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随着先进控制技术的发展和电器设备智能化程度的提升,智能楼宇作为需求侧可调控资源参与电网友好互动方向的研究得到了社会各界的广泛关注。为了深入挖掘楼宇系统的可调度潜力,本文首先从居民用电特性与生活习惯之间的潜在关联分析出发,建立居民楼宇电器设备的时域概率模型。然后基于居民用电习惯,以可中断负荷的反弹效应和居民用电舒适度为约束条件构建了楼宇可控负荷的短期优化调度模型。最后提出一种含聚合可控负荷的电力系统电压稳定预防控制模型,并将该预防控制模型和传统的模型进行了对比。本文主要的研究内容如下:(1)建立了居民楼宇电器设备用电特性的概率模型。基于不同电器设备的功能属性和运行模式将居民楼宇电器设备划分为三种类型。第一类以空调负荷为主的连续变状态型,详细分析了楼宇居民空调设备的使用习惯与室内温度和居民不同时段所处空间位置间的关联性,并建立了三类年龄人群在不同温度下开启空调概率的Logistic回归模型。第二类以洗衣机、洗碗机为代表的固定运行时长型,应用高斯核密度估计法构建了第二类电器设备的开启时刻的时域概率分布模型。第三类以室内灯具、电视机为主的人为决定时长型,应用数据驱动思想,基于历史用电数据,建立了其区间分布概率模型。(2)设计了一种考虑储能和可控负荷的智能楼宇系统短期优化调度模型。以深度挖掘源-荷互动潜力为目标出发,提出了一种分布式动态可重构电池网络架构的楼宇储能系统拓扑,以提高智能楼宇储能系统的灵活调度能力。基于楼宇可控负荷的用电特性,以空调负荷的反弹效应和居民用电舒适度为约束条件构建楼宇可控负荷的区间可调度裕值指标。在此基础上,综合考虑配电网安全可靠运行和区间内楼宇系统实际可调度裕值,以楼宇系统调度成本最小为目标函数建立了短期优化调度模型。应用改进的粒子群算法在IEEE14节点配电系统上对所提的模型进行求解和仿真分析。仿真的结果表明所提出的调度模型能够有效地提升新能源的消纳能力和降低楼宇用电负荷的功率波动。(3)提出了一种含聚合可控负荷的电力系统电压稳定预防控制策略。将可控负荷划分为温控负荷(Thermostatically Controlled Loads,TCL)、可延时负荷(Deferrable Loads,DL)、电动汽车负荷(Plug-in Electrical Vehicles,PEV),并针对这三类负荷的运行特性,建立可控负荷的聚合模型,求解聚合可控负荷(Aggregated Controllable Load,ACL)参与电压稳定预防控制的可行域上下边界。在传统的电压稳定约束最优潮流(Voltage Stability Constrained Optimal Power Flow,VSC-OPF)预防控制模型中,加入了聚合可控负荷作为VSC-OPF的第三层控制策略,构建含四个控制阶段的电压预防控制模型。并在220k V广州电网简化模型中验证了该模型的可靠性和优越性。