一种基于本地需求的智能配电台区负荷管理方法及系统与流程

本发明涉及配电台区负荷管理，特别涉及一种基于本地需求的智能配电台区负荷管理方法及系统。

背景技术：

1、随着储能系统、太阳能光伏、风力发电机等分布式能源，以及电动汽车、空调、电脑等非线性负荷的大规模接入，配电台区的可控性、智能性研究已成为研究热点。电动汽车等充电负荷逐年大幅增加，大量的非线性负荷接入电网将导致网络电压、频率波动，而且这类负荷往往在负荷高峰期接入电网，导致电网的负荷峰谷差距更大，加大电网稳定控制的难度。因此，有效的负荷响应控制是智能配电台区电压稳定的重要基础。

2、现有负荷响应控制方法主要包括直接控制与间接控制。直接负荷响应控制方法通过电力供应商直接接入用户的用电设备，在网络负荷整体发生大幅变化时实时控制用户负荷的大小，以进行负荷需求侧的管理，实现网络负荷波动的平抑，但由于需要直接管理用户设备，用户用电信息将会发送到中央服务器用于优化计算，将导致用户隐私问题。间接负荷响应控制方法主要通过电力供应商将电网负荷增减需求发送至各用户处，使用户根据负荷的重要性自行调整，实现网络负荷的稳定，现有研究未计及不同负荷的调整优先级不同，导致在负荷相应控制时部分负荷一直处于亏电状态，难以满足其需求。因此，如何在智能配电台区中高效、灵活地协调各类负荷的峰值管理是值得研究及亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术基于实现高效、灵活地协调各类负荷的峰值管理的目的，提供了一种基于本地需求的智能配电台区负荷管理方法及系统。

2、第一方面，本技术提供一种基于本地需求的智能配电台区负荷管理方法，所述方法包括：

3、获取一定时间区间内的分布式负荷的能耗，所述分布式负荷包括恒温负荷、充电负荷、非紧急负荷和紧急负荷；

4、根据所述分布式负荷的能耗构建负荷调整模型，所述负荷调整模型包括智能配电台区负荷模型、智能配电台区负荷调整灵活性指标模型和负荷功率分配优先级模型；

5、根据所述负荷调整模型调整所述分布式负荷的机制得到负荷实时机制；

6、获取所述分布式负荷的的实时能耗；

7、将所述实时能耗带入所述负荷实时机制得到实时相对功率；

8、判断所述实时相对功率与预设功率之间的数值关系，并以此生成用于降低或提高所述分布式负荷能耗标准的控制指令。

9、优选的，所述根据所述分布式负荷的能耗构建负荷调整模型包括：

10、根据所述分布式负荷的能耗构建所述智能配电台区负荷模型；

11、根据所述智能配电台区负荷模型构建所述智能配电台区负荷调整灵活性指标模型；

12、根据所述智能配电台区负荷调整灵活性指标模型构建所述负荷功率分配优先级模型；

13、整合所述智能配电台区负荷控制模型、所述智能配电台区负荷调整灵活性指标模型和所述负荷功率分配优先级模型得到所述负荷调整模型。

14、优选的，所述根据所述分布式负荷的能耗构建所述智能配电台区负荷模型包括：

15、根据所述恒温负荷的能耗构建恒温负荷模型；

16、根据所述充电负荷的能耗构建充电负荷模型；

17、根据所述非紧急负荷的能耗构建非紧急负荷模型；

18、根据所述紧急负荷的能耗构建紧急负荷模型；

19、整合所述恒温负荷模型、所述充电负荷模型、所述非紧急负荷模型和所述紧急负荷模型得到所述智能配电台区负荷模型。

20、优选的，所述根据所述智能配电台区负荷模型构建所述智能配电台区负荷调整灵活性指标模型包括：

21、根据所述智能配电台区负荷模型和所述恒温负荷的能耗特点构建恒温负荷灵活性模型；

22、根据所述智能配电台区负荷模型和所述充电负荷的能耗特点构建充电负荷灵活性模型；

23、根据所述智能配电台区负荷模型和所述非紧急负荷模型的能耗特点构建非紧急负荷灵活性模型；

24、整合所述恒温负荷灵活性模型、所述电负荷灵活性模型和所述非紧急负荷灵活性模型得到所述智能配电台区负荷调整灵活性指标模型。

25、优选的，所述恒温负荷模型的表达式为：

26、

27、其中，所述uz为内部和外部环境之间的热传递系数，所述um为热区域内的物体和热介质之间的热传导系数，所述cz为热介质的热容，所述cm为内部质量的热容，所述θzone、θo和θm分别为热介质、外部环境和设备内部的温度，所述qz为恒温负荷的净吸热量，所述为热介质的一阶导数，a、b、c、d和u是常数，x为矩阵，为矩阵一阶导数；

28、所述充电负荷模型的表达式为：

29、

30、其中，所述qsoc为电池剩余容量，所述t为当前时间，所述h为时间增量，所述cb为电池额定容量，所述pe为充电功率，所述ηe为充电效率；

31、所述非紧急负荷模型由典型设备的功率需求确定；

32、所述紧急负荷模型为固定值。

33、优选的，所述恒温负荷灵活性模型的表达式为：

34、

35、

36、其中，所述φheat和所述φcool分为为制热、制冷的恒温负荷的灵活性指标，所述θmax和所述θmin分别为恒温设备温度的最大值与最小值；

37、所述充电负荷灵活性模型的表达式为：

38、

39、其中，所述φbbl为充电负荷的灵活性指标，所述qmax和所述qmin分别为电池在安全情况下的容量最大值与最小值；

40、所述非紧急负荷灵活性模型的表达式为：

41、

42、其中，所述φnul为非紧急负荷的灵活性指标，所述tend为负荷完成工作的最晚时间，所述tfinish为负荷是预测完成时间，所述t为当前时间，所述qprog为负荷开始工作的进度，所述qprog在未开始时为0，所述qprog在开始后为1。

43、优选的，所述负荷功率分配优先级模型的表达式为：

44、ρ＝φ·100％

45、其中，所述φ为负荷的灵活性指标，所述ρ为负荷的优先级数。

46、优选的，所述根据所述负荷调整模型调整所述分布式负荷的机制得到负荷实时机制包括：

47、获取所述分布式负荷的的实时能耗并带入所述负荷调整模型中得到实时优先级；

48、根据所述实时优先级与预设优先级之间的数值大小关系调整负荷需求；

49、根据所述负荷需求分别计算优先级和负荷灵活性指标，以此得到所述负荷实时机制。

50、优选的，所述判断所述实时相对功率与预设功率之间的数值关系，并以此生成用于降低或提高所述分布式负荷能耗标准的控制指令包括：

51、计算所述实时相对功率和所述预设功率之间的差值并将所述差值导入pid闭环控制；

52、通过所述pid闭环控制生成用于降低或提高所述分布式负荷能耗标准的控制指令，所述控制指令的形式为信号频率。

53、第二方面，本技术还提供一种基于本地需求的智能配电台区负荷管理系统，所述系统包括：

54、若干个信号接收装置，所述信号接收装置与分布式负荷连接，所述分布式负荷包括恒温负荷、充电负荷、非紧急负荷和紧急负荷，所述信号接收装置用于获取所述分布式负荷的用电信息；

55、与所述信号接收装置连接的配电台区，所述配电台区用于：

56、根据所述用电信息调整所述分布式负荷的机制并得到负荷实时机制；

57、获取分布式负荷的的实时能耗，根据所述实时能耗、所述负荷实时机制和预设条件生成用于降低或提高所述分布式负荷能耗标准的控制指令。

58、本技术提供一种基于本地需求的智能配电台区负荷管理方法及系统，所述方法包括获取一定时间区间内的分布式负荷的能耗，所述分布式负荷包括恒温负荷、充电负荷、非紧急负荷和紧急负荷；根据所述分布式负荷的能耗构建负荷调整模型，所述负荷调整模型包括智能配电台区负荷模型、智能配电台区负荷调整灵活性指标模型和负荷功率分配优先级模型；根据所述负荷调整模型调整所述分布式负荷的机制得到负荷实时机制；获取所述分布式负荷的的实时能耗；将所述实时能耗带入所述负荷实时机制得到实时相对功率；判断所述实时相对功率与预设功率之间的数值关系，并以此生成用于降低或提高所述分布式负荷能耗标准的控制指令。本发明解决高效、灵活地协调智能配电台区各类负荷的峰值管理的技术问题，提高智能配电台区运行稳定性。