智能居民住宅负荷控制策略下的经济调度

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南京师范大学电气与自动化工程学院、国网江苏省电力公司洪泽县供电公司的研究人员陈世喆、李天然、严鹏、张金龙，在2016年第11期《电气技术》杂志上撰文指出，伴随着智能用电技术的提出与推广，居民住宅中传统煤、油、气、汽设备逐渐被电力设备取代，居民住宅用户参与需求侧响应计划的主观意愿与客观要求均越来越强。

通过对居民住宅用户用电行为的模拟与分析，研究基于智能家电的居民住宅需求响应原理，提出智能居民住宅用户负荷控制策略（SHM），为居民住宅用户广泛参与需求响应计划提供可行方案，以提高居民家庭用电经济性，提高能源利用效率，促进配电网稳定，实现供用电双方互利共赢。

为了实现清洁、低碳、高效的能源发展趋势，应对全球能源危机，智能电网的理念应运而生[1]。随着智能电网概念的提出，电力需求侧响应迎来了空前的发展机遇。21世纪以来，电能作为清洁能源被广泛接受，居民住宅中传统煤、油、气、汽设备逐渐被电力设备取代。

越来越多的研究者从需求侧入手，研究电力市场消费和需求侧响应原理[2-4]。智能电网强调的是电网的互动化，即信息互动和电能互动[5]。遍布全网的智能电表和高级量测体系加强了需求侧资源与系统之间的联系，为用户参与需求响应提供了强有力的技术支持[6]。

传统的居民用户需求侧管理方式主要为拉闸限电，售电侧通过牺牲需求侧的用电灵活性完成削峰填谷的用电策略。在智能电网环境下，高级量测体系、用电信息交互平台、电网双向交互技术可为用户提供智能化、多样化、便利化的用电服务[2-3,7]。

目前国外面向居民住宅负荷的研究较多，文献[8-11]中提出同一配网馈线的削峰填谷、可再生能源参与家庭用户调度等多种居民住宅负荷智能控制策略。控制方案都是以地区负荷实际情况出发，但是我国的居民用电负荷特点与之有明显的不同，即在设备选择、使用时间、频率方面，都存在明显的差异性。

针对居民住宅用户合理参与（Demandside Response，DR），基于供用电双向友好，促进居民智能用电体验的基础上，本文提出智能居民住宅负荷控制（Smart HouseholdManagement，SHM）策略。

图1  居民住宅用户需求响应控制概念

结论

本文构建了基于需求侧响应的居民住宅负荷控制模型，优化了居民住宅用户用电特性，实现用户经济用电。

相关算例显示：①SHM的削峰填谷、经济调度策略已经实现；②加入新型负荷EV后，明显增加了居民住宅需求响应调度调节能力；③在当前电力市场环境与远期电力市场环境中，SHM控制策略可靠兼容。

SHM控制策略一方面提高了消费者对电能的使用效率，降低用电成本，提高用电舒适度；另一方面优化了居民负荷，使负荷平稳转移过度，平滑了负荷曲线，促进了供配电网的稳定。同时，就目前的研究成果而言，居民住宅用户负荷类型较多，但负荷功率较小。一旦出现大部分负荷退出运行的情况，可供需求响应调度的负荷也锐减，造成负荷波动明显的情况。该问题也凸显了居民住宅用户负荷的特点与难点。

本文仅仅是一个开始，未来针对居民住宅等小负荷群体的需求响应负荷控制策略将更深入考虑负荷过低问题、初始状态不确定问题以及随机性事件问题。