一种基于自动需求响应的高耗能企业负荷控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于自动需求响应的高耗能企业负荷控制装置及其控制方法，属 于电力领域。
【背景技术】
[0002] 工业是国家最大的电力消耗行业，工业用电在全社会用电量中起着举足轻重的作 用，其负荷特性对该地区电力系统的负荷特性起着决定性的影响。而高耗能企业用电负荷 在时间上的不均衡使电网运行的不经济，也提高了企业的用电成本。因此，在保证生产的前 提下，通过优化调度可调负荷，来降低高耗能企业的生产用电成本并且响应电网侧的激励 是十分有必要的。
[0003] 传统的需求响应往往更偏重于规划层面，并主要依赖于人工信号传输和人工响 应，需要调度部口通过邮件、电话或者简讯将需求响应信号告知用户侧，管理人员或操作人 员手动关停设备或调整设备的运行功率，时效性不强，响应的可靠性得不到保障。
[0004] 自动需求响应不存在任何的人工介入，通过接受价格或激励信号触发预编程好的 需求响应策略。自动需求响应不仅优化了负荷侧的资源配置，提高了负荷侧提供辅助服务 的能力，同时也增强了系统应对变化的调节能力。然而，自动需求响应目前仅被用于在电力 达到峰值时管理负荷，其系统对于电网侧需求响应信号无法进行精细全面的分析，很难给 出基于企业实际生产情况的负荷调度方案。因此，在智能用电环境下，基于工业用户层面研 究电网侧各种激励信号，为用户制定最佳的负荷调度方案显得很有价值。
【发明内容】
[0005] 本发明采用的技术方案为一种高耗能企业负荷控制装置，包括采集模块、通讯模 块、监测模块和控制功能模块； 其中采集模块，从电网侧主站获取各种电网信息； 通讯模块，负责系统内部各个模块之间，系统与电网主站之间的信息交互； 监测模块，负责获取用电设备运行的各种状态数据W及监测用电计划的执行情况； 控制功能模块，根据各种信息，对高耗能企业的可调负荷进行优化调度。
[0006] 进一步的，所述的基于自动需求响应的高耗能企业负荷控制装置，它所有的信息 交互都是基于开放式自动需求响应国际通信标准化enADR的信号发布/接收通信协议。
[0007] 进一步的，所述控制功能模块可W根据各种信号，运用马尔科夫状态决策理论，得 出最佳的负荷调度方案。
[0008] -种用于所述高耗能企业负荷控制装置的控制方法，包括下述步骤： 1)采集模块从电网侧获取基于化enADR通信标准的各种信号； 2) 通讯模块将各种信息传递至需求侧； 3) 控制功能模块根据接收到的信号类型W及信号的优先级，制定最优的负荷调度方 案； 4) 监控模块监听可调负荷的用电情况，若运行周期内，实际运行状况与用电计划存在 偏差，则回到步骤3)重新制定负荷调度方案并且实施； 5) 若运行周期内实际运行状况与用电计划不存在偏差，则维持设备运行，继续采集和 响应电网激励信号。
【附图说明】
[0009] 图1为工业用户负荷控制装置结构图； 图2为马尔科夫状态决策模型框架。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解该些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0011] 如图1所示，本发明是一种高耗能企业负荷控制装置，该装置安装在上级主站和 用户之间，包括采集模块、监控模块、控制功能模块和通讯模块。其中采集模块从上级主站 获取基于化enADR的电网侧信息。监控模块负责获取用电器运行的各种状态数据W及用电 的执行情况，同时还给各个用电设备发布各种操作命令。通讯模块负责系统内部各个模块 之间，系统与电网主站之间的信息通信。控制功能模块通过获取的信息，进行对负荷的优化 控制。
[0012] 下面进行具体说明； 从采集模块获取电网侧实时电价等需求响应信号，若是最大需量限制信号，则装置自 动设置为最大需量控制模式。根据信号，系统设置一个阔值，根据公式（1)进行优化，使得 用电负荷尽量满足电网侧需求。
[001引
（1) 其中h表示在给定时间间隔i的电力负荷量，N表示在一个结算周期内时间间隔数，U表示控制策略的输入限制，X表示系统的状态，W表示其他一些外在约束条件。
[0014] 当电网侧发布电价信号时，则装置自动启用马尔科夫状态决策模式，为用户设置 削减方案，对空调、照明等非生产性负荷或者可调节的生产性负荷进行调整。根据预先设置 的负荷优先级W及负荷削减级数，进行方案选定。
[0015] 当接收到电网侧电价信号时，系统可W调控受控负荷的功率，调控顺序按照优先 级从高到低排序。调控负荷的控制策略根据马尔科夫状态决策理论得出。
[0016] 控制功能模块制定出来的设备运行方案由通讯模块发送给各个用电设备，同时监 控模块对每个用电器的运行情况进行监听。如果优化周期结束，则装置继续等待电网侧信 号。如果优化周期尚未结束，则根据监控模块得到的用电器运行数据计算实际运行情况与 用电计划是否存在偏差。若不存在偏差则继续进行监听。若存在偏差，则对本周期内的剩 余时间重新制定用电计划，重新制定的用电计划通过通讯模块发送给各个用电设备，监控 模块继续监听。
[0017] W下是针对可调负荷的马尔科夫状态决策框架模型； 如果一个过程的"将来"仅依赖"现在"而不依赖"过去"，则此过程具有马尔科夫性。马 尔科夫决策过程最基本的模型是一个四元组怯，a，p，r}; 状态集合S;表示问题所有可能状态的集合； 行动集合A;表示问题所有可能行动的集合； PJj:J')=巧5;~；=s'|v=盈，巧=〇)表示在t时刻的状态S选择动作a后，到达t+1时刻 的状态s'的