涉及一种需求响应容量评估方法、装置、存储介质和计算机设备。
背景技术：
目前国内外在需求响应技术方面，主要有两种方法：基于激励的需求响应和基于价格的需求响应。其中，基于激励的需求响应技术中比较典型的有负荷直接控制(Direct Load Control，DLC)，即当有需求响应时，采用直接开断终端负荷，并提供相应的补偿，该方法虽然有经济补偿，但对用户舒适度影响较大；而基于价格的需求响应，一般采用分时电价、实时电价等，来引导用户主动进行需求响应，该方法主要适用于用户电力市场机制完善的地区，不适用于目前的中国电力市场，因此，传统的需求响应评估方法可靠性低。
技术实现要素：
基于此，有必要针对传统的需求响应评估方法可靠性低的问题，提供一种可靠性高的需求响应容量评估方法、装置、存储介质和计算机设备。
一种需求响应容量评估方法，包括以下步骤：
获取各温控设备的初始化信息、各温控设备的数学模型和需求功率响应，其中，所述初始化信息包括各温控设备初始温度、初始开关状态和额定功率；
根据所述各温控设备的初始温度、初始开关状态、所述各温控设备的数学模型和各温控设备的预设用户舒适度温度范围得到各温控设备的可调时长；
根据所述各温控设备的初始开关状态、所述各温控设备的可调时长和预设响应时长得到可参与需求响应的各温控设备的数量，并对所述可参与需求响应的各温控设备进行优先级分级得到可参与需求响应的各温控设备的优先级；
根据所述各温控设备的初始开关状态、所述可参与需求响应的各温控设备的数量和所述各温控设备的额定功率得到所述可参与需求响应的各温控设备的调节容量；
根据所述需求功率响应、所述可参与需求响应的各温控设备的优先级、所述可参与需求响应的各温控设备的调节容量和所述各温控设备的额定功率确定参与需求响应的温控设备。
一种需求响应容量评估装置，包括：
信息获取模块，用于获取各温控设备的初始化信息、各温控设备的数学模型和需求功率响应，其中，所述初始化信息包括各温控设备初始温度、初始开关状态和额定功率；
可调时间确定模块，用于根据所述各温控设备的初始温度、初始开关状态、所述各温控设备的数学模型和各温控设备的预设用户舒适度温度范围得到各温控设备的可调时长；
优先级分级模块，用于根据所述各温控设备的初始开关状态、所述各温控设备的可调时长和预设响应时长得到可参与需求响应的各温控设备的数量，并对所述可参与需求响应的各温控设备进行优先级分级得到可参与需求响应的各温控设备的优先级；
调节容量确定模块，用于根据所述各温控设备的初始开关状态、所述可参与需求响应的各温控设备的数量和所述各温控设备的额定功率得到所述可参与需求响应的各温控设备的调节容量；
参与温控设备确定模块，用于根据所述需求功率响应、所述可参与需求响应的各温控设备的优先级、所述可参与需求响应的各温控设备的调节容量和所述各温控设备的额定功率确定参与需求响应的温控设备。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述的方法。
上述需求响应容量评估方法和装置，通过获取各温控设备的初始化信息、各温控设备的数学模型和需求功率响应，其中，初始化信息包括各温控设备初始温度、初始开关状态和额定功率，根据各温控设备的初始温度、初始开关状态、各温控设备的数学模型和各温控设备的预设用户舒适度温度范围得到各温控设备的可调时长，根据各温控设备的初始开关状态、各温控设备的可调时长和预设响应时长得到可参与需求响应的各温控设备的数量，并对可参与需求响应的各温控设备进行优先级分级得到可参与需求响应的各温控设备的优先级，根据各温控设备的初始开关状态、可参与需求响应的各温控设备的数量和各温控设备的额定功率得到可参与需求响应的各温控设备的调节容量，根据需求功率响应、可参与需求响应的各温控设备的优先级、可参与需求响应的各温控设备的调节容量和各温控设备的额定功率确定参与需求响应的温控设备。在需求响应的过程中，基于用户舒适度分级的需求响应容量评估方法对可参与需求响应的各温控设备进行优先级评估得到可参与需求响应的各温控设备的优先级，优先级越高的温控设备优先参与需求响应，适合目前的中国电力市场，评估可靠性高。
附图说明
图1为一实施例中需求响应容量评估方法流程图；
图2为一实施例中基于温控设备的评估示意图；
图3为一实施例中需求响应容量评估装置结构图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1所示，一种需求响应容量评估方法，包括以下步骤：
步骤S110：获取各温控设备的初始化信息、各温控设备的数学模型和需求功率响应，其中，初始化信息包括各温控设备初始温度、初始开关状态和额定功率。
具体地，温控设备为考虑用户侧与舒适度相关的温控设备，温控设备的类型并不唯一，包括但不限于空调、电冰箱和电热水器，对应的，各温控设备的数学模型为空调的数学模型、电冰箱的数学模型和电热水器的数学模型，对用户终端设备中的温控设备进行数学建模的过程包括：
根据热量平衡原理可建议空调的数学模型，具体为:
其中，和分别为t时刻室外和室内的温度，R为房屋热阻，Cair为空气比热容，Δt为时间步长，为t时刻空调制冷功率，为时刻t空调开关状态。
根据电冰箱制冷剂原理及热力学原理，可建立电冰箱的数学模型，具体：
其中，为时刻t冰箱内部温度，为时刻t冰箱制冷功能的启停状态，为1/0时，箱制冷功能开启/关闭，αFR为冰箱在制冷功能开启状态下的制冷系数，γFR为冰箱在制冷功能关闭状态下的回温系数。
由热力学原理和能量守恒原理，建立电热水器的数学模型，具体：
其中，为t时刻的热水温度，Vtank为水箱容积，frt是t时刻注入冷水的体积，Tcold是注入冷水温度，是t时刻加热功率，为时刻t空调开关状态，Atank为水箱表面积，Rtank为水箱热阻。
步骤S120：根据各温控设备的初始温度、初始开关状态、各温控设备的数学模型和各温控设备的预设用户舒适度温度范围得到各温控设备的可调时长。
具体地，可调时间是指当温控设备开启或断开后，温控设备的温度达到预设用户舒适度温度范围的边界的时间，时间越长表示用户在是适度范围内，可参与调度时间更长，优先级越高。在本实施例中，各温控设备的预设用户舒适度温度范围包括第一边界范围和第二边界范围，初始开关状态为关闭和开启，步骤S120包括步骤122和步骤124。
步骤122：当初始开关状态为关闭时，根据各温控设备的初始温度、各温控设备的数学模型和第一边界范围确定各温控设备由各温控设备的初始温度达到第一边界范围的第一可调时长。
具体地，第一边界范围为预设用户舒适度温度范围中的最高温，即例如预设用户舒适度温度范围为22-26度，即第一边界范围为26度。
步骤124：当初始开关状态为开启时，根据各温控设备的初始温度、各温控设备的数学模型和第二边界范围确定各温控设备由各温控设备的第一边界范围达到第二边界范围的第二可调时长。
具体地，第二边界范围为预设用户舒适度温度范围中的最低温，即例如预设用户舒适度温度范围为22-26度，即第二边界范围为22度。如图2所示，根据各温控设备的数学模型，利用数值解法可求得各温控设备在当前温度下，若开关状态为开启，其温度达到第一边界温度的时间ton，若开关状态为关闭，其温度达到第二边界温度的时间toff。
步骤S130：根据各温控设备的初始开关状态、各温控设备的可调时长和预设响应时长得到可参与需求响应的各温控设备的数量，并对可参与需求响应的各温控设备进行优先级分级得到可参与需求响应的各温控设备的优先级。
具体地，温控设备的可调时间大于预设响应时长的温控设备才可以参与需求响应，预设响应时长可以根据需要进行限定，在本实施例中，预设响应时长为15分钟，在本实施例中，各温控设备的可调时长为第一可调时长或第二可调时长，步骤S130包括步骤132至步骤138。
步骤132：比较初始开关状态为关闭的各温控设备的第一可调时长和预设响应时长，当温控设备的第一可调时长大于预设响应时长，温控设备为可参与需求响应的温控设备，统计初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量。
具体地，评估初始状态为关闭的各温控设备的第一可调时长与预设响应时长之前的关系，当温控设备的第一可调时长大于预设响应时长，温控设备为可参与需求响应的温控设备，并分别统计初始状态为关闭的各类可参与需求响应的温控设备的数量，即分别统计初始状态为关闭的可参与需要响应的空调、电冰箱和电热水器的数量。
步骤134：比较初始开关状态为开启的各温控设备的第二可调时长和预设响应时长，当温控设备的第二可调时长大于预设响应时长，温控设备为可参与需求响应的温控设备，统计初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量。
具体地，评估初始状态为开启的各温控设备的第二可调时长与预设响应时长之前的关系，当温控设备的第二可调时长大于预设响应时长，温控设备为可参与需求响应的温控设备，并分别统计初始状态为开启的各类可参与需求响应的温控设备的数量，即分别统计初始状态为开启的可参与需要响应的空调、电冰箱和电热水器的数量。
步骤136：比较初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的第一可调时长，根据第一可调时长进行优先级分级得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的各温控设备的优先级。
具体地，比较初始开关状态为关闭的可参与需求响应的空调的第一可调时长，对第一可调时长进行排序，时长越大的优先级越高。不同类的温控设备分别进行比较、排序和优先级分级。
步骤138：比较初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的第二可调时长，根据第二可调时长进行优先级分级得到初始开关状态为开启的可参与需求响应的各温控设备的优先级。
具体地，比较初始开关状态为关闭的可参与需求响应的空调的第一可调时长，对第一可调时长进行排序，时长越大的优先级越高。
步骤S140：根据各温控设备的初始开关状态、可参与需求响应的各温控设备的数量和各温控设备的额定功率得到可参与需求响应的各温控设备的调节容量。
具体地，调节容量包括上调容量和下调容量，在本实施例中，步骤S140包括步骤142至步骤146。
步骤142：根据各温控设备的初始开关状态和可参与需求响应的各温控设备的数量得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量和初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量。
具体地，根据各温控设备的初始开关状态和可参与需求响应的各温控设备的数量分别统计初始开关状态为关断的空调的数量、电冰箱的数量和电热水器的数量以及统计初始开关状态为开启的空调的数量、电冰箱的数量和电热水器的数量。
步骤144：根据初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量和对应的温控设备的额定功率得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备上调容量。
具体地，根据初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量和对应的温控设备的额定功率得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备上调容量具体为：
Pup＝sum(non.i*Pi)
其中，Pup为上调容量，non.i为初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量，i为不同的温控设备的类型，Pi为不同的温控设备的额定功率。
比如，当温控设备的类型分别为空调、电冰箱和电热水器时，分别得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的空调、电冰箱和电热水器的数量，根据可参与需求响应的空调的数量和空调的额定功率、可参与需求响应的电冰箱的数量和电冰箱的额定功率以及可参与需求响应的电热水器的数量和电热水器的额定功率分别得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的空调的上调容量、电冰箱的上调容量和电热水器的上调容量，三者上调容量的总和为初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备上调容量。
步骤146：根据初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量和对应的温控设备的额定功率得到初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备下调容量。
具体地，根据初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量和对应的温控设备的额定功率得到初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备下调容量具体为：
Pdown＝sum(noff.i*Pi)
其中，Pdown为下调容量，noff.i为初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量，i为不同的温控设备的类型，Pi为不同的温控设备的额定功率。
步骤S150：根据需求功率响应、可参与需求响应的各温控设备的优先级、可参与需求响应的各温控设备的调节容量和各温控设备的额定功率确定参与需求响应的温控设备。在本实施例中，步骤S150包括步骤152至步骤156。
步骤152：根据需求功率响应和可参与需求响应的各温控设备的调节容量进行初次分配得到各类型温控设备分到的总功率。
具体地，当有需求功率需要进行响应时，按照温控设备类型进行评估分级，在基于优先级的功率分配时，首先根据每种类型温控设备的总可调度容量(每种类型温控设备的总上调容量或总下调容量)进行初次分配且满足约束，保证均匀的使各类设备有效参与调度，具体为：
Pkd∑＝∑Pac,i+∑Pfz,i+∑Pwh,i
其中，Pac、Pfz和Pwh分别为初次分配后，各类型温控设备分到的总功率，DP为需求功率响应，Pkd∑为可参与需求响应的各温控设备的调节容量，∑Pac,i、∑Pfz,i和∑Pwh,i分别为可参与需求响应的所有空调、电冰箱和热水器的总可调容量(总上调容量或总下调容量)。
步骤154：根据各类型温控设备分到的总功率和各温控设备的额定功率确定参与需求响应的各温控设备的数量。
具体地，完成初次功率分配后，进行二次分配，即将各类型温控设备的功率指令具体分到设备层级，根据每台设备的额定功率和各类型温控设备分到的总功率，可根据以下公式计算出该类型设备需参与的数量Ni，其中i分别为空调、电冰箱和电热水器。
其中，Nac、Nfz和Nwh分别为需参与的空调、电冰箱和电热水器的数量,和分别为空调、电冰箱和电热水器的额定功率。
步骤156：根据可参与需求响应的各温控设备的优先级和参与需求响应的各温控设备的数量确定参与需求响应的温控设备。
具体地，在优先级列表中，选择优先级高的Ni个设备进行开关操作，以此达到最终的功率指令消纳。
上述需求响应容量评估方法，通过考虑用户侧与舒适度相关的温控设备，例如空调、冰箱和热水器等，通过设置符合用户舒适度的温度范围，并评估当温控设备开断后，其温度达到用户舒适度的温度范围的边界的时间，以进行优先级分级，时间越长则表示用户在舒适度范围内，可参与调度时间更长，则其优先级越高。当进行需求响应时，优先级高的设备优先进行开断，即优先级越高的温控设备优先参与需求响应，适合目前的中国电力市场，在经济补偿的基础上，该方法有效保证了用户的舒适度体验，不会对用户的舒适度造成影响，评估可靠性和准确性高。
在一个实施例中，如图3所示，一种需求响应容量评估装置，包括信息获取模块110、可调时间确定模块120、优先级分级模块130、调节容量确定模块140和参与温控设备确定模块150。
信息获取模块110用于获取各温控设备的初始化信息、各温控设备的数学模型和需求功率响应，其中，初始化信息包括各温控设备初始温度、初始开关状态和额定功率。
可调时间确定模块120用于根据各温控设备的初始温度、初始开关状态、各温控设备的数学模型和各温控设备的预设用户舒适度温度范围得到各温控设备的可调时长。
优先级分级模块130用于根据各温控设备的初始开关状态、各温控设备的可调时长和预设响应时长得到可参与需求响应的各温控设备的数量，并对可参与需求响应的各温控设备进行优先级分级得到可参与需求响应的各温控设备的优先级。
调节容量确定模块140用于根据各温控设备的初始开关状态、可参与需求响应的各温控设备的数量和各温控设备的额定功率得到可参与需求响应的各温控设备的调节容量。
参与温控设备确定模块150用于根据需求功率响应、可参与需求响应的各温控设备的优先级、可参与需求响应的各温控设备的调节容量和各温控设备的额定功率确定参与需求响应的温控设备。
在一个实施例中，各温控设备的预设用户舒适度温度范围包括第一边界范围和第二边界范围，初始开关状态为关闭和开启，可调时间确定模块120包括第一可调时间确定单元和第二可调时间确认单元。
第一可调时间确定单元用于当初始开关状态为关闭时，根据各温控设备的初始温度、各温控设备的数学模型和第一边界范围确定各温控设备由各温控设备的初始温度达到第一边界范围的第一可调时长。
第二可调时间确认单元用于当初始开关状态为开启时，根据各温控设备的初始温度、各温控设备的数学模型和第二边界范围确定各温控设备由各温控设备的第一边界范围达到第二边界范围的第二可调时长。
在一个实施例中，各温控设备的可调时长为第一可调时长或第二可调时长，步优先级分级模块130包括第一可参与的温控设备确定单元、第二可参与的温控设备确定单元、第一优先级确定单元和第二优先级确定单元。
第一可参与的温控设备确定单元用于比较初始开关状态为关闭的各温控设备的第一可调时长和预设响应时长，当温控设备的第一可调时长大于预设响应时长，温控设备为可参与需求响应的温控设备，统计初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量。
第二可参与的温控设备确定单元用于比较初始开关状态为开启的各温控设备的第二可调时长和预设响应时长，当温控设备的第二可调时长大于预设响应时长，温控设备为可参与需求响应的温控设备，统计初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量。
第一优先级确定单元用于比较初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的第一可调时长，根据第一可调时长进行优先级分级得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的各温控设备的优先级。
第二优先级确定单元用于比较初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的第二可调时长，根据第二可调时长进行优先级分级得到初始开关状态为开启的可参与需求响应的各温控设备的优先级。
在一个实施例中，调节容量确定模块140包括数量统计单元、上调容量确定单元和下调容量确定单元。
数量统计单元用于根据各温控设备的初始开关状态和可参与需求响应的各温控设备的数量得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量和初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量。
上调容量确定单元用于根据初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备的数量和对应的温控设备的额定功率得到初始开关状态为关闭的可参与需求响应的温控设备上调容量。
下调容量确定单元用于根据初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备的数量和对应的温控设备的额定功率得到初始开关状态为开启的可参与需求响应的温控设备下调容量。
在一个实施例中，参与温控设备确定模块150包括总功率分配单元和参与温控设备数量确定单元和参与温控设备确定单元。
总功率分配单元用于根据需求功率响应和可参与需求响应的各温控设备的调节容量进行初次分配得到各类型温控设备分到的总功率。
参与温控设备数量确定单元用于根据各类型温控设备分到的总功率和各温控设备的额定功率确定参与需求响应的各温控设备的数量。
参与温控设备确定单元用于根据可参与需求响应的各温控设备的优先级和参与需求响应的各温控设备的数量确定参与需求响应的温控设备。
上述需求响应容量评估装置，在需求响应的过程中，基于用户舒适度分级的需求响应容量评估方法对可参与需求响应的各温控设备进行优先级评估得到可参与需求响应的各温控设备的优先级，优先级越高的温控设备优先参与需求响应，考虑了用户的舒适度范围，适合目前的中国电力市场，评估可靠性和准确性高。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项方法。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述任一项方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。