针对微电网中可时移，柔性，基础负荷的电价响应模型---代码解析

news2024/11/26 20:29:44

前言：

在上两篇帖子中，讲解了我对于粒子群算法的理解，站在巨人的肩膀上去回望：科研前辈们确实非常牛逼，所以它才成为了非常经典的算法。这篇帖子主要是想分享一下，对于微电网、电力系统的论文中，经常提及的负荷电价响应模型的概念，进行代码解析以及编程思路的复盘。本篇的风格将继续延续以往，需要具有的基础：MATLAB编程基础（能读代码），能静下来阅读的能力。

越发就觉得，文本阅读，是真正效率最高的知识传递形式。

基础知识：

1.研究电力系统负荷的意义：电力系统存在的初衷，就是满足用户的用电需求，电力系统的发展，可以说是为了更好的满足用户的使用，同时延伸出高效、可靠、安全等一系列概念。其中需要注意的是，用户需要多少电能 = 电力系统供应多少电能，这才是最理想的状态。用户需要多少电能，也就是在电力系统中称之为“负荷”。注意，用户真正需要的电能才是负荷。

若电力系统供电 > 负荷所需，即造成了电力浪费，甚至电力设备的损坏;

若电力系统供电 < 负荷所需，容易导致设备不在额定范围内运行，使得工作效率下降。

2.从电力系统安全性角度来说：电力系统一定要安全，才能够将电量按照要求和指标输送至用户侧，如果电力系统的安全性存在问题，比如：家用设备是220V，50Hz，但是输送过来的电是72Hz，这样一个奇葩的功率变化，导致的就是家电设备无法正常工作，导致设备损毁。如果这样的情况大量存在，那么发电厂发的电约等于没有发电（设备全都无法正常运行）。如果电力系统的损耗巨大，大量能量浪费在传输的路途中，最终的用电成本也是非常高的。

因此，研究电力系统供给电能刚好满足用户需要的电能，即电源侧供电略大于负荷侧，是非常有必要的。

3.因此研究者们相出了两种思路来提电源侧和负荷侧的效率，如下图所示。

这里我介绍的是指定需求响应计划，通过价格策略，鼓励用户调整负荷工作时间，平滑负荷曲线。

4.如何平滑负荷曲线呢？在生活中会有很多种负荷，直流的，交流的，比如电脑，照明，洗衣机，油烟机，路由器，电动汽车等等。平滑负荷曲线的意思就是直接按照比例，在高峰用电时段，降低这些设备的供电量吗？或者说，高峰用电时段关闭大功率电器------------------千万不能在这里搞一刀切。因为设备没有达到额定的工作功率，设备的正常性能无法保证，即，电脑用着用着突然关机了，或者直接无法开机。所以研究者们给出：对负荷进行分类的方案。根据用电设备的重要程度和具体特性，电力系统中的负荷可以分为以下8类。

常用的平滑负荷曲线的方法是：使用实时电价策略，让用户在价格高是降低用电量，电价低是恢复用电量，减少突然高峰和突然低谷的情况。

编程思路：

1.导入24小时内的实时电价数据、基准电价、导入24小时内的负荷数据；----这些都是预测值。

（暂时没有引入微网光伏和风电及储能数据，本篇主要介绍平滑负荷曲线的编程思路）

2.对导入的负荷数据进行分类，不同类的负荷具有不同的特征。

先划分负荷的类型，在本程序中分为：基础负荷（刚性负荷）、柔性负荷（易节约和替代负荷）、易转移负荷（可时移负荷）。保持基础负荷不动、柔性负荷根据价格适当变化，可中断负荷、可时移负荷进行灵活开关和功率增减。---------------这里我也在存疑，论文PDF说的易转移负荷，但是在代码中，使用的更像是柔性负荷，没有考虑到可时移负荷对应的具体功率（这部分功率大小应该是固定的，而不是按照比例细分到其他所有时间段，而是一个或者某几个连续的时间段，比如电动车充电，总不能让电动车50kW功率充2小时变为10kW功率充电10小时吧）--------------------回归正题

3.通过基准电价和实时电价对比，划分高电价时段和低电价时段，分别用两个数组记录。

4.计算高电价时段柔性负荷转移量。（根据文中的公式）将高电价时段中每个小时的柔性负荷转移到低电价段去，那么低电价时段的负荷=原有负荷+每个高电价时段给的转移负荷的叠加求和。

5.计算高电价时段易转移负荷的转移量：具体步骤同4.

6.将每个小时在调度之后的新一轮负荷数值进行叠加，得到新的负荷调度曲线。

7.绘图查看负荷转移数据与实时电价之间的关系。