(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211217777.4 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 长沙理工大 学 地址 410114 湖南省长 沙市天心区万家丽 南路二段96 0号 (72)发明人 施星宇　张茂林　吴公平　肖辉　 张永熙　曹一家　 (74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 谭武艺 (51)Int.Cl. H02J 3/14(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/24(2006.01) (54)发明名称 一种面向微电网的温控负荷集群控制方法、 系统及介质 (57)摘要 本发明公开了一种面向微电网的温控负荷 集群控制方法、 系统及介质， 本发明包括收集微 电网在当前时刻的负荷用电和光伏出力， 结合调 度要求计算所有温控负荷总调度功率； 针对包含 多个温控负荷的上层对象， 基于温控负荷总调度 功率计算下一控制周期需提供的调度功率增量， 并以此计算各温控负荷的调度功率并实现对同 一上层对象内温控负荷集群的共识性控制。 本发 明能够在响应主网的阶跃调度信号， 平抑光伏发 电和负荷的功率波动的同时， 实现针对不同上层 对象(例如建筑物)内温控负荷集群的共识性控 制， 能缓解微电网系统的通信压力， 并能通过考 虑各建筑参数的区别优化了建筑物间调度功率 的分配， 有效避免舒 适状态越 线。 权利要求书4页 说明书13页 附图6页 CN 115549111 A 2022.12.30 CN 115549111 A 1.一种面向微电网的温控负荷集群控制方法， 其特 征在于， 包括： S1， 收集微电网在当前时刻t的负荷用电Pload(t)和光伏出力Ppv(t)， 初始化时间Δt为 0； S2， 根据负荷用电Pload(t)、 光伏出力Ppv(t)及调度要求计算所有温控负荷总调度功率 Preq(t)； S3， 分别针对包含多个温控负荷的上层对象， 基于温控负荷总调度功率Preq(t)计算上 层对象L在下一控制周期需提供的调度功率增量ΔPL(t+Δts)； S4， 针对各个上层对象中的温控负荷， 分别根据对应的上层对象下一控制周期需提供 的调度功率增量ΔPL(t+Δts)计算各温控负荷的调度功率并实现对同一上层对象内温控负 荷集群的共识性控制； S5， 将时间Δt加上下层控制的时间间隔Δts， 若新的时间Δt等于 预设的负荷和光伏数 据采集时间 间隔Δtc， 则跳转步骤S6， 否则跳转 步骤S2； S6， 判断调度是否结束， 若调度结束则结束并退 出； 否则， 跳转 步骤S1。 2.根据权利要求1所述的面向微电网的温控负荷集群控制方法， 其特征在于， 步骤S2中 计算温控负荷调度功率Preq(t)的函数表达式为： Preq(t)＝Ppv(t)‑Pdreq(t)‑Pload(t)‑PTCL(t)， 上式中， Pdreq(t)为调度要求的输出功率， PTCL(t)为温控负荷集群消耗的功率总和。 3.根据权利要求1所述的面向微电网的温控负荷集群控制方法， 其特征在于， 步骤S3 中 计算上层对象L在下一控制周期需提供的调度功率增量ΔPL(t+Δts)包括： 首先， 计算上层对象L在t+td时刻的调度功率PL(t+td)： 上式中， 下标L和M均为上层对象的编号， 所述上层对象直接通过聚合器与微电网相连 或者通过其他上层 对象间接与微电网相连， ΔPL(t+td)为上层对象L在t+td时刻的调度 功率 增量， td为上层对象的单次更新时间， w表示耦合系数， Nbc为上层对象的数量， cLM为上层对象 L和上层对象M 之间是否有通信联系的相关系数， 相关系数cLM取值为1或0； PM(t)为上层对象 M在t时刻所需提供的调度功率， PL(t)为上层对象L在t时刻所需提供的调度功率， qL为上层 对象是否直接连接聚合器的牵制系数， 牵制系数qL取值为1或0； Preq(t)为t时刻的所有 温控 负荷总调度功率， PL(t+td)为上层对象L在t+td时刻的所需提供的调度功率， PL‑max和PL‑min分 别表示上层对象L所能提供的最大和最小调度功率， βL表示牵制共识系数， αML为调度能力比 例系数， 且有Δts＝2td； 然后， 将作为t+td作为新的当前时刻t， 再重新计算一遍上层对象L在t+td时刻的调度功 率PL(t+td)并作为上层对象L在下一控制周期需提供的调度功率PL(t+Δts)； 最后， 根据下式计算得到上层对象L在下一控制周期需提供的调度功率增量ΔPL(t+Δ ts)： ΔPL(t+Δts)＝PL(t+Δts)‑PL(t)，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115549111 A 2上式中， PL(t)为上层对象L在t时刻所需提供的调度功率。 4.根据权利要求3所述的面向微电网的温控负荷集群控制方法， 其特征在于， 所述上层 对象为建筑物， 且一个建筑物对应一个上层对象， 且牵制共识系 数以及调度能力比例系 数 的计算函数表达式为： 上式中， βL表示牵制共识系数， αML为调度能力比例系数， NL和NM表示上层对象L和上层对 象M参与调度的温控负荷数量， 表示温控负荷的平均高功率， RL和 ηL分别表示上层对象L的 等效热阻和热系数， RM和 ηM分别表示上层对象M的等效热阻和热系数， N1～NNbc分别表示上层 对象1～Nbc参与调度的温控负荷数量， R1～RNbc分别表示上层对象1～Nbc的等效热阻， η1～ ηNbc分别表示上层对象1～Nbc的热系数。 5.根据权利要求1所述的面向微电网的温控负荷集群控制方法， 其特征在于， 步骤S1之 前还包括为单个温控负荷建立下式所示的状态空间模型： 上式中， 为第i个温控负荷的状态变量xi(t)＝[γi(t)； βi(t)]的一阶导数， γi(t) 为第i个温控负荷的温控负荷功率， βi(t)为第i个温控负荷的用户舒适度， A和 B为系统状态 矩阵， W为常数矩阵， ui(t)为第i个温控负荷的控制变量， 下标i为表示第i个温控负荷， 且控 制变量ui(t)采用额定功率百分比变化 量， 且有： γi(t)＝αi(t)‑αs， 上式中， αi(t)表示t 时刻第i个温控负荷的功率占额定功率的百分比， αs表示温度为用 户设定值Ts时对应的额定功率 百分比， Ti(t)为t时刻第i个温控负荷稳定运 行的时温度， ΔT 为温度偏离容忍度， η表示变频空调的热系数， 为额定功率， Cth和Rth分别表示建筑物的热 容与热阻； 步骤S4包括： S4.1， 根据上层对象中N个温控负荷的通信拓扑构成内度矩阵D＝diag{d1,d2,…,dN}∈ RN×N， 其中， d1,d2,…,dN为第1～N个温控负荷的内度， RN×N为维度， 内度的计算函数表达式 为： 上式中， di为第i个温控负荷的内度， aij为第i个温控负荷与第j个温控负荷的有无通信权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115549111 A 3