再电气化智慧社区家居温控负荷需求响应策略研究

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1、联络线■馈线云平台？•互动管理平台？本文系统控制结构分为三层：区域电力系统能量管理屮心(AreaEnergyManagementSystem,AEMS),社区等级电力系统能量管理屮心(CommunityEnergyManagementSystem,CEMS)、家庭等级能量管理中心(HomeEnergyManagementSystem,HEMS)。再电气化智慧社区家居温控负荷需求响应策略研究ResearchonDemandResponseStrategyforDomesticThermostaticallyControlledLoadsinSmartCommuni

2、tyofElectrization-Advanced学科专业：电气工程研究生：指导教师：天津大学电气自动化与信息工程学院2017年11月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文屮特别加以标注和致谢Z处外，论文屮不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文屮作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字口期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权虽达更可

3、以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制于段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：签字□期：年月口导师签名:签字口期:关键词：需求响应电热水器温度状态优先队列削峰填谷蒙特卡罗ABSTRACTKEYWORDS:demandresponse,electricwaterheater,temperaturestateprioritylist,peakshavingandvalleyfilling,MonteCarlo目录目录IV第1章

4、绪论11.1研究背景及意义11.2国内外研究现状21.2.1再电气化智慧社区发展现状21.2.2再电气化背景下需求响应发展现状41.3本文研究内容7第2章再电气化智慧社区体系架构92.1智慧社区再电气化物理架构92.2智慧社区的再电气化体系架构102.2.1电能深度替代的全电气化负荷分类管理122.2.2用户深度参与的电网互动化管理162.3小结仃第3章再电气化智慧社区居民用户负荷模型193.1智慧社区光伏组件模型193.2智慧社区家庭储能模型213.3家用电热水器模型243.4集群家用电热水器负荷数据的蒙特卡罗模拟253.5小结27第4章基于分层状态队列的温控

5、负荷需求响应策略284.1分层状态队列策略284.2算例仿真分析304.2.1算例设定304.2.2算例结果334.3分层状态队列调度策略对配电网影响分析384.3.1场景设定384.3.2配电网仿真结果404.4小结43第5章结论与展望445.1结论445.2展望44参考文献46发表论文和参加科研情况说明54致谢56第1章绪论1.1研究背景及意义当下，受气候、环境、能源等因素影响，全球能源正在向绿色、低碳和智能等方向加速发展。电能是最为清洁和高效的能源之一，在全球能源转型的过程中口益受到重视。党的十九大报告提出，要推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效

6、的能源体系。能源革命战略思想首次把能源发展提升到革命的战略高度，形成了化解能源资源和环境约束、促进人类永续发展、建设人类命运共同体的“屮国方案”。在2017年国家电网公司年屮工作会上也提出，能源转型的根本任务是构建清洁、低碳的新型能源体系，根本途径是再电气化⑴。再电气化是升级版的电气化，强调转化为电能的能源是更加清洁的，而且能够更广泛地被人们利用。大部分清洁能源要以电的形式得到充分利用，所以实现再电气化的棊础就是大电网，实现再电气化的首要任务就是加强当前电力系统棊础设施建设，增强区域性互联互通，建设大电网、大市场。如何将“再电气化”落到实处，结合城市居民生活的智

7、慧社区再电气化主要体现在三个方而：(1)用户侧分布式能源控制与管理智能化；(2)电能深度替代的全电气化；(3)用户深度参与的电网友好互动化。当前对再电气化智慧社区关键技术进行研究，主要也是以下几个方面：(1)通过智慧社区等级的分布式能源集群管理与互动技术研究促进可再生能源发展，推动能源结构转型，“再电气化”有利于促进能源低碳转型和提高能源利用率，有数据显示，我国16年非化石能源比重就比15年提高了1.3%,碳排放也减少了1.7亿吨。(2)通过电能深度替代的再电气化关键技术研究加快终端能源消费领域的电能替代，着力提升各领域电气化水平，提高能源系统利用效率，电能替代

8、程度的提高会降低社会能源