一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法及系統與流程

2023-06-01 00:55:07 2

本申請涉及配電網負荷率控制技術領域，特別涉及一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法及系統。

背景技術：

主動配電網作為智能配電網發展的一種高級方式，能夠實現對規模化接入配電網的分布式電源實施自主協調控制，使分布式電源可以在併網和退網兩種模式間無縫切換。這就意味著，配電網的載荷能力會隨著大量分布式電源動態地併網和退網而發生波動。

圖1是智能配電網結構簡圖，為了便於說明，將圖1的左、右兩側分別定義為需求側和供電側。由圖1可知，供電側的若干分布式電源4通過控制中心6控制併網或者退網。例如，如果分布式電源4具有併網條件，則控制中心6控制開關5閉合，分布式電源4併網，配電網的載荷能力增大；反之，當配電網由於出現故障等原因而不具備併網條件時，控制中心6控制開關5斷開，分布式電源4退網，配電網的載荷能力減小。由圖1還可以看出，需求側由不同層級的用電單元組成，第一層級的一級用電單元1進一步包括若干二級用電單元2，二級用電單元2進一步包括若干三級用電單元3。其中，每個用電單元包括若干負荷終端。

一方面，配電網的載荷能力會隨著大量分布式電源動態地併網和退網而發生波動；另一方面，用電需求持續增長以及用電結構的不合理，導致需求側各用電單元的負荷不斷增大。因此，當配電網的載荷能力和負荷能力不平衡時，例如供電側的載荷能力小而需求側各用電單元的負荷大時，配電網就會出現負荷率過大，無法安全經濟運行的問題。

技術實現要素：

本申請的目的在於提供一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法及系統，以解決配電網負荷率過大，無法安全經濟運行的技術問題。

根據本申請實施例的第一方面，提供了一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法，包括：

根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略；

向配電網內負荷終端發送所述電價策略，控制負荷率；

獲取當前控制周期的負荷率，以及獲取根據配電網載荷能力確定的預防控制啟動閾值和校正控制啟動閾值；所述校正控制啟動閾值大於所述預防控制啟動閾值；

如果所述當前控制周期的負荷率大於所述預防控制啟動閾值，並且小於所述校正控制啟動閾值，生成負荷調整指令，以及，向配電網內可調負荷終端發送所述負荷調整指令；

如果所述當前控制周期的負荷率大於所述校正控制啟動閾值，生成負荷切除指令，以及，向配電網內可切除負荷終端發送所述負荷切除指令。

優選地，所述根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略的步驟包括：

根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到電價估計值；

根據所述電價估計值，得到負荷率估計值；

根據預先設置的負荷率期望值與所述負荷率估計值的偏差，確定當前電價控制周期的電價策略。

優選地，所述根據電價估計值，得到負荷率估計值的步驟包括：

根據所述電價估計值，得到負荷對所述電價估計值的響應量；

獲取配電網負荷預測值、配電網併網功率預測值和配變有功容量，以及，根據所述配電網負荷預測值、所述配電網併網功率預測值、所述配變有功容量和所述響應量，得到負荷率。

優選地，所述生成負荷調整指令的步驟包括：

獲取可調負荷信息；

根據所述可調負荷信息計算得到待調整比例；

根據所述待調整比例，生成負荷調整指令。

優選地，所述生成負荷切除指令的步驟包括：

獲取可切除負荷信息；

根據所述可切除負荷信息得到待切除負荷量；

根據所述待切除負荷量，生成負荷切除指令。

優選地，所述根據可調負荷信息計算得到待調整比例的步驟包括：

根據所述可調負荷信息，採用下式計算計算得到待調整比例；其中，所述可調負荷信息包括配電網內每個可調負荷終端的最大可調節負荷量和可調負荷終端的數量；

式中，c(Tr(k))為第k個預防控制周期的待調整比例；ηr為預防控制啟動閾值；η(Tr(k))為第k個預防控制周期的負荷率；Ri為可調負荷終端i的實際負荷調節量佔其最大可調節負荷量的比例；f(Ri)為採用正態分布N[c(Tr(k)，σ2)]描述調節比例Ri的分布概率；n4為可調負荷終端的數量；Ppb為配變有功容量；Pir為可調負荷終端i的最大可調節負荷量。

優選地，根據所述可切除負荷信息得到待切除負荷量的步驟包括：

根據所述可切除負荷信息，採用下式計算待切除負荷量；其中，所述可切除負荷信息包括配電網內每個可切除負荷終端最大可切除負荷量和可切除負荷終端的數量；

式中，ηc為校正控制啟動閾值；η[Tc(l)]為第l個預防控制周期的負荷率；n5可切除負荷終端的數量；Ppb為配變有功容量；Pic為可切除負荷終端i的最大可切除負荷量。

優選地，根據前一個控制周期的配電網負荷率，採用下式，得到電價估計值：

式中，ηEmax和ηEmin分別為利用電價策略控制負荷率的期望上限和期望下限，Mref為實時電價的基準值；mmax和mmin分別為實時電價取值的上限和下限；第j個的電價估計值；tbs(j-1)和tbe(j-1)分別為第j-1個控制周期的首、末時刻；Tb(j-1)為第j-1個控制周期的長度。

優選地，根據預先設置的負荷率期望值與所述負荷率估計值的偏差，根據下式，確定當前電價控制周期的電價策略：

式中，ηexp為負荷率期望值；ε為負荷率期望值與負荷率估計值的偏差；為負荷率估計值。

根據本申請實施例的另一方面，提供了一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的系統，所述系統用於執行基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法，包括：電價控制單元、數據獲取單元、預防控制單元以及校正控制單元；

所述電價控制單元用於根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略；

向配電網內負荷終端發送所述電價策略，控制負荷率；

所述數據獲取單元用於獲取當前控制周期的負荷率，以及獲取根據配電網載荷能力確定的預防控制啟動閾值和校正控制啟動閾值；所述校正控制啟動閾值大於所述預防控制啟動閾值；

所述預防控制單元用於生成負荷調整指令，以及，向配電網內可調負荷終端發送所述負荷調整指令；

所述校正控制單元用於生成負荷切除指令，以及，向配電網內可切除負荷終端發送所述負荷切除指令。

由以上技術方案可知，本申請實施例提供了一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法及系統，根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略；向配電網內負荷終端發送電價策略，對配電網負荷率進行初步控制；如果當前控制周期的負荷率大於預防控制啟動閾值，並且小於校正控制啟動閾值，生成負荷調整指令，向配電網內可調負荷終端發送負荷調整指令；如果當前控制周期的負荷率大於校正控制啟動閾值，生成負荷切除指令，向配電網內可切除負荷終端發送負荷切除指令。在電價策略、預防控制以及校正控制的協調控制，能夠使得當配電網載荷能力較低時，降低需求側用電單元的負荷，使供電側和需求側達到平衡，使配電網負荷率能保持在負荷率期望值附近運行，有效消納分布式電源、保證配電網安全經濟運行。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為智能配電網結構簡圖；

圖2為根據一優選實施例示出的一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法流程圖；

圖3為負荷的電價響應特性圖；

圖4為根據一優選實施例示出的得到當前控制周期的電價策略的方法流程圖；

圖5為根據一優選實施例示出的根據電價估計值，得到負荷率估計值的方法流程圖；

圖6為根據一優選實施例示出的生成負荷調整指令方法流程圖；

圖7為根據一優選實施例示出的生成負荷切除指令方法流程圖；

圖8為根據一優選實施例示出的基於需求側用電成本差異化控制負荷率的系統示意圖；

圖9為根據一優選實施例示出的某地區配電網典型日負荷和光伏輸出曲線圖；

圖10為在採用需求側用電成本差異化控制負荷率的方法的配電網負荷響應曲線圖；

圖11為在採用需求側用電成本差異化控制負荷率的方法的實時電價運行範圍圖。

圖示說明：

1-一級用電單元；2-二級用電單元；3-三級用電單元；4-分布式電源；5-開關；6-控制中心。

具體實施方式

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

實施例1

本申請實施例1提供一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法，如圖2所示，包括：

步驟S01、根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略；

本申請實施例1所述的控制周期，又可稱為電價控制周期或實時電價控制周期，再或者是實時電價調節周期。供電側以一個控制周期為基準單位對電價進行控制或調節。一般情況下，將24小時平均劃分為jN個時間段，定義每個時間段ji為一個電價控制周期，可以理解的是，每個電價控制周期均包括一個起始時刻和一個終止時刻，又可稱為首末時刻；每個電價控制周期的長度應等於24小時除以jN。根據不同的應用環境，本申請實施例包括但不限於將24小時作為平均劃分前的整體。

基於此，本申請實施例1所述的前一個控制周期是相對當前控制周期而言的。例如，若將24小時平均劃分為6個電價控制周期，則每個電價控制周期的長度為4小時；假設第一個電價控制周期的起始時刻是0點，則不難推出該電價控制周期的終止時刻為4點，更不難推出另外的5個電價控制周期的首末時刻；那麼，如果此時此刻是9點，則當前電價控制周期為第三個電價控制周期，而前一個電價控制周期為當前電價控制周期之前的控制周期，包括但不限於第二個控制周期，也可以是第一個控制周期，甚至可以是前一個24小時內包括的某個電價控制周期。這是因為，在進行電價調節控制時，供電側不排除選擇控制效果較好的經驗的情況。下文所述的預防控制周期及校正控制周期與上述電價控制周期類似，在下文中將不再贅述。

還需說明的是，本申請實施例所述的電價策略的主要內容是供電側對於需求側用電單元用電的收費標準，此外還可包括與電價策略對應的電價控制周期的首末時刻等信息，還可進一步包括與前一個電價控制周期對應的電價策略以及預測的下一個電價控制周期的電價策略等，以為需求側用電單元或終端用戶提供參考。

步驟S02、向配電網內負荷終端發送所述電價策略，控制負荷率；

基於負荷的電價響應特性，向配電網內全部用電單元所包括的全部負荷終端發送電價策略，能夠使用電單元自主調節負荷量，以實現供電側對於配電網負荷率的初步控制。負荷的電價響應特性是指，用電單元所包括的負荷終端或電力用戶響應實時電價的變化所調整用電負荷大小時，用電負荷對於電價的變化率。雖然不同負荷終端或電力用戶的負荷電價響應特性不同，但從整體上來看，負荷對電價變化的響應具有圖3所示的變化特點：即在電價變化的敏感範圍內，用戶將會隨著電價的提高而相應減小其用電負荷，隨著電價的降低相應增加其用電負荷，並且當負荷增加或減小到一定程度時，負荷大小將不再跟隨電價的變化作相應改變；在電價變化的非敏感範圍內，用戶將不會根據電價的變化進行用電負荷的調節。圖中，Mref為實時電價的參考基準值；Pref為負荷調節量的參考基準值；ΔpL為負荷對電價變化的響應量；mmax和mmin分別為實時電價取值的上限和下限；mup和mlow分別為電價非敏感變化範圍的上限和下限；mup和mlow可根據負荷調節量對電價變化範圍的靈敏度分析進行確定。

步驟S03、獲取當前控制周期的負荷率，以及獲取根據配電網載荷能力確定的預防控制啟動閾值和校正控制啟動閾值；所述校正控制啟動閾值大於所述預防控制啟動閾值；

主動配電網作為智能配電網發展的一種高級方式，能夠實現對規模化接入配電網的分布式電源實施自主協調控制，使分布式電源可以在併網和退網兩種模式間無縫切換。

圖1是智能配電網結構簡圖，為了便於說明，將圖1的左、右兩側分別定義為需求側和供電側。由圖1可知，供電側的若干分布式電源4通過控制中心6控制併網或者退網。例如，如果分布式電源4具有併網條件，則控制中心6控制開關5閉合，分布式電源4併網，配電網的載荷能力增大；反之，當配電網由於出現故障等原因而不具備併網條件時，控制中心6控制開關5斷開，分布式電源4退網，配電網的載荷能力減小。因此，配電網的載荷能力會隨著大量分布式電源動態地併網和退網而發生波動。

基於此，本申請實施例1所述的預防控制啟動閾值和校正控制啟動閾值均是根據配電網當前的載荷能力而確定的。當配電網當前的載荷能力大時，預防控制啟動閾值和校正控制啟動閾值也大；當配電網當前的載荷能力小時，預防控制啟動閾值和校正控制啟動閾值也小；同時，由於配電網負荷率的校正控制是對預防控制的協同和補充，因此，所述校正控制啟動閾值大於所述預防控制啟動閾值。

步驟S04、如果所述當前控制周期的負荷率大於所述預防控制啟動閾值，並且小於所述校正控制啟動閾值，生成負荷調整指令，以及，向配電網內可調負荷終端發送所述負荷調整指令；

可以理解的是，通過判斷，不難確定當前控制周期的負荷率和預防控制啟動閾值與校正控制啟動閾值的大小關係。

需要說明的是，本申請實施例1所述的負荷終端是為了達到說明的目的，其指代的是能夠對需求側某些級別的用電單元實施控制、運算、信息顯示等功能的數字終端，例如能對圖1所示的一級用電單元1、二級用電單元2或三級用電單元3所包括的負荷實施控制、對負荷信息進行統計、運算、顯示等功能的數字終端。其中，可調負荷終端也是為了達到說明的目的，指代的是一類不同級別的用電單元所包括的負荷終端，這一類用電單元所包括的負荷具有可調節的特點。例如，在供電側有削減需求側負荷的需求時，配電網內具有可調節負荷的用電單元會做出調節負荷動作，以使供電側實現對配電網負荷率的控制。可調負荷終端可以是最低層級的用電單元的數字終端，例如普通居民電能用戶，其下沒有更低層次電能用戶；也可以中等層級的用電單元的數字終端，例如區、鎮、鄉的小型配電網絡，其下至少包括若干最低層級的用電單元。

當可調負荷終端是最低層級的數字終端時，其在接收到負荷調整指令後，可根據負荷調整指令，對與其連接的所有可調節用電負荷進行控制，例如降低家用電磁爐的使用功率等；也可以是用戶自己在獲知負荷調整指令後自行對可調節用電負荷進行控制。當可調負荷終端不是最低層級的數字終端時，其在接收到負荷調整指令後，可根據負荷調整指令，對其包括的所有低層級用電單元的可調節用電負荷進行控制。本申請實施例在控制方法上不做限定。

優選地，為了既滿足供電側對於配電網負荷率的控制需求，又能滿足各層級用電單元的用電需求和體驗等，配電網內各負荷終端，尤其是可調負荷終端可以對其所需控制的用電負荷進行優先分級，例如，某可調負荷終端在接收到負荷調整指令後，優先調節用電負荷A的功率，再調節用電負荷B的功率，如果已滿足了負荷調整指令的需求，則不再調節用電負荷C，否則，進一步調節用電負荷C。進一步優選地，配電網內的可調負荷終端還可針對某一被其控制的用電負荷的待調節功率進行優先分級，例如，某可調負荷終端在接收到負荷調整指令後，選擇優先對用電負荷A調節後，進一步優先對用電負荷A的功率調節50W，再選擇調節其他用電負荷，如果已滿足了負荷調整指令的需求，則不再對用電負荷A的功率進行進一步調節，否則，進一步調節用電負荷A的功率150W。

進一步地，為了提高利用可調負荷終端控制負荷率的及時性和有效性，供電側可以通過與具有可調節負荷的用電單元籤訂供用電協議的方式，獲得對這些可調節負荷的控制權。

步驟S05、如果所述當前控制周期的負荷率大於所述校正控制啟動閾值，生成負荷切除指令，以及，向配電網內可切除負荷終端發送所述負荷切除指令。

本申請實施例1所述的可切除負荷端與上述可調負荷終端類似，這裡只做簡要說明。可切除荷終端也是為了達到說明的目的，指代的是一類不同級別的用電單元所包括的負荷終端，這一類用電單元所包括的負荷具有可切除的特點。例如，在供電側有削減需求側的負荷的需求時，配電網內的具有可切除負荷的用電單元會做出切除負荷動作，以使供電側實現對配電網負荷率的控制。可切除負荷終端可以是最低層級的用電單元的數字終端，例如普通居民電能用戶，其下沒有更低層次電能用戶；也可以中等層級的用電單元的數字終端，例如區、鎮、鄉的小型配電網絡，其下至少包括若干最低層級的用電單元。

與上述可調負荷終端類似地，本申請實施例對可切除負荷終端控制用電負荷的方法不做限定；需要強調的是，可切除負荷終端也可以對其所需控制的用電負荷進行優先分級，這裡不再舉例贅述。

與上述可調負荷終端類似地，為了提高利用可切除負荷終端控制負荷率的及時性和有效性，供電側可以通過與具有可切除負荷的用電單元籤訂供用電協議的方式，獲得對這些可切除負荷的控制權。

上述實施例1提供了一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法，該方法通過對配電網負荷率進行電價策略、預防控制以及校正控制的協調控制，能夠使得當配電網載荷能力較低時，降低需求側用電單元的負荷，使供電側和需求側達到平衡，使配電網負荷率能保持在負荷率期望值附近運行，有效消納分布式電源、保證配電網安全經濟運行。

實施例2

本申請實施例2提供了根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略的步驟流程，或者說，本申請實施例2是實施例1步驟S01的細化步驟。圖4為得到當前控制周期的電價策略的方法流程圖，由圖4可知，根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略的步驟包括：

步驟S210、根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到電價估計值；

優選地，根據前一個控制周期的配電網負荷率，採用式(1)，得到電價估計值：

式中，ηEmax和ηEmin分別為利用電價策略控制負荷率的期望上限和期望下限，Mref為實時電價的基準值；mmax和mmin分別為實時電價取值的上限和下限；第j個的電價估計值；tbs(j-1)和tbe(j-1)分別為第j-1個控制周期的首、末時刻；Tb(j-1)為第j-1個控制周期的長度。

步驟S220、根據所述電價估計值，得到負荷率估計值；

其中優選地，如圖5所示，上述步驟S220進一步包括：

步驟S221、根據所述電價估計值，得到負荷對所述電價估計值的響應量；

優選地，根據所述電價估計值，採用式(2)，得到負荷對所述電價估計值的響應量：

式中，Pref為響應量的參考基準值；mup和mlow分別為電價非敏感變化範圍的上限和下限；ΔpL為負荷對電價變化的響應量；f1[m(t)/Mref–mup]和f2[mlow–m(t)/Mref]可根據ΔpL/Pref對應電價和的不同響應值，依據式(3)，利用數值擬合方法進行f1函數和f2函數基於自變量m(t)/Mref確定：

步驟S222、對所述響應量進行修正；

優選地，利用式(4)，對響應量ΔpL進行修正，得到修正後的響應量

式中，用於反映負荷用戶在不同時段對用電需求的迫切程度。

步驟S223、獲取配電網負荷預測值、配電網併網功率預測值和配變有功容量，以及，根據所述配電網負荷預測值、所述配電網併網功率預測值、所述配變有功容量和所述修正後的響應量，得到負荷率估計值。

優選地，採用式(5)，計算得到負荷率估計值：

式中，為負荷率估計值；為配電網(需求側)負荷預測值；為配電網併網功率預測值；Ppb為配變有功容量。

步驟S230、根據預先設置的負荷率期望值與所述負荷率估計值的偏差，確定當前電價控制周期的電價策略。

優選地，根據預先設置的負荷率期望值與所述負荷率估計值的偏差，根據下式(6)，確定當前電價控制周期的電價策略：

式中，ηexp為負荷率期望值；ε為負荷率期望值與負荷率估計值的偏差；為負荷率估計值。

上述實施例2提供了根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略的步驟流程，基於負荷的電價響應特性，向配電網內全部用電單元所包括的全部負荷終端發送該電價策略後，能夠使用電單元自主調節負荷量，以實現供電側對於配電網負荷率的初步控制。

實施例3

本申請實施例3提供了生成負荷調整指令的步驟流程，或者說，實施例3是實施例1步驟S04中生成負荷調整指令的細化步驟。圖6為生成負荷調整指令流程圖，由圖6可知，生成負荷調整指令的步驟包括：

步驟S310、獲取可調負荷信息；

其中，可調負荷信息包括配電網內每個可調負荷終端的最大可調節負荷量和可調負荷終端的數量。關於每個可調負荷終端的最大可調節負荷量，顧名思義，是指每個可調負荷終端所控制的可調負荷量的最大值，例如，有用電負荷A、用電負荷B以及用電負荷C均由某一可調負荷終端控制，其中用電負荷A的可調節功率為100W，用電負荷B的可調節功率為150W，用電負荷C的可調節功率為2000W，則該可調負荷終端的最大可調節負荷量為2250W。

步驟S320、根據所述可調負荷信息計算得到待調整比例；

優選地，採用式(7)計算計算得到待調整比例：

式中，c(Tr(k))為第k個預防控制周期的待調整比例；ηr為預防控制啟動閾值；η(Tr(k))為第k個預防控制周期的負荷率；Ri為可調負荷終端i的實際負荷調節量佔其最大可調節負荷量的比例；f(Ri)為採用正態分布N[c(Tr(k)，σ2)]描述調節比例Ri的分布概率；n4為可調負荷終端的數量；Ppb為配變有功容量；Pir為可調負荷終端i的最大可調節負荷量。

本申請實施例3所述的待調整比例是指，當配電網的負荷率過大時，控制器經過運算得到的、需要需求側用電單元削減的用電負荷量的另一種表示方式。

步驟S330、根據所述待調整比例，生成負荷調整指令。

負荷調整指令根據待調整比例生成，其包含主要內容是待用電單元調節的負荷量，還可以包括對於可調負荷終端做出控制調節動作的時間限定，例如，指示可調負荷終端在某一時刻之前或者某一段時間範圍內的某一時刻，亦或是某一時刻做出控制調節動作等內容。可以將負荷調整指令以文本的形式發送至可調負荷終端並由可調負荷終端顯示並執行，也可以代碼的形式發送至可調負荷終端後，再由可調負荷終端解碼並執行。

如前所述，由於可調負荷終端包括但不限於最低層級用電單元的數字終端，還可以是更高層級用電單元的數字終端，因此，根據接收負荷調整指令的可調負荷終端的層級的不同，負荷調整指令的內容有所不同，例如，如果可調負荷終端是最低層級的數字終端，則負荷調整指令的內容可能只包括針對該用電單元的單一調整信息；如果可調負荷終端是更高層級的數字終端，則負荷調整指令的內容可能包括針對該層級用電單元的單一調整信息，此時，該層級用電單元的數字終端再根據接收到的負荷調整指令直接對其包括的用電負荷進行控制，或者進一步生成子調整指令，並將該子調整指令發送至下一層級用電單元的數字終端；如果可調負荷終端是更高層級的數字終端，則負荷調整指令的內容還可能包括該層級用電單元進一步包含的下一層級用電單元的具體調整信息，此時，該層級用電單元的數字終端再根據接收到的負荷調整指令直接對其包括的用電負荷進行控制，或者將該負荷調整指令發送至下一層級用電單元的數字終端。

上述實施例3提供了生成負荷調整指令的步驟流程，當配電網內的可調負荷終端接收到該負荷調整指令後，會可根據負荷調整指令，對與其連接的下一層級用電單元或可調節用電負荷進行控制，例如降低家用電磁爐的使用功率等，從而實現對配電網負荷率的進一步地預防控制。

實施例4

本申請實施例4提供了生成負荷切除指令的步驟流程，或者說，實施例4是實施例1步驟S05中生成負荷切除指令的細化步驟。圖7為生成負荷切除指令流程圖，由圖7可知，生成負荷切除指令的步驟包括：

步驟S410、獲取可切除負荷信息；

其中，可切除負荷信息包括配電網內每個可切除負荷終端的最大可切除負荷量和可切除負荷終端的數量；

步驟S420、根據所述可切除負荷信息得到待切除負荷量；

優選地，根據可切除負荷信息，採用式(8)計算待切除負荷量：

式中，ηc為校正控制啟動閾值；η[Tc(l)]為第l個預防控制周期的負荷率；n5可切除負荷終端的數量；Ppb為配變有功容量；Pic為可切除負荷終端i的最大可切除負荷量。

步驟S430、根據所述待切除負荷量，生成負荷切除指令。

與負荷調整指令類似地，由於可切除荷終端也包括但不限於最低層級用電單元的數字終端，還可以是更高層級用電單元的數字終端，因此，根據接收負荷切除指令的可切除負荷終端的層級的不同，負荷切除指令的內容有所不同，例如，如果可切除負荷終端是最低層級的數字終端，則負荷切除指令的內容可能只包括針對該用電單元的單一切除信息；如果可切除負荷終端是更高層級的數字終端，則負荷切除指令的內容可能包括針對該層級用電單元的單一切除信息，此時，該層級用電單元的數字終端再根據接收到的負荷切除指令直接對其包括的用電負荷進行控制，或者進一步生成子切除指令，並將該子切除指令發送至下一層級用電單元的數字終端；如果可切除負荷終端是更高層級的數字終端，則負荷切除指令的內容還可能包括該層級用電單元進一步包含的下一層級用電單元的具體切除信息，此時，該層級用電單元的數字終端根據接收到的負荷切除指令直接對其包括的用電負荷進行控制，或者將該負荷切除指令發送至下一層級用電單元的數字終端。

上述實施例4提供了生成負荷切除指令的步驟流程，當配電網內的可切除負荷終端接收到該負荷切除指令後，會可根據負荷切除指令，對與其連接的下一層級用電單元或可切除用電負荷進行控制，例如切斷家用電器等，從而實現對配電網負荷率的進一步地校正控制。

實施例5

本申請實施例5提供了一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的系統，所述系統用於執行實施例1提供的基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法。圖8為基於需求側用電成本差異化控制負荷率的系統示意圖，由圖8可知，該系統包括：電價控制單元、數據獲取單元、預防控制單元以及校正控制單元；其中：

電價控制單元用於根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略；

向配電網內負荷終端發送電價策略，控制負荷率；

數據獲取單元用於獲取當前控制周期的負荷率，以及獲取根據配電網載荷能力確定的預防控制啟動閾值和校正控制啟動閾值；校正控制啟動閾值大於預防控制啟動閾值；

預防控制單元用於生成負荷調整指令，以及，向配電網內可調負荷終端發送負荷調整指令；

校正控制單元用於生成負荷切除指令，以及，向配電網內可切除負荷終端發送負荷切除指令。

上述實施例5提供了一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的系統，該系統通過對配電網負荷率進行電價控制、預防控制以及校正控制的協調控制，能夠使得當配電網載荷能力較低時，降低需求側用電單元的負荷，使供電側和需求側達到平衡，使配電網負荷率能保持在負荷率期望值附近運行，有效消納分布式電源、保證配電網安全經濟運行。

實施例6

本申請實施例6基於實施例1中所述的：為了提高利用可切除負荷終端控制負荷率的及時性和有效性，供電側可以通過與具有可切除負荷的用電單元籤訂供用電協議的方式，獲得對這些可切除負荷的控制權，提供了具體實現方法，實際應用中，包括但並不限於實施例6的方法。

當大規模分布式電源在配電網併網後，配電網的有功電力平衡可用式(9)表示：

PDN(t)+PDER(t)＝PL(t)+Ploss(t) (9)

式中：PDN(t)為來自輸電網的配電網下網有功功率；PDER(t)為併網的分布式電源DER的有功出力；PL(t)為配電網的負荷有功需求；Ploss(t)為配電網的有功網損。當忽略Ploss(t)分量後，如果能對PL(t)分量進行削峰填谷控制，使其能夠與PDER(t)分量協調運行，就可以在充分消納DER的基礎上，有效提高配變設備容量的利用率並延緩對配變設備的投資。

隨著電動汽車充電負荷、各種儲能負荷以及基於變頻調節的柔性負荷在配電網中所佔比例增加，也使配電網中的可調節或可切除負荷增加，進而使配電網利用負荷調節，實現源荷協調運行成為可能。同時，作為智能配電網構建的主要技術，高級智能測量技術也將在幫助實現電力流和信息流高度融合的同時，為實現配電網與電力用戶間的靈活互動的運營提供技術保證。利用智能電錶，就可以依據式(10)所示差異化用電成本計算模型進行各用電單元或電力用戶的用電成本統計：

式中：Ci為電力用戶i的用電成本；Cib為用戶i按實時電價計算的用電成本；Cir為用戶i從配電網獲得的補償其響應負荷調節需求的收益或不響應調節需求的懲罰成本；Cic為用戶i從配電網獲得的補償其響應負荷切除需求的收益或不響應切除需求的懲罰成本；αir和αic分別為供電側是否對用戶i進行差異化用電成本統計，等於1表示統計，等於0表示不統計；pi(t)為用戶i的實時有功負荷；m(t)為實時電價；tbsj和tbej分別為第j個電價調節周期Tb(j)的首尾時刻；trsk和trek分別為第k個預防控制周期Tr(k)的首尾時刻；trsl和trel分別為第l個校正控制周期Tc(l)的首尾時刻；n1、n2和n3分別為電價控制、預防控制和校正控制的控制周期個數，且n1≥n2、n1≥n3；βr和βc分別為用戶響應負荷調節或切除需求的實時電價優惠權重。Pir為用戶i與供電側籤訂的最大可調節負荷量；Pic為用戶i與供電側籤訂的最大可切除負荷量；k(Tr(k))為配電網可調節負荷在第k個預防控制周期的待調整比例；γi(Tr(k))為計算用戶i可調節負荷在第k個預防控制周期獲得的優惠或懲罰成本的權重。其中γi(Tr(k))可按式(11)計算得到：

若則有

若則有

式中：sgn(x)為符號函數，若x≥0，sgn(x)＝1，若xηr＝0.9時，預防控制的可調節負荷調節分量Δpr(t)；當η>ηc＝1.0時，校正控制的可切除負荷調節分量Δpc(t)。

圖11描述了上述負荷控制過程中的實時電價運行範圍，並且對比給出了電價估計值和校正後的實時電價m(t)，對比結果也表明了所提出的定價策略的有效性。

圖10和圖11的仿真結果表明：本申請提供的基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法，在電價策略、預防控制以及校正控制的協調控制，能夠使得當配電網載荷能力較低時，降低需求側用電單元的負荷，使供電側和需求側達到平衡，使配電網負荷率能保持在負荷率期望值附近運行，有效消納分布式電源、保證配電網安全經濟運行。

由以上技術方案可知，本申請實施例提供了一種基於需求側用電成本差異化控制負荷率的方法及系統，根據前一個控制周期的配電網負荷率，得到當前控制周期的電價策略；向配電網內負荷終端發送電價策略，對配電網負荷率進行初步控制；如果當前控制周期的負荷率大於預防控制啟動閾值，並且小於校正控制啟動閾值，生成負荷調整指令，向配電網內可調負荷終端發送負荷調整指令；如果當前控制周期的負荷率大於校正控制啟動閾值，生成負荷切除指令，向配電網內可切除負荷終端發送負荷切除指令。在電價策略、預防控制以及校正控制的協調控制，能夠使得當配電網載荷能力較低時，降低需求側用電單元的負荷，使供電側和需求側達到平衡，使配電網負荷率能保持在負荷率期望值附近運行，有效消納分布式電源、保證配電網安全經濟運行。

應當理解的是，本申請並不局限於上面已經描述並在附圖中示出的精確結構，並且可以在不脫離其範圍進行各種修改和改變。本申請的範圍僅由所附的權利要求來限制。