一种基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统

摘要

本发明公开了一种基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统，包括：需求侧响应数据模块、负荷预测模块及需求侧响应模块，需求侧响应数据模块包括智能网关、与智能网关信号连接的多个智能采集终端与需求发布侧节点、与需求发布侧节点信号连接的用户响应侧节点及与所述用户响应侧节点信号连接的建筑设备；所述需求侧响应模块包括负荷初步分类单元、可调负荷特性获取单元及可调负荷控制单元；所述可调负荷控制单元包括第一负荷调峰子单元与第二负荷调峰子单元及第一负荷填谷子单元与第二负荷填谷子单元。根据本发明，多类能源形式以及分级方式，对可调负荷进行非价格机制的需求侧响应，实现了需求侧响应控制，从而实现了公平的负荷调度。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑负荷控制的技术领域，特别涉及一种基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统。

背景技术

能源需求侧响应是引导用户根据电力市场价格信号或激励措施，改变其用能策略，在系统高峰或者能源供应紧张时段减少用能，在低谷时段增加用能，从而促进能源供需平衡，保障能源系统稳定运行的行为。在不影响用户基本用能需求的同时，能源需求侧响应会使多方受益，参与能源需求侧响应的用户获得补贴，能源公司降低峰值供电扩容成本。

随着分布式可再生电源、储能设备、电动汽车的接入，使得当前电力系统中的供需界限逐渐模糊,当前电力系统的运行和管理模式也逐渐不能满足各类型能量单元“即插即用”的接入模式，对于需求侧响应及管理提出了挑战。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统，多类能源形式以及分级方式，对可调负荷进行非价格机制的需求侧响应，从负荷侧出发，根据需求侧响应控制区域的负荷，基于时间序列匹配，实现了需求侧响应控制，从而实现了公平的负荷调度。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统，包括：

需求侧响应数据模块、负荷预测模块及需求侧响应模块，需求侧响应数据模块包括智能网关、与智能网关信号连接的多个智能采集终端与需求发布侧节点、与需求发布侧节点信号连接的用户响应侧节点及与所述用户响应侧节点信号连接的建筑设备；

所述需求侧响应模块包括负荷初步分类单元、可调负荷特性获取单元及可调负荷控制单元；

所述可调负荷控制单元包括第一负荷调峰子单元与第二负荷调峰子单元及第一负荷填谷子单元与第二负荷填谷子单元。

优选的，所述负荷预测模块包括对建筑冷、热、气、电的负荷预测，通过负荷预测模块预测出需求侧响应控制区域的负荷时序，作为进行需求侧响应的基准和决策依据。

优选的，所述负荷初步分类单元用于各类负荷应根据对供能可靠性的要求和中断供能对政治、经济所造成损失或影响的程度进行分级，可划分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。

优选的，所述可调负荷特性获取单元用于以单体建筑的日负荷与需求侧响应控制区域为对象，获取可调负荷的负荷特性数据，且按夏季、冬季、过渡季分类，将具体有：日最大负荷、日最小负荷、日平均负荷、日负荷峰谷差，逐时负荷曲线。

优选的，所述可调负荷控制单元用于以需求侧响应控制区域的预测的负荷时序为基准进行标记，在相对应调节的时间内达到调节的峰值功率时进行对负荷的调节。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：基于负荷时序，设定负荷调峰与负荷填谷规则，控制可调负荷功率变化。多类能源形式以及分级方式，对可调负荷进行非价格机制的需求侧响应，从负荷侧出发，根据需求侧响应控制区域的负荷，基于时间序列匹配，实现了需求侧响应控制，避免了由于价格机制所造成的不公平，回归需求侧响应的本质，即削峰填谷，实现了公平的负荷调度。

附图说明

图1为根据本发明的基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统的需求侧响应数据模块结构示意图；

图2为根据本发明的基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统的可调负荷分类和分布示意图；

图3为根据本发明的基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统的第一负荷调峰子单元与第二负荷调峰子单元的流程图；

图4为根据本发明的基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统的第一负荷填谷子单元与第二负荷填谷子单元的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-4，一种基于多元负荷分级与负荷预测的需求侧响应系统，包括：需求侧响应数据模块、负荷预测模块及需求侧响应模块，需求侧响应数据模块包括智能网关、与智能网关信号连接的多个智能采集终端与需求发布侧节点、与需求发布侧节点信号连接的用户响应侧节点及与所述用户响应侧节点信号连接的建筑设备，需求侧响应数据模块通过基于物联采集技术，需含盖并实现多节点分布式接入的平台类系统。数据监测及交易结算类业务需海量实时采集数据的支撑，数据以海量、实时性、结构化数据，结合建筑自身的建筑自动化系统、能耗监测系统以及公共互联网通信基础设施，通过统一的服务化平台为平台的各类业务应用提供数据支撑，并指导运营工作开展；

所述需求侧响应模块包括负荷初步分类单元、可调负荷特性获取单元及可调负荷控制单元，所述可调负荷控制单元包括第一负荷调峰子单元与第二负荷调峰子单元及第一负荷填谷子单元与第二负荷填谷子单元。

进一步的，所述负荷预测模块包括对建筑冷、热、气、电的负荷预测，通过负荷预测模块预测出需求侧响应控制区域的负荷时序，作为进行需求侧响应的基准和决策依据，负荷预测模块通过线性、非线性，时间序列、人工神经网络，机理模型、数据驱动模型各类预测方法。

进一步的，所述负荷初步分类单元用于各类负荷应根据对供能可靠性的要求和中断供能对政治、经济所造成损失或影响的程度进行分级，可划分为一级负荷、二级负荷和三级负荷，其中符合下列情况之一时，应为一级负荷：

1.中断供能将造成人身伤亡时。

2.中断供能将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱且需要长时间才能恢复。

3.中断供能将影响有重大政治、经济意义的用能单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所用能单位中的重要负荷。在一级负荷中，当中断供能将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供能的负荷，应视为特别重要的负荷。

符合下列情况之一时，应为二级负荷：

1.中断供能将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。

2.中断供能将影响重要用能单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用能单位中的重要负荷，以及中断供能将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。

不属于一级和二级负荷者应为三级负荷，三级负荷允许短时暂停供能。

进一步的，所述可调负荷特性获取单元用于以单体建筑的日负荷与需求侧响应控制区域为对象，获取可调负荷的负荷特性数据，且按夏季、冬季、过渡季分类，将具体有：日最大负荷、日最小负荷、日平均负荷、日负荷峰谷差，逐时负荷曲线。

进一步的，所述可调负荷控制单元对获取的负荷曲线进行用电峰谷时间段的划分。目前常采用峰谷平分段计价，即高峰时用电高于平均，低谷时用电低于平价，峰谷平三个时段存在互不相容的关系，旨在减少高峰用电、鼓励低谷用电。一般可将一天平分为三个时间段，每段以8小时为宜。如高峰时间段为08：30-11：30和18：00-23：00；平时段为07：00-08：30和11：30-18：00；低谷时段为23：00-7：00。峰谷时间段的分配是灵活的，可根据各地各个季节和峰谷负荷出现时间的不同进而具体调整各个时间段。

进一步的，所述可调负荷控制单元用于以需求侧响应控制区域的预测的负荷时序为基准进行标记，在相对应调节的时间内达到调节的峰值功率时进行对负荷的调节，记需调节的峰值功率为P

参照图3，对于负荷调峰子单元，设定以下规则：

规则一：第一负荷调峰子单元：若T

规则二：第二负荷调峰子单元：对于T

参照图4，对于负荷填谷子单元，设定以下规则：

规则三：第一负荷填谷子单元：若T

规则四：第二负荷填谷子单元：对于T

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的，对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。