新能源消纳下的热水器集群精细均衡控制策略

本文主要探讨了在新能源低碳发展的大背景下，如何解决新能源发电如风能、太阳能并网给电网带来的挑战，特别是功率平衡和电压稳定性问题。传统的方法往往对单台热水器进行简单的开/关控制，而本文提出了一种面向新能源消纳的热水器集群精细化均衡控制策略。该策略通过温度设置值与多级功率的联合优化，借助遗传算法，实现了对热水器运行状态的精细控制，不仅关注热水器的开关状态，还进一步细化到单台热水器的功率选择，以达到在满足电网消纳任务的同时，兼顾用户侧热水器的舒适性。 与现有的单一控制方式相比，这种精细化控制能够更有效地平滑新能源发电的波动，避免大面积的弃风、弃光现象，提高能源利用率。例如，浙江省在应对夏季高峰和节假日需求时，已经实践了需求响应策略，通过热水器集群的响应调控，实现了3.8%的机动调峰能力。本文的关键技术包括遗传算法的应用，它在寻找最优功率分配方案时，展现出高效搜索和优化的能力。 文章的核心内容涵盖了以下几个要点： 1. **新能源消纳**：在清洁能源的广泛应用中，如何让热水器集群有效地吸收和管理新能源的不稳定性，是本文关注的重点。 2. **热水器集群**：作为负荷端的一部分，热水器集群在优化能源利用和响应新能源方面发挥着关键作用。 3. **精细化控制**：通过设置不同的温度和功率等级，确保每个热水器在满足用户需求的同时，能对电网提供灵活的功率支持。 4. **遗传算法**：作为一种优化算法，遗传算法在热水器集群的控制策略中起到了关键的决策支持作用，通过模拟自然进化过程找到最佳控制策略。 5. **均衡响应**：目标是实现热水器响应的均衡分布，既避免过度负荷，又保持用户的舒适体验。 6. **实证分析**：通过仿真实验验证了所提出的控制策略的有效性，显示其在负载调控和响应均衡方面的优越性。 本文提出的新方法对于推动清洁能源的高效利用和电网的稳定运行具有重要意义，有望在未来的能源管理系统中得到广泛应用。