可再生能源接入下的大规模负荷感知模型及调控策略研究

With the continuous development of the Internet of Energy, management on a large number of flexibility resources on demand side has become an effective means to deal with the volatility of renewable energy access. This program aims at the unbalance result from the large-scale access of intermittent renewable energy, using the dynamic sensing and control on the high polymerizability of flexible load cluster on demand side to match the renewable energy generation, and puts forward the large-scale load situational sensing model and the cluster regulation method under the condition of renewable energy access. Firstly, based on the Cyber-Physical fusion and dynamic parameter extraction technology, the multi-dimensional time-space discrete situational description model of user load is established. Then the unstructured data correlation and the multi-agent coupling are further considered, and the long tail theory for large-scale aggregated load as well as the load situational deduction method are proposed. Finally, the dynamic feedback user load cluster control strategy is proposed, which is based on the minimum impact of user demand, and is analyzed and verified by means of scientific method combined with measurement and simulation, so as to provide theoretical support and technical guidance for new energy consumption in China.

随着能源互联网技术的不断发展，对需求侧大量灵活性资源的有效管理，已成为应对可再生能源接入波动性的有效手段。本项目针对大规模间歇性新能源接入导致的电网不平衡问题，依据以需求侧高聚合性柔性负荷群的动态感知与调控来逆向匹配生产端可再生能源出力的思路，建立可再生能源接入下的大规模负荷态势感知模型，并提出负荷集群调控方法。首先基于信息物理融合及动态参数提取方法，建立时空多维的离散化负荷态势描述模型；其次，计及非结构化数据关联性及多元主体耦合性，提出大规模负荷聚合长尾理论及负荷态势推演方法；最后以用户需求度影响最小化为目标，提出动态反馈式用户负荷集群调控策略，并借助实测与仿真相结合的科学手段进行分析验证，以期对通过负荷群调控实现新能源消纳提供理论支撑。

以新能源为主体的新型电力系统中，充分调动需求侧资源有助于解决电力供应、安全稳定运行等问题。本项目主要研究以下三方面内容：.（1）基于信息物理融合的负荷全景感知及单体负荷模型分析。首先基于信息物理融合架构，研究了负荷状态的实时感知方法，构建了考虑信息通信等影响因素的单体负荷模型及其修正模型，精准描述负荷运行特性和控制机理，实现负荷群可调节潜力的全景感知。.（2）考虑用户行为习惯的大规模聚合负荷深度学习及态势推演方法。面向大规模多能异构负荷，深度挖掘用户负荷特性，提出负荷态势概率预测方法和多元环境下用户行为预测方法，精准感知用户用电习惯。面向不同用户的差异化需求，量化用户行为与激励机制间的关联特性，构建考虑用户多重不确定性的多时间尺度态势推演方法。.（3）面向供需双向互动的精细化负荷动态反馈迭代式集群控制策略。在供需友好双向互动的条件下，针对精细化负荷调控需求，提出负荷模型动态校正方法和动态迭代调控机制，并提出相应的负荷态势指标量化方法，负荷调控精度显著提升；研究大规模聚合家用设备负荷消纳新能源的系统架构，以家用热水器、蓄热式电采暖、热泵等家用设备为例，研究单个设备的响应状态模型、动态调控模型等，考虑时间尺度、用户响应意愿、用户舒适度等多方面，提出该架构下集状态感知、实时分析、科学决策和精确执行于一体的协同控制策略和需求调度策略。 .在项目执行期间，发表了学术论文42篇，其中SCI收录15篇，EI收录18篇；申请国家发明专利8项，已授权1项；培养了博士研究生4名，硕士研究生5名。