一種需求響應控制系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種需求響應控制系統及方法，以增強需求響應控制的有效性和互動性，該系統包括：總控制代理模塊，用于根據上級電網發送的第一負荷削減信息和局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，將負荷控制方案發送給對應的局部控制代理模塊；局部控制代理模塊，用于向總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，接收總控制代理模塊發送的第二負荷削減量信息，根據第二負荷削減量信息和保存的第二可控負荷資源信息，生成用于負荷代理模塊的第一動作指令，并將第一動作指令發送給負荷代理模塊；負荷代理模塊，用于響應第一動作指令，變更負荷的運行狀態。
【專利說明】一種需求響應控制系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能電網【技術領域】，具體涉及一種需求響應控制系統及方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著社會的快速發展，電力需求持續強勁增長，電力供求矛盾及節能減排壓力日益嚴峻，傳統電力系統根據負載調整供電的運行模式的弊端日益顯現。如何從用戶側角度著手，通過“網-荷”協調互動實現電網動態供需平衡，改善電網峰谷差，化解資源和環境壓力成為未來電網的必然發展方向，智能電網正是人們為未來電網設定的理想解決方案。
[0003]需求響應(Demand Response,簡稱DR)即電力需求響應,是指當電力批發市場價格升高或系統可靠性受威脅時，電力用戶接收到供電方發出的誘導性減少負荷的直接補償通知或者電力價格上升信號后，改變其固有的習慣用電模式，達到減少或者推移某時段的用電負荷而響應電力供應，從而保障電網穩定，并抑制電價上升的短期行為。需求響應是實踐智能電網“網-荷”協調互動理念的應用之一，能夠輔助電網在不增加發電成本和容量的前提下有效解決電網可靠性和峰值需求管理等問題。
[0004]在現有技術中，需求響應控制的方法通常采用集中式控制，而隨著智能電網技術的迅猛發展，多樣化負荷存在分布式特性和靈活多變的控制方式，集中式處理無法及時有效地進行需求響應控制。同時，現有技術中需求響應控制的方法還處于電網主導、用戶被動接受的階段，需求響應參與計劃由各用戶以被動響應價格的形式獲得，沒有充分考慮用戶側的用電意愿和互動特性，難以保證用戶與電網之間的精準、按需匹配。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明的主要目的是提供一種需求響應控制系統及方法，以解決現有技術中需求響應控制集中式控制存在無法及時有效控制并缺乏與用戶側的互動，難以保證用戶與電網之間的精準、按需匹配的技術問題。
[0006]為解決上述問題，本發明提供的技術方案如下:
[0007]一種需求響應控制系統，所述系統包括:
[0008]設置于區域層的總控制代理模塊，設置于用戶層的局部控制代理模塊以及設置于設備層的負荷代理模塊；
[0009]所述總控制代理模塊與若干個所述局部控制代理模塊相連，每個所述局部控制代理模塊與所述負荷代理模塊相連；
[0010]所述總控制代理模塊，用于根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，所述負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，并將所述負荷控制方案發送給對應的局部控制代理t旲塊；
[0011]所述局部控制代理模塊，用于向所述總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，接收所述總控制代理模塊發送的所述第二負荷削減量信息，根據所述第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于所述負荷代理模塊的第一動作指令，并將所述第一動作指令發送給所述負荷代理模塊；
[0012]所述負荷代理模塊，用于響應所述第一動作指令，變更負荷的運行狀態。
[0013]相應的，所述總控制代理模塊包括:
[0014]第一可控負荷資源庫，用于保存用戶提交的第一可控負荷資源信息，所述第一可控負荷資源信息包括負荷互動方式、負荷控制量、負荷補償價格、可控時段；
[0015]第一控制決策模型，用于設置第一優化目標以及第一約束條件；
[0016]智能算法計算單元，根據上級電網發送的第一負荷削減信息、所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息以及所述第一控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成負荷控制方案。
[0017]相應的，所述總控制代理模塊還包括:
[0018]聚類單元，用于利用歷史負荷數據信息對負荷曲線進行聚類分析，生成不同局部控制代理模塊對應的需求響應建議，以使對應的局部控制代理模塊根據所述需求響應建議生成需要發送的第一可控負荷資源信息。
[0019]相應的，所述總控制代理模塊還包括:
[0020]反饋分析單元，接收局部控制代理模塊反饋的負荷運行狀態信息，根據所述負荷運行狀態信息對所述第一控制決策模型進行調整。
[0021]相應的，所述局部控制代理模塊包括:
[0022]基于激勵的需求響應單元以及第二可控負荷資源庫；
[0023]所述第二可控負荷資源庫，用于保存所述負荷代理模塊提供的第二可控負荷資源信息，所述第二可控負荷資源信息包括互動型負荷運行狀態信息、可中斷與可轉移負荷運行狀態信息；
[0024]所述激勵的需求響應單元,包括:
[0025]負荷指令生成子單元，用于接收所述總控制代理模塊發送的所述第二負荷削減量信息，根據所述第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于所述負荷代理模塊的第一動作指令；
[0026]第一負荷指令發送子單元，用于將所述第一動作指令發送給對應的負荷代理模塊；
[0027]需求響應計劃生成子單元，用于根據所述總控制代理模塊發送的需求響應建議以及所述第二可控負荷資源信息，生成需要發送的第一可控負荷資源信息；或者，根據所述第二可控負荷資源信息直接生成需要發送的第一可控負荷資源信息。
[0028]相應的，所述局部控制代理模塊還包括:
[0029]基于價格的需求響應單元,所述基于價格的需求響應單元包括:
[0030]第二控制決策模型，用于設置第二優化目標以及第二約束條件；
[0031]智能算法計算子模塊，用于根據所述總控制代理模塊發送的電網運行狀態信息、電價策略信息、所述第二可控負荷資源信息以及所述第二控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成用于所述負荷代理模塊的第二動作指令；
[0032]第二負荷指令發送子單元，用于將所述第二動作指令發送給對應的負荷代理模塊。
[0033]相應的，所述局部控制代理模塊還包括:
[0034]負荷信息上傳單元，用于向所述總控制代理模塊反饋負荷運行狀態信息。
[0035]相應的，所述負荷代理模塊包括:
[0036]分布式電源代理模塊、儲能裝置代理模塊、智能設備代理模塊、電動汽車充放電設備代理模塊以及一般設備負荷代理模塊。
[0037]一種需求響應控制方法，所述方法包括:
[0038]總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，所述負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，并將所述負荷控制方案發送給對應的局部控制代理模塊；
[0039]局部控制代理模塊向所述總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，接收所述總控制代理模塊發送的所述第二負荷削減量信息，根據所述第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于所述負荷代理模塊的第一動作指令，并將所述第一動作指令發送給所述負荷代理模塊；
[0040]負荷代理模塊響應所述第一動作指令，變更負荷的運行狀態。
[0041]相應的，所述總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，包括:
[0042]總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息、所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息以及建立的第一控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成負荷控制方案；所述第一控制決策模型包括設置的第一優化目標以及第一約束條件；
[0043]所述第一可控負荷資源信息包括負荷互動方式、負荷控制量、負荷補償價格、可控時段；所述第二可控負荷資源信息包括互動型負荷運行狀態信息、可中斷與可轉移負荷運行狀態信息。
[0044]相應的,所述方法還包括:
[0045]所述總控制代理模塊利用歷史負荷數據信息對負荷曲線進行聚類分析，生成不同局部控制代理模塊對應的需求響應建議，以使對應的局部控制代理模塊根據所述需求響應建議生成需要發送的第一可控負荷資源信息；
[0046]所述局部控制代理模塊向所述總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，包括:
[0047]所述局部控制代理模塊根據所述總控制代理模塊發送的需求響應建議以及所述第二可控負荷資源信息，生成第一可控負荷資源信息并發送給所述總控制代理模塊；或者，根據所述第二可控負荷資源信息直接生成第一可控負荷資源信息并發送給所述總控制代理模塊。
[0048]相應的，所述方法還包括:
[0049]所述局部控制代理模塊向所述總控制代理模塊反饋負荷運行狀態信息；
[0050]所述總控制代理模塊接收局部控制代理模塊反饋的負荷運行狀態信息，根據所述負荷運行狀態信息對所述第一控制決策模型進行調整。
[0051]相應的，所述方法還包括:[0052]所述局部控制代理模塊根據所述總控制代理模塊發送的電網運行狀態信息、電價策略信息、所述第二可控負荷資源信息以及建立的第二控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成用于所述負荷代理模塊的第二動作指令，并將所述第二動作指令發送給所述負荷代理模塊；第二控制決策模型包括設置的第二優化目標以及第二約束條件。
[0053]由此可見，本發明具有如下有益效果:
[0054]本發明實施例建立了由區域層總控制代理模塊、用戶側局部控制代理模塊以及設備側負荷代理模塊組成的多代理控制系統，實現分層分級控制，通過總控制代理模塊將負荷控制方案發送給各個局部控制代理模塊，由局部控制代理模塊控制負荷執行負荷控制方案，即將控制權分散到各個局部控制代理模塊，讓其有一定的自主權和智能性，由局部控制代理模塊根據自身負荷運行模式、電網當前運行狀態等信息自行改變用電行為的分布式協調控制方式，可以有效克服集中式負荷控制的局限性。同時，本發明實施例通過局部控制代理模塊直接上報或者根據總控制代理模塊發送的需求響應建議，上報需求響應參與計劃，充分考慮了用戶側意愿和電網側的運行需求，實現供需雙方的按需匹配。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1為本發明需求響應控制系統實施例的示意圖；
[0056]圖2為本發明需求響應控制系統實施例的應用示意圖；
[0057]圖3為本發明需求響應控制系統實施例中總控制代理模塊的示意圖；
[0058]圖4為本發明需求響應控制系統實施例中總控制代理模塊的工作過程示意圖；
[0059]圖5為本發明需求響應控制系統實施例中具體控制代理模塊實施例一的示意圖；
[0060]圖6為本發明需求響應控制系統實施例中具體控制代理模塊實施例二的示意圖；
[0061]圖7為本發明需求響應控制系統實施例中具體控制代理模塊的工作過程示意圖；
[0062]圖8為本發明需求響應控制方法實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0063]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明實施例作進一步詳細的說明。
[0064]需求響應作為實踐智能電網“網-荷”協調互動理念的應用之一，是一系列為了平衡電力供需而采取的行動，能夠輔助電網在不增加發電成本和容量的前提下有效解決電網可靠性和峰值需求管理等問題。具體地，需求響應DR的基本形式可以包括基于價格的DR與基于激勵的DR，其中基于價格的DR是用戶為響應電價變化而實施的削峰或者移峰行為；基于激勵的DR是用戶自愿以中斷電力使用的方式換取經濟激勵的行為。隨著智能電網建設的深入推進，儲能設備、電動汽車、智能家電、智能建筑等多樣化負荷在用電環節的滲透越發廣泛，需求響應控制的實現過程面臨新的挑戰。為了更好的適應多樣化負荷的分布式特性和靈活多變的控制方式，為此本發明實施例提供一種充分兼顧基于價格的與基于激勵的兩種DR基本形式、采用集中-分散控制模式的需求響應控制系統及方法。
[0065]參見圖1所示，本發明實施例中需求響應控制系統實施例可以包括:
[0066]設置于區域層的總控制代理模塊101，設置于用戶層的局部控制代理模塊102以及設置于設備層的負荷代理模塊103。[0067]總控制代理模塊與若干個局部控制代理模塊相連，每個局部控制代理模塊與負荷代理模塊相連。
[0068]總控制代理模塊，用于根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，并將負荷控制方案發送給對應的局部控制代理模塊。
[0069]局部控制代理模塊，用于向總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，接收總控制代理模塊發送的第二負荷削減量信息，根據第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于負荷代理模塊的第一動作指令，并將第一動作指令發送給負荷代理模塊。
[0070]負荷代理模塊，用于響應第一動作指令，變更負荷的運行狀態。
[0071]在本發明的一些實施例中，負荷代理模塊可以包括:
[0072]分布式電源代理模塊、儲能裝置代理模塊、智能設備代理模塊、電動汽車充放電設備代理模塊以及一般設備負荷代理模塊。
[0073]本發明實施例實現了基于多Agent的需求響應控制框架，建立了由區域層總控制Agent、用戶層局部控制Agent和設備側負荷Agent組成的多代理控制系統。多代理系統(Multi Agent System,MAS)是一個松散f禹合的Agent網絡,可以由多個分布和并行工作的Agent組成，這些Agent代表了在某種環境下的實際或虛擬的自治實體，按照事先約定的語言和協議進行通信和合作，各Agent成員的活動是自治和獨立的，其自身的目標和行為不受其它Agent成員的限制。
[0074]參見圖2所示，在實際應用中，本發明實施例中，可以將區域層的能效協調優化系統作為總控制Agent，用戶層的能效協調優化系統作為局部控制Agent，底層的分布式電源、儲能裝置、智能設備等作為負荷Agent。
[0075]總控制Agent的主要功能是對接入電網的多樣化負荷(工業用戶、建筑樓宇、居民小區)的電能信息進行綜合展示和分析，綜合上級電網發送的第一負荷削減信息及局部控制Agent提交的第一可控負荷資源信息，根據人工智能算法自動生成負荷控制方案，負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，從而完成負荷削減量分配，保證電網安全穩定運行。在具體應用中，區域層總控制Agent可以包括用于負荷形態預測與聚類的聚類單元、第一可控負荷資源庫、智能算法計算單元以及指令發送和反饋分析等部分。總控制Agent與上級電網代理之間可以進行信息交互，獲取區域各用戶的歷史負荷數據、電網運行狀態、第一負荷削減量信息等。總控制Agent和局部控制Agent之間可以通過通信實時監控局部控制Agent即通信接口進行信息交互，實現各個局部控制Agent之間的協調調度，從而完成區域層的需求響應控制任務。
[0076]局部控制Agent的主要功能是對單點用戶內部的多樣化設備側負荷(智能設備、儲能裝置、分布式電源、一般設備負荷等)進行管理，當接收到總控制Agent發送的第二負荷削減量信息時，綜合底層用電負荷的第二可控負荷資源信息，例如運行時間、重要程度以及分布式電源、儲能裝置等互動性負荷的運行狀態、供電能力等信息生成用于負荷Agent的動作指令，完成負荷削減指標，同時保證用戶所受影響較小；另外，局部控制Agent也可以結合電網當前運行狀態、電價政策、多樣化負荷的運行條件，制定基于電價的需求響應控制方案，對底層多樣化負荷進行優化調度，實現單點用戶內部用電成本節約和能效提升。
[0077]設備側負荷作為獨立的負荷Agent運行，受局部Agent和總控制Agent的管理，當接收到局部Agent或總控制Agent的控制指令后更改自身運行方式,具有一定的反應性和適應性。
[0078]在本發明實施例中，多樣化負荷是一個廣義的、具有層次性的概念，可以包括基本的用電設備個體、分布式電源、儲能裝置、工業用戶、建筑樓宇、居民社區等。對于總控制Agent來說，電網與多樣化負荷之間的協調互動既可以是電網與工業用戶、建筑樓宇、居民社區這種大型負荷之間的協調互動，也可以是與基本用電設備、分布式電源、儲能裝置等底層設備負荷之間的協調互動。
[0079]下面分別對總控制代理模塊以及局部控制代理模塊的具體實現分別進行說明:
[0080]一、總控制代理模塊
[0081]參見圖3所示，在本發明的一些實施例中，總控制代理模塊可以包括:
[0082]第一可控負荷資源庫301，用于保存用戶提交的第一可控負荷資源信息，第一可控負荷資源信息可以包括負荷互動方式、負荷控制量、負荷補償價格、可控時段；
[0083]第一控制決策模型302,用于設置第一優化目標以及第一約束條件；
[0084]智能算法計算單元303，根據上級電網發送的第一負荷削減信息、局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息以及第一控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成負荷控制方案。在本發明的一些實施例中，總控制代理模塊還可以包括:
[0085]聚類單元，用于利用歷史負荷數據信息對負荷曲線進行聚類分析，生成不同局部控制代理模塊對應的需求響應建議，以使對應的局部控制代理模塊根據需求響應建議生成需要發送的第一可控負荷資源信息。
[0086]具體的，在第一可控負荷資源庫建立的過程中，為了避免用戶提交信息的盲目性，可以預先利用歷史負荷數據信息對不同用戶的負荷曲線進行分析，提取最能代表該用戶負荷特性的典型負荷曲線并對用戶進行分類，生成不同局部控制代理模塊對應的需求響應建議。
[0087]在本發明的一些實施例中，總控制代理模塊還包括:
[0088]反饋分析單元，接收局部控制代理模塊反饋的負荷運行狀態信息，根據負荷運行狀態信息對第一控制決策模型進行調整。
[0089]也就是說，總控制Agent可以根據局部控制Agent反饋的信息，對第一控制決策模型進行修正。
[0090]參見圖4所示，在本發明實施例中，總控制代理模塊的工作原理是:
[0091](I)第一可控負荷資源庫的建立。第一可控負荷資源庫建立是需求響應控制實現的關鍵，其中包括用戶以何種方式參與需求響應互動，還可以包括激勵用戶參與需求響應互動的價格機制。在第一可控負荷資源庫建立過程中為了避免用戶提交的需求響應參與計劃即第一可控負荷資源信息的盲目性，總控制Agent可以首先利用歷史負荷信息對多樣化用戶的負荷曲線形態進行預測和聚類分析，提取最能夠代表用戶負荷特征的典型負荷曲線并對典型曲線進行聚類分析，從而結合用戶的生產、生活性質有針對性地為具有相同特征的用戶提供適合的需求響應互動建議，包括負荷中斷、負荷轉移等互動模式，輔助需求響應控制的實施。局部控制Agengt可以根據總控制Agent推送的需求響應建議,制定并上報符合用戶自身情況的需求響應參與計劃即第一可控負荷資源信息(第一可控負荷資源信息可以包括負荷互動方式、負荷控制量、負荷補償價格、可控時段等內容)，總控制Agent將參與需求響應控制的用戶提交的第一可控負荷資源信息列入第一可控負荷資源信息庫。
[0092](2)需求響應控制方案生成與發送。總控制Agent結合上層電網發送的第一負荷削減信息以及調控時段要求，設置多優化目標(如電網損失收益最小、用戶用電受影響范圍最小、方案執行的可靠程度最高等)和約束條件建立第一控制決策模型，結合第一可控負荷資源信息，利用智能算法計算單元自動生成滿足目標要求的需求響應負荷控制方案，其中智能算法可以是多目標優化算法等智能算法，本發明在此不進行限定。負荷控制方案生成以后可以發送至相應的局部控制Agent,由局部控制Agent具體生成用于負荷Agent的動作指令。
[0093](3)需求響應負荷控制效果分析。總控制Agent可以根據局部Agent反饋的負荷控制執行情況，對負荷控制方案的執行效果進行跟蹤和分析，從而為第一控制決策模型提供修正信息。
[0094]二、局部控制代理模塊
[0095]參見圖5所示，在本發明的一些實施例中，局部控制代理模塊可以包括:
[0096]基于激勵的需求響應單元501以及第二可控負荷資源庫502 ；
[0097]第二可控負荷資源庫，用于保存負荷代理模塊提供的第二可控負荷資源信息，第二可控負荷資源信息包括互動型負荷運行狀態信息、可中斷與可轉移負荷運行狀態信息；
[0098]其中，激勵的需求響應單元可以包括:
[0099]負荷指令生成子單元503，用于接收總控制代理模塊發送的第二負荷削減量信息，根據第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于負荷代理模塊的第一動作指令；
[0100]第一負荷指令發送子單元504，用于將第一動作指令發送給對應的負荷代理模塊；
[0101]需求響應計劃生成子單元505，用于根據總控制代理模塊發送的需求響應建議以及第二可控負荷資源信息，生成需要發送的第一可控負荷資源信息；或者，根據第二可控負荷資源信息直接生成需要發送的第一可控負荷資源信息。
[0102]參見圖6所示，在本發明的一些實施例中，局部控制代理模塊還可以包括:
[0103]基于價格的需求響應單元601,基于價格的需求響應單元包括:
[0104]第二控制決策模型602，用于設置第二優化目標以及第二約束條件；
[0105]智能算法計算子模塊603，用于根據總控制代理模塊發送的電網運行狀態信息、電價策略信息、第二可控負荷資源信息以及第二控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成用于負荷代理模塊的第二動作指令；
[0106]第二負荷指令發送子單元604，用于將第二動作指令發送給對應的負荷代理模塊。
[0107]局部控制Agent對單點用戶內部的負荷Agent進行管理,實時監控負荷Agent的運行狀態，協調調度各負荷Agent以完成需求響應控制計劃。如果用戶主動向總控制Agent申報了需求響應參與計劃，則局部控制Agent實時判斷是否有總控制Agent發送的新信息。當局部Agent在總控制Agent生成的第一可控負荷資源庫內，并接收到總控制Agent發送的第二負荷削減量指令時，可以綜合底層用電負荷Agent的運行時間、重要程度以及分布式電源、儲能裝置等互動性負荷的運行狀態、供電能力等信息生成負荷Agent的動作指令，完成負荷削減指標，同時保證用戶所受影響較小。
[0108]局部控制代理模塊可以分為基于激勵的需求響應控制以及基于價格的需求響應控制兩部分內容，如果用戶未參與基于激勵的需求響應，局部控制Agent可以自主根據當前電網運行狀態以及電價政策制定基于價格的需求響應控制方案，“多用谷時電，少用峰時電”，從而降低電能成本支出。
[0109]另外，在本發明的一些實施例中，局部控制代理模塊還可以包括:
[0110]負荷信息上傳單元，用于向總控制代理模塊反饋負荷運行狀態信息。
[0111]參見圖7所示，在本發明實施例中，局部控制代理模塊的工作原理是:
[0112](I)第二可控負荷資源庫的建立。局部控制Agent維護的第二可控負荷資源與總控制Agent維護的第一可控負荷資源所對應的負荷范疇、定義和信息都不相同。第二可控負荷資源主要是針對的底層負荷設備，根據負荷與電網的交互方式，將可控負荷資源庫分為互動型負荷運行狀態庫和可中斷與可轉移負荷庫兩部分，主要維護的第二可控負荷資源信息包括互動型負荷運行狀態信息、可中斷與可轉移負荷運行狀態信息。例如負荷當前運行狀態、額定容量、重要等級、正常開機與關機時間、最小連續運行時間、最大可中斷時間、最大受控次數等。
[0113](2)負荷動作指令生成與發送。如果用戶的負荷運行模式具有較大靈活性和可調性，并且想通過適當的用電行為調整獲取經濟補償，則可主動申報參與基于激勵的需求響應，此時局部控制Agent可以根據第二可控負荷資源庫內的信息統計用戶的可控負荷總量、需求互動模式、調控持續時間、補償價格等，據此生成經濟效益最佳的需求響應參與計劃即第一可控負荷資源信息，并將此計劃申報至總控制Agent。當區域總控制Agent有調峰需求并接收到總控制Agent發送的第二負荷削減量信息時,局部控制Agent綜合第二負荷削減量信息以及第二可控負荷資源庫中的第二可控負荷資源信息生成負荷Agent的動作指令并發送。另外，局部控制Agent也可以結合電網當前運行狀態、電價政策、第二可控負荷資源信息，建立滿足一定優化目標(如用戶舒適度受影響最小、用電成本最低)和約束條件的第二控制決策模型，利用智能算法自動生成基于電價的需求響應控制方案。基于價格的DR控制方案與基于激勵的DR控制方案相輔相成，互為補充。
[0114](3)用戶負荷數據上傳。局部控制Agent定時向總控制Agent推送負荷相關數據，支撐總控制Agent對需求響應執行效果進行跟蹤和分析，修正模型參數，并以此為依據向用戶下發相應的經濟補償。
[0115]這樣，本發明實施例建立了由區域層總控制代理模塊、用戶側局部控制代理模塊以及設備側負荷代理模塊組成的多代理控制系統，實現分層分級控制，通過總控制代理模塊將負荷控制方案發送給各個局部控制代理模塊，由局部控制代理模塊控制負荷執行負荷控制方案，即將控制權分散到各個局部控制代理模塊，讓其有一定的自主權和智能性，由局部控制代理模塊根據自身負荷運行模式、電網當前運行狀態等信息自行改變用電行為的分布式協調控制方式，可以有效克服集中式負荷控制的局限性。同時，本發明實施例通過局部控制代理模塊直接上報或者根據總控制代理模塊發送的需求響應建議，上報需求響應參與計劃，充分考慮了用戶側意愿和電網側的運行需求，實現供需雙方的按需匹配。
[0116]具體的，本發明實施例主要集中了多代理系統的自治性、主動性以及協作和協商等優點，同時在需求響應分析控制實現過程中充分考慮電網與用戶之間的雙向互動性，基于激勵的DR涵蓋需求側競價、可中斷負荷控制以及直接負荷控制三種實現手段，通過電網向用戶推送互動模式建議以及用戶主動申報需求響應參與計劃，將互動用戶角色從價格接受者轉變為價格提供者，保證用戶參與的積極性和需求側管理的有效性。采用分層、分級的控制方式，各代理之間既協作又獨立，整個控制框架具有較好的魯棒性和靈活性，同一時刻運行的代理數不受限制，一個代理加入或退出時，其他代理會根據邏輯關系迅速調整協調控制策略。
[0117]相應的，本發明實施例還提供一種需求響應控制方法實施例，參見圖8所示，該方法可以包括:
[0118]步驟801:總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，并將負荷控制方案發送給對應的局部控制代理模塊；
[0119]步驟802:局部控制代理模塊向總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，接收總控制代理模塊發送的第二負荷削減量信息，根據第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于負荷代理模塊的第一動作指令，并將第一動作指令發送給負荷代理模塊；
[0120]步驟803:負荷代理模塊響應第一動作指令，變更負荷的運行狀態。
[0121]在本發明的一些實施例中，總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案的實現可以包括:
[0122]總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息、局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息以及建立的第一控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成負荷控制方案；第一控制決策模型包括設置的第一優化目標以及第一約束條件；
[0123]第一可控負荷資源信息包括負荷互動方式、負荷控制量、負荷補償價格、可控時段；第二可控負荷資源信息包括互動型負荷運行狀態信息、可中斷與可轉移負荷運行狀態信息。
[0124]在本發明的一些實施例中，本發明實施例需求響應控制方法還可以包括:
[0125]總控制代理模塊利用歷史負荷數據信息對負荷曲線進行聚類分析，生成不同局部控制代理模塊對應的需求響應建議，以使對應的局部控制代理模塊根據需求響應建議生成需要發送的第一可控負荷資源信息；
[0126]局部控制代理模塊向總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，包括:
[0127]局部控制代理模塊根據總控制代理模塊發送的需求響應建議以及第二可控負荷資源信息，生成第一可控負荷資源信息并發送給總控制代理模塊；或者，根據第二可控負荷資源信息直接生成第一可控負荷資源信息并發送給總控制代理模塊。
[0128]在本發明的一些實施例中，本發明實施例需求響應控制方法還可以包括:
[0129]局部控制代理模塊向總控制代理模塊反饋負荷運行狀態信息；
[0130]總控制代理模塊接收局部控制代理模塊反饋的負荷運行狀態信息，根據負荷運行狀態信息對第一控制決策模型進行調整。[0131]在本發明的一些實施例中，本發明實施例需求響應控制方法還可以包括:
[0132]局部控制代理模塊根據總控制代理模塊發送的電網運行狀態信息、電價策略信息、第二可控負荷資源信息以及建立的第二控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成用于負荷代理模塊的第二動作指令，并將第二動作指令發送給負荷代理模塊；第二控制決策模型包括設置的第二優化目標以及第二約束條件。
[0133]這樣，本發明實施例建立了由區域層總控制代理模塊、用戶側局部控制代理模塊以及設備側負荷代理模塊組成的多代理控制系統，實現分層分級控制，通過總控制代理模塊將負荷控制方案發送給各個局部控制代理模塊，由局部控制代理模塊控制負荷執行負荷控制方案，即將控制權分散到各個局部控制代理模塊，讓其有一定的自主權和智能性，由局部控制代理模塊根據自身負荷運行模式、電網當前運行狀態等信息自行改變用電行為的分布式協調控制方式，可以有效克服集中式負荷控制的局限性。同時，本發明實施例通過局部控制代理模塊直接上報或者根據總控制代理模塊發送的需求響應建議，上報需求響應參與計劃，充分考慮了用戶側意愿和電網側的運行需求，實現供需雙方的按需匹配。
[0134]需要說明的是，本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統或裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0135]還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設
備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，并不
排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0136]結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或【技術領域】內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
[0137]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種需求響應控制系統，其特征在于，所述系統包括: 設置于區域層的總控制代理模塊，設置于用戶層的局部控制代理模塊以及設置于設備層的負荷代理模塊； 所述總控制代理模塊與若干個所述局部控制代理模塊相連，每個所述局部控制代理模塊與所述負荷代理模塊相連； 所述總控制代理模塊，用于根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，所述負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，并將所述負荷控制方案發送給對應的局部控制代理模塊； 所述局部控制代理模塊，用于向所述總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，接收所述總控制代理模塊發送的所述第二負荷削減量信息，根據所述第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于所述負荷代理模塊的第一動作指令，并將所述第一動作指令發送給所述負荷代理模塊； 所述負荷代理模塊，用于響應所述第一動作指令，變更負荷的運行狀態。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述總控制代理模塊包括: 第一可控負荷資源庫，用于保存用戶提交的第一可控負荷資源信息，所述第一可控負荷資源信息包括負荷互動方式、負荷控制量、負荷補償價格、可控時段； 第一控制決策模型，用于設置第一優化目標以及第一約束條件； 智能算法計算單元，根據上級電網發送的第一負荷削減信息、所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息以及所述第一控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成負荷控制方案。`
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述總控制代理模塊還包括: 聚類單元，用于利用歷史負荷數據信息對負荷曲線進行聚類分析，生成不同局部控制代理模塊對應的需求響應建議，以使對應的局部控制代理模塊根據所述需求響應建議生成需要發送的第一可控負荷資源信息。
4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述總控制代理模塊還包括: 反饋分析單元，接收局部控制代理模塊反饋的負荷運行狀態信息，根據所述負荷運行狀態信息對所述第一控制決策模型進行調整。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述局部控制代理模塊包括: 基于激勵的需求響應單元以及第二可控負荷資源庫； 所述第二可控負荷資源庫，用于保存所述負荷代理模塊提供的第二可控負荷資源信息，所述第二可控負荷資源信息包括互動型負荷運行狀態信息、可中斷與可轉移負荷運行狀態信息； 所述激勵的需求響應單元，包括: 負荷指令生成子單元，用于接收所述總控制代理模塊發送的所述第二負荷削減量信息，根據所述第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于所述負荷代理模塊的第一動作指令； 第一負荷指令發送子單元，用于將所述第一動作指令發送給對應的負荷代理模塊； 需求響應計劃生成子單元，用于根據所述總控制代理模塊發送的需求響應建議以及所述第二可控負荷資源信息，生成需要發送的第一可控負荷資源信息；或者，根據所述第二可控負荷資源信息直接生成需要發送的第一可控負荷資源信息。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述局部控制代理模塊還包括: 基于價格的需求響應單元，所述基于價格的需求響應單元包括: 第二控制決策模型，用于設置第二優化目標以及第二約束條件； 智能算法計算子模塊，用于根據所述總控制代理模塊發送的電網運行狀態信息、電價策略信息、所述第二可控負荷資源信息以及所述第二控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成用于所述負荷代理模塊的第二動作指令； 第二負荷指令發送子單元，用于將所述第二動作指令發送給對應的負荷代理模塊。
7.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述局部控制代理模塊還包括: 負荷信息上傳單元，用于向所述總控制代理模塊反饋負荷運行狀態信息。
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述負荷代理模塊包括: 分布式電源代理模塊、儲能裝置代理模塊、智能設備代理模塊、電動汽車充放電設備代理模塊以及一般設備負荷代理模塊。
9.一種需求響應控制方法，其特征在于，所述方法包括: 總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息 ，生成負荷控制方案，所述負荷控制方案包括不同局部控制代理模塊對應的第二負荷削減量信息，并將所述負荷控制方案發送給對應的局部控制代理模塊； 局部控制代理模塊向所述總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，接收所述總控制代理模塊發送的所述第二負荷削減量信息，根據所述第二負荷削減量信息以及保存的第二可控負荷資源信息，生成用于所述負荷代理模塊的第一動作指令，并將所述第一動作指令發送給所述負荷代理模塊； 負荷代理模塊響應所述第一動作指令，變更負荷的運行狀態。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息以及所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息，生成負荷控制方案，包括: 總控制代理模塊根據上級電網發送的第一負荷削減信息、所述局部控制代理模塊提交的第一可控負荷資源信息以及建立的第一控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成負荷控制方案；所述第一控制決策模型包括設置的第一優化目標以及第一約束條件； 所述第一可控負荷資源信息包括負荷互動方式、負荷控制量、負荷補償價格、可控時段；所述第二可控負荷資源信息包括互動型負荷運行狀態信息、可中斷與可轉移負荷運行狀態信息。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 所述總控制代理模塊利用歷史負荷數據信息對負荷曲線進行聚類分析，生成不同局部控制代理模塊對應的需求響應建議，以使對應的局部控制代理模塊根據所述需求響應建議生成需要發送的第一可控負荷資源信息； 所述局部控制代理模塊向所述總控制代理模塊發送第一可控負荷資源信息，包括: 所述局部控制代理模塊根據所述總控制代理模塊發送的需求響應建議以及所述第二可控負荷資源信息，生成第一可控負荷資源信息并發送給所述總控制代理模塊；或者，根據所述第二可控負荷資源信息直接生成第一可控負荷資源信息并發送給所述總控制代理模塊。
12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 所述局部控制代理模塊向所述總控制代理模塊反饋負荷運行狀態信息； 所述總控制代理模塊接收局部控制代理模塊反饋的負荷運行狀態信息，根據所述負荷運行狀態信息對所述第一控制決策模型進行調整。
13.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 所述局部控制代理模塊根據所述總控制代理模塊發送的電網運行狀態信息、電價策略信息、所述第二可控負荷資源信息以及建立的第二控制決策模型，利用多目標優化算法自動生成用于所述負荷代理模塊的第二動作指令，并將所述第二動作指令發送給所述負荷代理模塊；第二控制決策 模型包括設置的第二優化目標以及第二約束條件。
【文檔編號】G06F9/44GK103559656SQ201310573876
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】王風雨, 方陳, 謝迎新, 劉茵, 包海龍, 張宇, 黃華煒, 伍亮, 吳毛毛 申請人:國家電網公司, 國網上海市電力公司, 北京國電通網絡技術有限公司, 北京中電飛華通信股份有限公司