概率。
[001引 Rg(s，s'）表示经过动作a后，S到s'的回报。回报将与成本的支付W及做出该动 作所产生的不适有关。
[0019] 该个装置是半自动的，它W特定的方式，在很短的时间内选取最佳的预编程好的 控制策略来响应电网侧需求响应信号。在每个时间间隔的开始，该设备根据目前的价格，来 决定如何改变负荷的运行状态。每一个变化都会产生提供者和消费者之间的交易回报率。 我们假定该设备是自私的，仅优化自己的奖励。
[0020] 该装置的行为是经由策略函数31 (S)进行建模，为at= 31 (St)，即根据当前的状态 来决定行为。我们的装置是寻求该控制策略n(S)来进行操作，让
达到最 大值。其中0 < 丫《1，表示折扣率。
[0021] 现在对该些可调控负荷进行马尔科夫状态建模，如图2所示； 设它们有两种状态；x=0或者x=l，分别表示空闲和运行状态。在x=0时，可调负荷不工 作，在x=l时，机器工作，此时可调度负荷会满载运转，但也有可能受限出力。设备的动作设 定为；a〇=pass，ai=化11，a2=shed。a。表示设备等待外部信号，如果没有外部信号，装置保持 初始状态。当接收到外来信号或者人为操作时，设备采取相应动作或者改变现有状态。设 备的开关取决于人的行为，我们假设该是随机的。
[0022] 采取aa=pass动作时，没有任何奖励。然而，另外两个动作回报率的大小与两个因 素有关。第一个是生产成本C，第二个是采取动作后，企业的舒适度E。很显然有，Cfuii> Cshed〉0，E full〉E shed。
[0023] 生产成本可用下式表示
(2) 其中，C表示生产成本，用电计划Xuk表示任务i在j设备k时刻上的运行情况(开启 情况与削减情况)，Pj是用电设备运行的功率大小，Ck为k时刻的电价，ACu表示任务W及 设备的附加成本，AQk表示任务i在k时刻生产的附加成本，将完成生产计划的时长分为T 个时段，每个时段的时间长为AT。
[0024]W下式为目标函数来选定控制策略： maxR=E-C (3) 其中R表示受益函数，E表示舒适度，舒适度与企业的生产效率、客户满意度等因素有 关，原则上随着用电设备的削减舒适度会逐渐降低。
[0025] 然后采取策略迭代算法进行求解，具体步骤如下所示： 首先定义值函数 (4) 对每个策略n，其对应的值函数V。是一系列线性方程(每个状态s对应一个方程）的 唯一公共解。T表示状态转移概率，V"(s)为采用策略31时在状态S的期望回报 上述定义是计算策略对应的值函数的方法，同时，我们也需要知道怎样从值函数来计 算得到相应策略。于是定义行动值函数：
(5) Q" (s，a)为在状态S采用行动a,其他状态采用策略31的期望回报。
[0026] 当策略没有显示记录，只有值函数V时，行动值函数记为Q。可用下式计算策略：
(6) 在策略迭代中，可W计算得到对应初始策略的V"，然后使用下列公式改进策略
迭代步骤如下： 1) 设定一个初始策略n; 2) 通过式（4)计算出值函数V; 3) 运用式（7)和（8)得出一个策略31' 4) 如果31与31' 一致，则结束龙31与31'不一致，则用31'代替31，回到步骤1)。
【主权项】
1. 一种基于自动需求响应的高耗能企业负荷控制装置，其特征在于，包括采集模块、通 讯模块、监测模块以及控制功能模块： 1) 米集模块：从电网侧主站获取各种电网彳目息； 2) 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； 3) 监测模块：负责获取用电设备运行的各种状态数据以及监测用电计划的执行情况； 4) 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。2. 根据权利要求1所述的基于自动需求响应的高耗能企业负荷控制装置，其特征在 于，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OpenADR的信号发布/接 收通信协议。3. 根据权利要求1所述的基于自动需求响应的高耗能企业负荷控制装置，其特征在 于，所述控制功能模块可以根据各种信号，运用马尔科夫状态决策理论，得出最佳的负荷调 度方案。4. 一种基于自动需求响应的高耗能企业负荷控制方法，其特征在于，包括下述步骤： 1) 米集模块从电网侧获取基于OpenADR通彳目标准的各种彳目号； 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以及信号的优先级，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。
【专利摘要】本发明公开了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，该装置包括采集模块、通讯模块、监测模块以及控制功能模块。该装置可以接收基于开放式自动需求响应国际通信标准OpenADR的三种信号，它们分别是可靠性信号、需量限制信号以及价格信号。该装置可以基于用户层面对电网侧各种激励政策和运行信息，提供最佳的负荷控制策略，使得高耗能企业的生产行为自动的适应电力系统运行情况和需求响应激励措施的变化。这不仅可以帮助企业降低用电成本，还为削减电力高峰负荷、缓解电网侧压力提供了支持。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN104917298
【申请号】CN201510417855
【发明人】段斌, 李能学, 谭貌, 胡真, 邢文, 徐云柯
【申请人】湘潭大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年7月16日