[发明专利]一种居民用户节能控制装置及控制策略

权利要求书

1.一种居民用户节能控制策略，包括

通信模块，用于支撑居民用户节能控制装置与居民用户内部通信网关间的通信，执行模块初始化、通信总线读写及数据的发送和接收设置；

存储模块，用于存储居民用户节能控制装置所采集的居民用电设备负荷数据、居民用户设置的相关参数及居民用户选择的负荷控制策略；

计算模块，用于节能服务商根据采集的实际居民用电设备运行数据计算负荷削减量及节能收益；

微处理器模块，用于基于居民用电设备负荷控制策略以控制居民用户节能控制装置运行；

居民用电设备，用于基于接口向居民用户节能控制装置传达负荷数据及用电设备运行状态信息；

其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，确定参与需求响应的居民用户并安装节能控制装置，节能服务公司根据实际情况向居民下达需求响应信息，通过通信模块采集居民用户用电设备用电数据、负荷控制策略及温度设定值信息；

步骤二，居民用户根据用电设备负荷特性、自身用电习惯、用电舒适度及用电需求，选择合适的负荷控制策略，通过微处理器模块对各用电设备发布控制命令，用电设备根据控制命令执行需求响应计划；

所述负荷控制策略包括开关控制、温度设定值控制和周期性暂停控制；

所述开关控制，用于紧急状况下直接开启或关闭用电设备，因此这种控制方式会影响用户的用电舒适性；

所述温度设定值控制，在某一固定的温度设定值的基础上附加温度的波动范围；设备实际运行时的温度与设定值之间是存在温度阈值的，当实时温度超过最大设定值时，设备关闭；当实时温度在设定温度范围内时，设备保持原有的运行状态；当实时温度低于最小设定值时，设备启动；当该类设备的温度在设定范围内时，其开启时间和关闭时间分别为：

式中，R为等效热阻；C为等效热容量；为t时刻环境温度；θ_max、θ_min分别为设定的最大和最小温度值；Q_i为等效热量；

所述周期性暂停控制，即一个循环周期内，实际运行时间占总时间的比值，即：

式中，t_on为用电设备运行时长；t_off为用电设备关闭时长。

2.根据权利要求1所述的一种居民用户节能控制策略，其特征在于：在步骤二中，节能服务公司根据采集到的实际负荷信息，建立居民负荷优化调度模型，计算居民用户实际负荷削减量与节能收益，即：

规定用户i对用电设备a在t时段采用第m种控制方式，则用户i的用电设备a在t时段的实际负荷为：

P_i,a,t＝P_a·S_i,a,m(t)·h_i,a,m

式中，P_a为用电设备a的额定功率；S_i,a,m(t)为用户i的用电设备a在t时段选择第m种控制方式的运行状态；h_i,a,m为选择第m中控制方式的运行持续时长；

用户i在t时段总的负荷削减量为：

式中，A为居民用电设备的集合；P_i'_,a,t为参与需求响应前的原始负荷；

全部用户在t时段的总负荷削减量为：

式中，I为时段总数；

用户的节能收益模型如下：

式中，F为用户节能收益；γ为当日电价；P_i,t,0为用户i在t时段的原始用电量；P_i,t为用户i在t时段的实际用电量；Δt为用户参与需求响应的时长；

为保证电力系统的稳定性，起到削峰填谷的作用，需满足以下约束条件：

式中，f_max、f_min分别为最大峰值和最小谷值；α为区域允许的峰谷差率。