智能电网环境中基于动态价格的需求响应策略

摘要

智能电网是电力行业又一次突破性的大革命，是应对着全球、全人类能源紧缺、环境污染、气候变暖、经济、社会可持续发展的一个综合有效的解决方案，代表着未来电网的研究发展方向。需求侧管理和需求响应作为未来智能电网的重要研究方向之一，引起越来越多研究学者的关注。让用户参与到电网中，及时的应对价格的变化响应负载使用策略是本文研究的重中之重。同时，可再生能源与电网的有机结合也是智能电网的重要标志之一。随着能源紧缺问题的日益严峻，清洁能源的加入必然是不可扭转的大趋势。
　　目前，国内外关于智能电网环境下基于动态价格的需求响应策略研究很多，但是许多研究没有考虑到电价的未知性，或者没有考虑到电网中清洁能源的使用，为此，我们在总结了需求响应的相关研究实践后，着重分析了智能电网环境体系下的基于电价的需求响应策略，随后建立了本文的实时价格模型，并研究电力用户对于动态价格的敏感性分析及反应曲线等，提出了针对单个负载和多个负载的调度策略并建立了相关优化模型。
　　考虑电能价格的动态变化和可再生能源的间歇性这两项因素，我们针对工作负载寻找一种智能调度策略控制其开关时间，从而降低电力支出和提高太阳能在整个能源消费中的比重。针对价格敏感性工作负载的使用特性，将工作负载分为可中断负载和不可中断负载两种类型，我们基于上述两种类型负载建立了动态规划模型，并提出两种不同的递归调度策略，控制负载的开关时间，实现负载转移的智能调度，计算出启动负载的最优价格阈值，从而找到开启负载的最优时间。经实验论证，本文提出的调度算法能够有效地节省电能开支和提高可再生能源在整个能源消耗中的使用率。
　　在提出针对单负载的调度优化模型之后，本文继续深化对多个负载能源优化策略的研究。在对多个负载的联合调度中，我们描述了家庭多个用电器负载的电力消费和等待消费含义，建立了基于整数规划的住宅能源控制优化模型。在多个负载的联合控制策略中，同时考虑了用户的电力花费和用户等待负载完成任务的等待时间花费，不光从用户的经济利益出发，而且站在用户舒适满意的基础上考虑家庭能源优化问题。最后，通过实验仿真验证了模型的有效性，并分析了相关参数对于模型整体效益的相关影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 智能电网的介绍

1．2．1 智能电网的概念

1．2．2 智能电网的现状及未来发展

1．3 研究内容简介

1．4 论文组织结构

1．5 本章小结

第二章 需求响应与动态价格

2．1 需求响应的概述

2．1．1 需求侧管理的概念

2．1．2 需求响应的概念

2．1．3 智能电网环境下的需求响应

2．2 电价模型及相关介绍

2．2．1 分时电价的介绍及发展现状

2．2．2 实时电价的介绍及其发展现状

2．2．3 尖峰价格的介绍及其发展现状

2．2．4 本文的实时价格模型

2．3 电价与需求的关系

2．3．1 对动态电价的用户电力消耗的敏感性分析

2．3．2 用户对电价的反应曲线

2．4 相关研究与研究现状

2．5 本章小结

第三章 对于单负载电力花费的相关研究

3．1 基于动态价格的负载使用特性

3．2 实时电价模型及相关参数介绍

3．3 不可中断负载的优化研究

3．3．1 不可中断负载的使用特性

3．3．2 电力消费模型的建立

3．3．3 解决思路和算法设计

3．4 可中断负载的优化

3．4．1 可中断负载的使用特性

3．4．2 电力消费模型的建立

3．4．3 解决思路和算法设计

3．5 仿真实验

3．5．1 仿真环境及相关数据介绍

3．5．2 仿真结果展示

3．5．3 实验结果分析

3．6 本章小结

第四章 对于多负载电力花费的相关研究

4．1 住宅负载的优化

4．1．1 住宅负载的模型建立

4．1．2 对于家庭负载消费问题描述

4．2 相关研究拓展

4．3 算法分析

4．3．1 收益对比分析

4．3．2 调控参数δa的影响

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果