[发明专利]基于最优控制模型的典型负荷有序用电方法

权利要求书

1.一种基于最优控制模型的典型负荷有序用电方法，其特征在于，步骤 如下：

根据用电负荷特性和台变侧公布的分时电价和反向发电的补贴方案，建立 数学模型，设定优化目标函数和可行域；

通过求解一个最优控制模型获得每个用电负荷在每个时段的最优用电调 度策略值得到典型负荷有序用电控制方案；向量j∈Γ表示负载j 在整天每个时段的用电负荷；所有用户用电设备集合Γ＝{1,2，…,N}；任意一个设 备j∈Γ。

2.根据权利要求1所述的基于最优控制模型的典型负荷有序用电方法， 其特征在于，包括以下步骤：

S1:根据用电负荷的特性，将用户用电负荷分为3类：储能负荷、温控负 荷、基本负荷。设定所有用户用电设备集合Γ＝{1,2，…,N}。

S2：将每个小时等分成若干相等的时间段ΔT,则每个小时段可以分为 其中L为正整数。那么一整天的时间从0:00至24:00划分为H＝24L段， 记M＝{1,2,…,H}。时间段i∈M表示时间段区域[i-1,i]·ΔT，在每个时段，每个用 电负荷的用电策略保持不变；

S3：对于任意一个设备j∈Γ，假设在时间段i∈M上面的负荷为常数，并记 为并用向量j∈Γ表示负载j在整天的负荷；令为时间段 i∈M上面的所有用户负荷之和；

S4：假定台变侧采用如下的分段电价收费函数

Ei(Li)=aiLi,0≤Li≤Li*aiLi*+bi(Li-Li*),Li≥Li*,0<ai≤bi---(1)]]>

其中a_i、b_i、为相应的常数；

S4：用户i的设备j收取电费为：

S5：定义负荷峰值为：负荷平均值为：则峰平 比为：

PAR＝L_peak/L_avg(2)；

S6：假设电力公司制定根据当前时刻负荷情况下的补贴电费，采用如下补 贴函数：

Si(Li,Qi)=ciLiQi,Li≥Li**0---(3)]]>

式中c_i为常数，为相应的常数，L_i为当前时刻总的负荷，Q_i为当前时刻 总的放电负荷，记为负值。此处总的放电负荷Q_i可以表示为：函数

g(lji)=lji,lji<00,,lji≥0---(4);]]>

S7：基于前面的步骤，以最小化成本和峰平比为优化目标，以每个用电设 备、每个时段的负荷为控制对象，则优化目标函数为：

min f(lji)=Σi=1H(Ei(Li)+Si(Li,Qi))+λ·PAR=Σi=1H(Ei(Σj∈Γlji)+Si(Σj∈Γlji,Σj∈Γg(lji)))+λLavg·maxi∈MΣj∈Γlji---(5)]]>

式中λ为加权因子；

S8：对于任何一个设备j，用i_s,j表示负荷允许调度开始时间，i_e,j表示负荷 调度结束时间段，用电负荷在整个调度时间内的总负荷固定，记为常值P_j，即 在调度以外的时间，负载设备不工作，即0≤i＜i_s,j,i_e,j＜i≤H。

S9：对于任何一个用电设备，其负荷一般都有上下限，即如 果负荷为负值，表示为放电状态；因此，总的约束条件为：

Ω1={lji,i∈M,j∈Γ|Σi=is,ji=ie,jlji=Pj,lji=0,0≤i<is,j,ie,j<i≤H,ljmin≤lji≤ljmax}]]>

S10：在一天总的负荷应该保持不变，即优化函数中L_avg为常值，具体为

Lavg=Σj∈ΓPj/H;]]>

S11：目标优化函数中含有最大值函数，不利于求最优值，采用增加一个 变量ρ，那么目标函数(5)可以表示为：

min f(lji)=Σi=1H(Ei(Σj∈Γlji)+Si(Σj∈Γlji,Σj∈Γg(lji)))+λHΣj∈ΓPj·ρ---(8)]]>

S12：增加约束条件：

Ω2={lji,i∈M,j∈Γ|Σj∈Γlji≤ρ}]]>

从而最终的约束条件为Ω₁∩Ω₂。