塊調(diào)度模式下的智慧小區(qū)自動(dòng)需求響應(yīng)模型

李逸超,劉偉峰, 施泉生

(1.上海電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,上海 201400;2.上海交通大學(xué) 電力傳輸與功率變換控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200240)

0 引 言

智慧小區(qū)作為智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)的重要形態(tài),可在泛在物聯(lián)體系下實(shí)現(xiàn)以智賦能、以智增效,是電網(wǎng)與用戶友好互動(dòng)的關(guān)鍵載體。《智慧社區(qū)建設(shè)指南(試行)》[1]等政策文件的頒布催生了一大批智慧小區(qū)試點(diǎn)[2-4]。一般而言,智慧小區(qū)運(yùn)營(yíng)商(smart community operator, SCO)負(fù)責(zé)智慧小區(qū)的運(yùn)維管理,是電網(wǎng)與用戶友好互動(dòng)的能量流和信心流銜接者,需在保障所轄電力用戶正常受電的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)效益的最大化。為此,引導(dǎo)所轄用戶進(jìn)行需求響應(yīng)(demand response, DR)是SCO逼近其期望目標(biāo)的重要手段,有必要探究出在泛在物聯(lián)體系下站SCO立場(chǎng)的調(diào)控模式及策略,以解決現(xiàn)階段小時(shí)級(jí)邀約制DR模式的弊端:靈活但不實(shí)用,高度依賴用戶自主切合負(fù)荷。

區(qū)別于傳統(tǒng)人工邀約制DR,自動(dòng)需求響應(yīng)(automated demand response, ADR)建立在泛在物聯(lián)體系基礎(chǔ)上,不需人工投切負(fù)荷,通過可靠的通信和調(diào)控機(jī)制將調(diào)度指令下發(fā)至所轄用電設(shè)備,之后用電設(shè)備自動(dòng)執(zhí)行DR[5]指令。文獻(xiàn)[6]中的家庭控制器通過ADR機(jī)制調(diào)控所轄家用電器來(lái)高精度的跟蹤電價(jià)波動(dòng),以實(shí)現(xiàn)自身效益最大化;文獻(xiàn)[7]利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電力交易模式的ADR架構(gòu),以保障有序的電力供需平衡。文獻(xiàn)[6-7]均基于完備的物聯(lián)、調(diào)控和量測(cè)體系來(lái)達(dá)成決策者的期望目標(biāo),而智慧小區(qū)也具備這些物理基礎(chǔ),故如何設(shè)計(jì)智慧小區(qū)ADR模式來(lái)提高SCO的DR可靠性、魯棒性和成本效益,顯得十分有必要。

常規(guī)設(shè)計(jì)ADR模式的方法視相鄰調(diào)度時(shí)段獨(dú)立,在滿足可控負(fù)荷經(jīng)濟(jì)需求的基礎(chǔ)上,SCO可在DR物理約束下任意調(diào)整用戶的用電計(jì)劃來(lái)滿足自身期望[8-10]。這類模式具有高度靈活性,但對(duì)工業(yè)級(jí)可控負(fù)荷或居民用戶而言,往往與其用能計(jì)劃的時(shí)段連續(xù)性相悖。文獻(xiàn)[11]以北歐的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)[12]為背景,對(duì)比了小時(shí)交易和塊交易之間的差異,提出了基于靈活塊交易的出清模型。文獻(xiàn)[11-12]均針對(duì)小時(shí)出清模式靈活但不實(shí)用問題提供了塊出清的解決思路,可作為常規(guī)ADR模式的借鑒,而智慧小區(qū)的物理基礎(chǔ)恰能支撐塊調(diào)度模式的ADR順利實(shí)施。

鑒于此,在智慧小區(qū)的物聯(lián)、調(diào)控和量測(cè)體系完備的前提下,參考北歐現(xiàn)貨市場(chǎng)塊出清模式,提出了常規(guī)塊ADR策略和可移動(dòng)式塊ADR策略,用以解決時(shí)段連續(xù)型DR模式與居民用戶用電規(guī)律相悖的問題。所提模型以智慧小區(qū)經(jīng)濟(jì)效益最大為目標(biāo),提出了以所轄燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)平抑風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差的策略,并通過魯棒優(yōu)化方法訂制的ADR模型確保了調(diào)度計(jì)劃的高度可執(zhí)行性。

1 智慧小區(qū)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 智慧小區(qū)ADR模式

智慧小區(qū)ADR運(yùn)營(yíng)模式如圖1所示。設(shè)典型智慧小區(qū)包含電力用戶、風(fēng)電機(jī)組、儲(chǔ)能裝置和燃?xì)廨啓C(jī)。其中:用戶負(fù)荷由剛性負(fù)荷和激勵(lì)型ADR負(fù)荷組成;SCO對(duì)ADR負(fù)荷、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)能裝置和燃?xì)廨啓C(jī)具有完全調(diào)控權(quán)和所有權(quán);構(gòu)成居民用戶ADR負(fù)荷的智能設(shè)備由安置于用戶處的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)調(diào)控,智能設(shè)備則將電耗量測(cè)信息經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上傳至智慧小區(qū)ADR系統(tǒng);信息流包含量測(cè)信息和調(diào)控指令,信息流始末端均以合適的通信方式連接[13]。

圖1 智慧小區(qū)運(yùn)營(yíng)模式

從市場(chǎng)角度,SCO扮演著一個(gè)商業(yè)調(diào)節(jié)者的角色,主要體現(xiàn)在:(1)以經(jīng)濟(jì)效益為驅(qū)動(dòng)力、電力供需平衡為前提來(lái)合理訂制風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)能裝置、燃?xì)廨啓C(jī)和ADR負(fù)荷的發(fā)用電計(jì)劃;(2)區(qū)別于虛擬電廠、微電網(wǎng)與主網(wǎng)間的潮流雙向流動(dòng),智慧小區(qū)所轄的風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)能裝置側(cè)重用于經(jīng)濟(jì)的平衡內(nèi)部電能需求,以及所轄的燃?xì)廨啓C(jī)用于實(shí)時(shí)平抑源荷預(yù)測(cè)偏差電量[14];(3)區(qū)別于市場(chǎng)中的售電商或負(fù)荷聚合商,參考美國(guó)PJM市場(chǎng),SCO所轄負(fù)荷為小區(qū)內(nèi)的居民負(fù)荷,其規(guī)模較小的特性讓主網(wǎng)對(duì)其態(tài)度為發(fā)揮此類主體DR行為的聚沙成塔效用,主網(wǎng)往往訂制政策來(lái)鼓勵(lì)其在特定時(shí)段主動(dòng)進(jìn)行DR以降低主網(wǎng)上下調(diào)壓力[15],一般免于來(lái)自主網(wǎng)的偏差考核,也無(wú)需向電力交易中心上報(bào)購(gòu)電計(jì)劃。

1.2 智慧小區(qū)組成部分建模

1.2.1 風(fēng)電機(jī)組

風(fēng)速的隨機(jī)性導(dǎo)致了風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差,影響SCO訂制調(diào)度計(jì)劃的實(shí)際可執(zhí)行性。文中視為風(fēng)機(jī)實(shí)際出力等于預(yù)測(cè)出力及其預(yù)測(cè)偏差之和,預(yù)測(cè)偏差為服從盒式不確定集的隨機(jī)數(shù)[16]。

(1)

此外,為避免風(fēng)電大幅度波動(dòng)造成網(wǎng)絡(luò)阻塞等問題,SCO需根據(jù)系統(tǒng)安全需求適當(dāng)棄風(fēng)限電,且規(guī)定風(fēng)電場(chǎng)在調(diào)度周期內(nèi)的最高棄風(fēng)率以確保風(fēng)電盡可能被消納。

(2)

1.2.2 儲(chǔ)能裝置

儲(chǔ)能裝置在智慧小區(qū)中的作用為平滑負(fù)荷曲線。因頻繁充放電對(duì)其使用壽命有負(fù)面影響,故不用于實(shí)時(shí)平抑風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差,其包含充放電模式約束(3)、充放電功率約束(4)、儲(chǔ)能充放電速率約束(5)和儲(chǔ)能容量約束(6)。

(3)

(4)

(5)

(6)

1.2.3 燃?xì)廨啓C(jī)

為避免SCO訂制的調(diào)度計(jì)劃被風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差影響其經(jīng)濟(jì)性和安全性,將燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)際出力劃分為應(yīng)對(duì)預(yù)測(cè)出力的基點(diǎn)功率和應(yīng)對(duì)風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差的有偏調(diào)整值,以此保障調(diào)度計(jì)劃的高可執(zhí)行性。為此,在燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)出力約束(7)的基礎(chǔ)上,施加調(diào)節(jié)裕度約束(8),即使其擁有應(yīng)對(duì)預(yù)測(cè)偏差的備用容量,以便于平衡因風(fēng)電的預(yù)測(cè)誤差所需的電力電量。

(7)

(8)

(9)

式(8)可理解為燃?xì)廨啓C(jī)提供的上、下調(diào)節(jié)量需大于燃?xì)廨啓C(jī)的有偏調(diào)整值,當(dāng)有偏調(diào)整值為正值時(shí)需小于上調(diào)節(jié)量,當(dāng)有偏調(diào)整值為負(fù)值時(shí)需小于下調(diào)節(jié)量,從而保障風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差可全由燃?xì)廨啓C(jī)補(bǔ)充。

1.2.4 負(fù)荷

用戶負(fù)荷可分為剛性負(fù)荷、可中斷負(fù)荷和可轉(zhuǎn)移負(fù)荷[17]。為突出重點(diǎn),文中僅對(duì)可中斷負(fù)荷進(jìn)行建模分析,其機(jī)理也適用于可轉(zhuǎn)移負(fù)荷。

1)剛性負(fù)荷。

剛性負(fù)荷為不能進(jìn)行ADR的負(fù)荷,可表示為:

(10)

2)可中斷負(fù)荷。

可中斷負(fù)荷為可部分或全部中斷的負(fù)荷,可表示為:

(11)

2 智慧小區(qū)調(diào)度策略

2.1 塊ADR策略

北歐現(xiàn)貨市場(chǎng)[11]的塊交易機(jī)制針對(duì)連續(xù)的獨(dú)立時(shí)段交易可能不適用于市場(chǎng)主體的效益述求,以時(shí)段耦合、電量耦合和價(jià)格耦合的分時(shí)競(jìng)價(jià)機(jī)制來(lái)促進(jìn)廣泛主體參與現(xiàn)貨市場(chǎng)。同理,連續(xù)的獨(dú)立時(shí)段DR模式也不適用于小區(qū)居民負(fù)荷,為使SCO訂制的ADR計(jì)劃更加自主、公平,參照塊交易機(jī)制提出了常規(guī)塊ADR策略和可移動(dòng)式塊ADR策略,給予小區(qū)用戶充分的自主選擇權(quán)來(lái)提升供需匹配效果。小區(qū)用戶可自主選擇與之相適應(yīng)的ADR策略上報(bào)至SCO,SCO則尊重用戶的主觀意愿來(lái)訂制調(diào)度計(jì)劃。

2.1.1 常規(guī)塊ADR策略

常規(guī)塊ADR策略需用戶事前申報(bào)可中斷負(fù)荷允許被連續(xù)調(diào)度時(shí)段,一整塊時(shí)段要么都被調(diào)度,要么都不被調(diào)度。對(duì)于用戶而言,在被調(diào)度的塊ADR時(shí)段內(nèi),可避免物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)頻繁向智能設(shè)備發(fā)送啟?；蛘{(diào)整能耗狀態(tài)的指令,從而增加用戶用電的舒適度和滿意度。

參考火電機(jī)組最小連續(xù)啟停時(shí)段約束[18],將上述描述轉(zhuǎn)譯為以下數(shù)學(xué)表達(dá):

(12)

2.1.2 可移動(dòng)式塊ADR策略

可移動(dòng)式塊ADR策略在式(12)的基礎(chǔ)上,設(shè)定塊ADR電量在一定范圍內(nèi),但限定其被調(diào)度次數(shù)。其數(shù)學(xué)表達(dá)為:

(13)

2.2 燃?xì)廨啓C(jī)平抑風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差策略

風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差直接影響調(diào)度計(jì)劃的可執(zhí)行性,為此需預(yù)留靈活性可調(diào)資源以實(shí)時(shí)平抑預(yù)測(cè)偏差,文中以燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)留的應(yīng)對(duì)風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差的有偏調(diào)整值來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體而言,燃?xì)廨啓C(jī)需能靈活的調(diào)整出力以跟蹤風(fēng)電的預(yù)測(cè)誤差在連續(xù)兩時(shí)段內(nèi)的波動(dòng),需建立如下兩類約束:

1)線性再分配策略應(yīng)對(duì)風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差。

當(dāng)風(fēng)電在某時(shí)段內(nèi)存在預(yù)測(cè)偏差時(shí),燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行有偏調(diào)整,以保證其在魯棒運(yùn)行域內(nèi)時(shí)可以補(bǔ)償風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差。由于風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差全部由燃?xì)廨啓C(jī)分擔(dān),故需建立風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差與燃?xì)廨啓C(jī)的有偏調(diào)整量之間的關(guān)系。本節(jié)應(yīng)用一種線性再分配策略[19],用以指導(dǎo)燃?xì)廨啓C(jī)按照該策略進(jìn)行有偏調(diào)整,即讓燃?xì)廨啓C(jī)按照線性分配策略全額消納風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差。

(14)

式(14)可理解為在各個(gè)時(shí)間段,燃?xì)廨啓C(jī)按照一定的線性關(guān)系系數(shù)分擔(dān)一定的風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差,所有燃?xì)廨啓C(jī)的有偏調(diào)整值應(yīng)等于該時(shí)刻的總風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差。

2)燃?xì)廨啓C(jī)追蹤風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差變化率。

為了讓燃?xì)廨啓C(jī)能夠追蹤風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差的變化率,需對(duì)其線性關(guān)系系數(shù)施加約束,避免燃?xì)廨啓C(jī)的有偏調(diào)整量對(duì)某一風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差分配過大權(quán)重,如下式所示:

(15)

表1 風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化最大限制

2.3 智慧小區(qū)魯棒優(yōu)化模型

魯棒優(yōu)化模型的邊界是剛性的,即取最壞情況,它不允許因意外的出現(xiàn)破壞其解,故適用于訂制調(diào)度計(jì)劃來(lái)避免風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差的負(fù)面影響。

SCO以分時(shí)電價(jià)從主網(wǎng)購(gòu)電,售至用戶的電價(jià)通常固定。不考慮風(fēng)電成本時(shí),以SCO的經(jīng)濟(jì)效益最大為目標(biāo),經(jīng)濟(jì)效益包含售電收入、購(gòu)電費(fèi)用、燃?xì)廨啓C(jī)費(fèi)用和DR費(fèi)用:

(16)

1)售電收入。

(17)

式中psell為售至用戶的電價(jià)。

2)主網(wǎng)購(gòu)電費(fèi)用。

(18)

3)燃?xì)廨啓C(jī)費(fèi)用。

(19)

式中cT為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電成本。

4)需求響應(yīng)費(fèi)用。

對(duì)于SCO而言,DR費(fèi)用為補(bǔ)償給用戶的DR費(fèi)用與調(diào)整負(fù)荷帶來(lái)的電費(fèi)變動(dòng)之和:

(20)

2.4 約束條件

除以下兩類約束條件外,約束條件還包含式(1)～式(13)。

1)網(wǎng)架傳輸容量約束。

(21)

2)功率平衡約束。

智慧小區(qū)需在各個(gè)時(shí)段需滿足電力供需平衡,且直流潮流模型可不計(jì)網(wǎng)耗。

(22)

3 模型轉(zhuǎn)換與求解

3.1 模型轉(zhuǎn)換

1)式(2)的轉(zhuǎn)換。

聯(lián)立式(1)和式(2)可得式(23),對(duì)式(23)經(jīng)魯棒對(duì)等模型轉(zhuǎn)換方法,可得式(24)所示的魯棒對(duì)等模型。

(23)

(24)

式中JT是含風(fēng)電隨機(jī)參數(shù)的時(shí)間集合;zwi和pwi,t為對(duì)偶轉(zhuǎn)換中新引入的決策量,無(wú)實(shí)際物理意義。

2)式(7)右端不等式的轉(zhuǎn)換。

聯(lián)立式(7)、式(8)、式(14)可得式(25),對(duì)式(25)經(jīng)魯棒對(duì)等模型轉(zhuǎn)換方法,可得式(26)所示的魯棒對(duì)等模型。

(25)

(26)

式中zt和pk,t為對(duì)偶轉(zhuǎn)換中新引入的決策量,無(wú)實(shí)際物理意義。

這樣就以SCK魯棒線性模型[22]將模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的確定性約束。

3.2 模型求解

嵌套分割算法可用于求解混合整數(shù)線性和非線性規(guī)模模型,其解可在全局逼近全局最優(yōu)解,用其求解所提模型的流程如圖2所示[23]。

圖2 嵌套分割算法的流程

4 算例分析

4.1 算例背景

智慧小區(qū)節(jié)點(diǎn)數(shù)較少,以修改后的Garver-6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)[23]進(jìn)行分析,如圖3所示。在節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)6處增加風(fēng)機(jī),各風(fēng)機(jī)配置小型分布式儲(chǔ)能以提升SCO的調(diào)節(jié)能力;為突出重點(diǎn)和簡(jiǎn)化程序編譯,設(shè)圖3中的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)只有兩類,如圖4所示,同一類負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在各時(shí)段的預(yù)測(cè)值相同,兩類負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的集合為{2,3}和{1,5},分別代表智慧小區(qū)內(nèi)商業(yè)型負(fù)荷(24 h便利店)和家庭用戶(工薪家庭);魯棒性參數(shù)均取最大值以極端場(chǎng)景進(jìn)行分析;智慧小區(qū)以峰谷分時(shí)電價(jià)由4節(jié)點(diǎn)向電網(wǎng)購(gòu)入電量,設(shè)峰時(shí)段18:00—23:00的電價(jià)為1.2元/(kW·h),谷時(shí)段1:00—6:00的電價(jià)為0.4元/(kW·h),其余時(shí)段為平時(shí)段的電價(jià)為0.6元/(kW·h);儲(chǔ)能裝置參數(shù)如表2所示,燃?xì)廨啓C(jī)參數(shù)和風(fēng)電預(yù)測(cè)值及其預(yù)測(cè)偏差如圖5所示。

表2 儲(chǔ)能裝置參數(shù)

圖3 修改后的Garver-6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

圖4 智慧小區(qū)的兩類負(fù)荷曲線

圖5 風(fēng)機(jī)的有功功率

4.2 塊ADR模式分析

以時(shí)段連續(xù)型ADR,即不考慮塊調(diào)度策略的ADR模式,與所提兩類塊調(diào)度策略進(jìn)行對(duì)比。其中,設(shè)置常規(guī)塊調(diào)度策略的最低連續(xù)被調(diào)度時(shí)間為3 h;設(shè)置可移動(dòng)式塊調(diào)度策略最多被調(diào)度1次,且ADR總電量上下限為0.45 kW·h和0.3 kW·h。經(jīng)嵌套分割算法求解得到的一類負(fù)荷和二類負(fù)荷的ADR情況分別如圖6和圖7所示,以及其經(jīng)濟(jì)效益如表3和表4所示。

表3 一類負(fù)荷ADR經(jīng)濟(jì)效益

表4 二類負(fù)荷ADR經(jīng)濟(jì)效益

圖6 一類負(fù)荷ADR輪廓圖

圖7 二類負(fù)荷ADR輪廓圖

結(jié)合圖6和圖7,可知:1)對(duì)于商業(yè)型負(fù)荷而言,時(shí)段性ADR模式會(huì)頻繁的改變用電規(guī)律性,結(jié)合表2和表3可看出其對(duì)用戶的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)構(gòu)成一定的負(fù)面影響,而所提的兩類塊ADR模式可減小ADR的調(diào)度次數(shù),該類負(fù)荷參與塊ADR模式的意愿更高。2)對(duì)于家庭用戶而言,鑒于其用電高峰與SCO從主網(wǎng)購(gòu)電峰值時(shí)段相切合,故時(shí)段性ADR與常規(guī)塊ADR響應(yīng)規(guī)律和電量大致相同。3)以原負(fù)荷曲線與ADR調(diào)度策略后曲線之間的曲線平滑度差值作為指標(biāo),可看出工商業(yè)負(fù)荷平滑度差值更小,表明了塊ADR調(diào)度策略的影響對(duì)工商業(yè)負(fù)荷的影響更小。4)受限于響應(yīng)時(shí)段連續(xù)性,塊ADR模式的響應(yīng)時(shí)間往往超前于時(shí)段性ADR,可有效延緩電網(wǎng)的上行壓力。

對(duì)比表3和表4,可知: 1)塊ADR策略的經(jīng)濟(jì)性不如傳統(tǒng)的時(shí)段性ADR,且常規(guī)塊ADR策略的經(jīng)濟(jì)性大于可移動(dòng)塊ADR策略的經(jīng)濟(jì)性,其原因?yàn)閴K策略施加的剛性約束對(duì)調(diào)度計(jì)劃的經(jīng)濟(jì)性造成負(fù)面影響。2)以時(shí)段性ADR與塊ADR之間的經(jīng)濟(jì)效益差值作為評(píng)判指標(biāo),塊ADR調(diào)度策略更適合一類負(fù)荷,其對(duì)智慧小區(qū)運(yùn)營(yíng)商經(jīng)濟(jì)效益的負(fù)面影響更小。3)對(duì)于一類負(fù)荷而言,兩種塊ADR調(diào)度策略對(duì)運(yùn)營(yíng)商經(jīng)濟(jì)效益的負(fù)面影響均不大,犧牲調(diào)度計(jì)劃的經(jīng)濟(jì)性來(lái)?yè)Q取高度可執(zhí)行性具有一定的可行性。4)但對(duì)二類負(fù)荷的可移動(dòng)塊ADR模式,因其經(jīng)濟(jì)效益的負(fù)面影響過大(近似于折半了),它更適合常規(guī)塊ADR模式,這可能與二類用戶(工薪家庭)在用電高峰期對(duì)用電滿意度有著較高的要求有關(guān),此時(shí)智慧小區(qū)運(yùn)營(yíng)商有著較高的調(diào)控成本。

4.3 魯棒性分析

智慧小區(qū)運(yùn)營(yíng)商訂制調(diào)度計(jì)劃的魯棒性為調(diào)度計(jì)劃在極端場(chǎng)景下抵抗所轄風(fēng)機(jī)出力不確定性帶來(lái)的負(fù)面影響的能力。鑒于此算例的魯棒系數(shù)均取最大,即調(diào)度計(jì)劃的最優(yōu)解適用于極端場(chǎng)景,故可用燃?xì)廨啓C(jī)在實(shí)時(shí)階段可能運(yùn)行上下限和基線之間的面積表征魯棒性能大小,該面積表示燃?xì)廨啓C(jī)在日前階段預(yù)留出的上下調(diào)容量(保障塊ADR可準(zhǔn)確履約),面積越大則訂制的調(diào)度計(jì)劃在極限場(chǎng)景的適應(yīng)性越強(qiáng),即魯棒性越好。

此節(jié)以一類負(fù)荷的時(shí)段性ADR與常規(guī)塊ADR進(jìn)行對(duì)比,以解釋所提塊ADR調(diào)度策略在魯棒性方面的優(yōu)勢(shì),如圖8和圖9所示。

圖8 時(shí)段性ADR的魯棒性

圖9 常規(guī)塊ADR的魯棒性

對(duì)比圖8和圖9,可知在一類負(fù)荷的非峰值區(qū)域,常規(guī)塊ADR和時(shí)段性ADR的魯棒性大致相等,而在一類負(fù)荷峰值區(qū)域,如12 h附近,常規(guī)塊ADR的魯棒性更高。結(jié)合圖6中各類ADR的響應(yīng)情況,可判斷塊ADR模式的魯棒性優(yōu)于傳統(tǒng)的時(shí)段性ADR模式。

5 結(jié)束語(yǔ)

智慧小區(qū)運(yùn)營(yíng)商在完備的物聯(lián)、調(diào)控和量測(cè)體系下可訂制高響應(yīng)精度的ADR模式,但傳統(tǒng)連續(xù)的時(shí)段型DR模式與所轄居民用戶用電規(guī)律不是十分貼切。為此,文中參考北歐現(xiàn)貨市場(chǎng)塊出清模式,設(shè)計(jì)了常規(guī)塊ADR策略和可移動(dòng)式塊ADR策略;同時(shí),提出了以燃?xì)廨啓C(jī)平抑智慧小區(qū)所轄風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差,進(jìn)一步確保了ADR模式的高度可執(zhí)行性。以真實(shí)數(shù)據(jù)在修改后的Garver-6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,得出了以下結(jié)論:

1)常規(guī)塊ADR策略和可移動(dòng)式塊ADR策略犧牲了一定的經(jīng)濟(jì)性來(lái)?yè)Q取調(diào)度計(jì)劃的高度可執(zhí)行性,邊界剛性越強(qiáng)則負(fù)面作用越大。

2)塊ADR模式的響應(yīng)時(shí)間往往超前于時(shí)段性ADR,可有效延緩電網(wǎng)的上行壓力。

3)所提常規(guī)塊ADR模式和可移動(dòng)塊ADR模式都適用于智慧小區(qū)中的工商業(yè)負(fù)荷,常規(guī)塊ADR模式適用于工薪型家庭用戶。

4)塊ADR模式可讓智慧小區(qū)使用電力可調(diào)資源時(shí)的魯棒性更強(qiáng)。