考虑分时电价的主动配电网柔性负荷多目标优化控制

配电网的分布式特性（随机性和间歇性）随着光伏、风电等新能源的比重增加而愈发明显，控制方式也变得灵活多样。传统配电网逐渐演变成为调度资源丰富的主动配电网（ActiveDistribution Network, ADN）。微电网作为未来主动配电网的重要组成部分，通过将一定区域内的分布式电源、当地负荷以及配置少量储能装置组织起来形成一个微型电网[1]，有效利用分布式电源是未来能源互联网实现用电能效管理、分布式电源管理的主要方式。

单纯的依靠储能平衡微电网负荷与分布式新能源的功率波动经济性差，负荷侧需求（Demand Response,DR）响应通过电力价格信号或者与用户签订控制合约等激励机制来对用户负荷实现间接或者直接的控制，以改变传统的电力市场的参与行为，提高终端用户电能使用效率[2]，是未来电力市场改革的主要方向之一。

柔性负荷指的是能够改变用电时间或负荷功率以配合电力运营商的需求响应策略，从而获得经济效益的负荷[3]。利用柔性负荷的调控作用可以有效减小功率平衡所需的储能容量，提高微电网运行的经济性。以目前对需求侧管理的研究方向来看，在控制对象方面，文献[4]提出以热泵负荷为控制对象的基于温控负荷开关状态的状态序列算法。文献[5]建立了可平移负荷的模型，以可平移负荷为控制对象进行调度。文献[6]考虑了对电动汽车采用有序调度。另有许多文献[7-11]将多种负荷联合调度。

在优化目标方面，在能源互联网的大环境下，电力服务的重心向用户转移，大部分文献[5-12]均以人性化（用户舒适度和经济性）以及供电可靠性作为优化的主要方向，文献[13]主要考虑了节能减排的动态经济调度。

微电网的优化调度作为一个非线性的多目标优化问题，文献[14]分析了对可控负荷的三种控制模式，文献[9]提出了多时间尺度协调的负荷互动响应策略。文献[10]提出了由时间驱动的在线即时能量管理方法，部分方法由于时代局限性对电网中的控制方式只针对可控或者可平移负荷中的一种或几种，其优化的目标只考虑了电网运行的某些方面。

本文通过对华中某地包含高比例可再生能源的地区进行分析，考虑分时电价对居民用电习惯以及柔性负荷的影响来优化配网能量的调度，在实际数据的基础上，使用历史负荷数据划分分时电价时段，在柔性负荷模型的基础上实现配电网的经济优化调度，有效地平抑了分布式能源随机性带来的功率不平衡，同时提高配网对新能源的消纳能力，并通过算例仿真证明了方法的有效性。表明了柔性负荷对新能源消纳的巨大作用，为能源互联网的实现提供理论支持。

图1 一般小区微网架构

结论

本文在分时电价这个参考量的基础上，在能源互联网信息双向交互的环境下，划分负荷峰谷时段，调整设定热泵负荷温度，规划用户柔性负荷的用电时段，配合少量储能的调度策略，采用多目标粒子群算法，实现主动配电网能量使用最优化。

从需求侧管理考虑，用户负荷作为一种可管理的资源，而电能消费是一种经济选择，以分时电价、供电量、用电需求之间的制约关系来调动用户用电习惯，规划负荷用电功率及时段，可以提高主动配电网的用电效益，最大化地消纳分布式能源。

通过以上方式，既保留了供需平衡所带来的社会经济效益，又满足用户满意度最大化及费用最小化，并从建模方法、分析角度、应用策略等方面对现有优化调度方式进行了一些改进。