[发明专利]一种基于弹性约束的空调负荷多目标优化调度方法

说明书

本发明涉及一种基于弹性约束的空调负荷多目标优化调度方法，所述方法包括以下步骤：第一步，空调负荷调用多目标函数建模；第二步，弹性模型线性化处理；第三步，优化结果的控制策略；该技术方案采用弹性约束模型，空调负荷在一般优化场景中仍可满足其舒适度要求，在极端条件下可以牺牲其舒适度转换为可调用资源。引入松弛变量，使得舒适变量可以超越约束限制，因此在极大调度需求的情况下，如在极高的价格时可以节约成本，获得更多的调度资源，使得空调负荷的控制更具有灵活性。

技术领域

本发明涉及一种调度方法，具体涉及一种基于弹性约束的空调负荷多目标优化调度方 法，属于电力系统需求响应技术领域。

背景技术

随着可再生能源大规模接入电网，可再生能源发电的间歇性和波动性给供需之间的有 功平衡带来了负担，大幅增加了调峰、变频等辅助服务的需求。化石燃料发电机提供的传统 辅助服务与碳效益发生冲突。随着智能计量技术的发展，利用柔性负荷来减负荷已成为可再 生能源大规模发电的关键。空调负荷(Air-Conditioning Loads,ACLs)因其在用电高峰期 间占用电负荷的很大一部分，为电网的灵活运行提供了多种辅助服务而备受关注。

基于空调负荷固有的热力学特性，在满足用户舒适性要求的同时，可灵活调整空调负荷 的运行耗能。一般而言，其控制方法分为通断开关控制和温度设定点调节两类。开关控制法 不能连续调节负荷运行功率，且适用于时间尺度较短的情景；温度设定点调节法可以长期调 节空调的功率，适用于调用时间尺度较长的调节服务。此外，对于功率可调的控制方法，可 以实现更灵活的控制效果。

空调负荷的控制信号主要包括电价信号和频率偏差信号。基于价格的控制方法被认为是 最有效的调峰方法之一。针对考虑电价的优化策略，现有的研究中提出了不同的降低电力成 本的方法，但所建立的优化模型将舒适度视为一个刚性约束，舒适性指标(如温度)被严格限 制在一定范围内。尽管上述策略保证了终端的舒适度，但它们在处理极端条件时并不灵活。 在极端条件下，如极高的临界峰值价格或偶发事件，优化可能会导致不良结果。因此，迫切 的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种基于弹性约束的空调负荷多目标优化 调度方法，该技术方案将原有的刚性舒适约束转换为弹性约束，使舒适变量可以超越约束限 制，考虑其他极端需求，如在极高的价格下节约成本，获得更多的调度资源。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种基于弹性约束的空调负荷多目标优 化调度方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，空调负荷调用多目标函数建模；

第二步，弹性模型线性化处理以及优化结果的控制策略。

其中，第一步，空调负荷调用多目标函数建模，具体如下，

空调负荷优化模型的目标是在调用过程中，电价成本和不适惩罚最小，可以表示为：

f＝min[αC_p+(1-α)C_d] (30)

其中，C_p和C_d分别表示整个优化期间的电力成本和影响用户侧舒适度的惩罚成本，系数α设 置在0α1的范围内，如果用户更倾向于选择舒适，α会更小；

空调负荷的24小时电量费用表示为：

其中，P(t)和p(t)分别表示t时刻的平均耗电量和电价，

目标函数中C_d包含不适惩罚，可以表示为：