CN106447171A - 电力需求侧可调度资源潜力建模方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电力需求侧可调度资源潜力建模方法及系统,该方法包括以下步骤:确定需求响应削减负荷的持续时间;计算需求响应日的用户负荷基线;获取用户实施需求响应后的负荷曲线;根据需求响应削减负荷持续时间、需求响应日的用户负荷基线及用户实施需求响应后的负荷曲线,建立用户可调度资源潜力梯形模型。本发明能够有效评估用户侧需求响应资源潜力,并且能很好地表征用户需求响应资源的响应容量、响应速度及响应时间,另外,该方法简单实用,可以方便有效地计算不同规模需求侧资源的潜力,有力支撑需求响应计划的制定及需求响应项目的开展。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统需求响应技术领域,特别涉及一种电力需求侧可调度资源潜力建模方法及系统。
背景技术
目前,电力供需失衡、部分地区缺电、负荷峰谷差扩大、新能源发电接入等问题日益严峻,需求响应作为一种能够利用需求侧资源有效应对这些问题的手段逐步得到关注。需求响应是需求侧管理的重要技术手段,指用户对价格或者激励信号做出响应,并改变正常电力消费模式,从而实现用电优化和系统资源的综合优化配置。
用户侧分布有海量可调度的需求侧资源,如何利用需求侧资源降低峰荷时段的用电负荷,优化负荷曲线具有重要意义,而国内目前鲜有关于需求侧可调度资源潜力建模的研究。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种电力需求侧可调度资源潜力建模方法,该方法能够有效评估用户侧需求响应资源潜力,并且能很好地表征用户需求响应资源的响应容量、响应速度及响应时间,另外,该方法简单实用,可以方便有效地计算不同规模需求侧资源的潜力,有力支撑需求响应计划的制定及需求响应项目的开展。
本发明的另一个目的在于提出一种电力需求侧可调度资源潜力建模系统。
为了实现上述目的,本发明第一方面的实施例提出了一种电力需求侧可调度资源潜力建模方法,包括以下步骤:S1:确定需求响应削减负荷的持续时间;S2:计算需求响应日的用户负荷基线;S3:获取用户实施需求响应后的负荷曲线;S4:根据所述需求响应削减负荷持续时间、需求响应日的用户负荷基线及用户实施需求响应后的负荷曲线,建立用户可调度资源潜力梯形模型。
另外,根据本发明上述实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模方法还可以具有如下附加的技术特征:
在一些示例中,所述S4进一步包括:根据所述需求响应日的用户负荷基线与所述用户实施需求响应后的负荷曲线的差值得到用户可调度资源潜力曲线;对所述用户可调度资源潜力曲线进行平滑处理;根据平滑处理后的所述用户可调度资源潜力曲线和所述需求响应削减负荷的持续时间,建立所述用户可调度资源潜力梯形模型。
在一些示例中,所述用户可调度资源潜力梯形模型通过如下公式计算:
其中,i表示不同的需求响应项目场景,i=1,2,3,……n,Pi表示场景i时的可调容量,Sr,i表示场景i时梯形建模的左侧斜率,Sf,i表示场景i时梯形建模的右侧斜率。
在一些示例中,在所述S1中,由电网调度运行单位根据峰荷时段持续时间预测确定所述需求响应削减负荷持续时间。
在一些示例中,在所述S2中,通过历史负荷曲线或仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,其中,通过历史负荷曲线计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:基于平均值分析法,根据需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到所述需求响应日的用户负荷基线;或者,基于回归分析法,将温度及加权温湿度指标作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测,以得到所述需求响应日的用户负荷基线;通过仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:分析用户典型用电设备及其用电特性,以构建用户典型用电行为,并根据所述用户典型用电行为仿真得到所述需求响应日的用户负荷基线。
在一些示例中,在所述S3中,基于实测或仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,其中,所述基于实测的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于已实施需求响应的用户,通过实际测量的方式获得所述用户实施需求响应后的负荷曲线;所述基于仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于尚未实施需求响应的用户,给定一个价格信号或激励机制,并根据所述价格信号或激励机制仿真得到所述用户实施需求响应后的负荷曲线。
根据本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,具有以下优点:
1)该方法给出了需求侧资源潜力建模的具体过程,能够有效地评估用户侧需求响应资源潜力。
2)得到的需求侧资源潜力梯形模型能够很好地表征用户需求响应资源的响应容量、响应速度及响应时间。
3)该方法简单实用,可以方便有效地计算不同规模需求侧资源的潜力,有力支撑需求响应计划的制定及需求响应项目的开展。
为了实现上述目的,本发明第二方面的实施例提出了一种电力需求侧可调度资源潜力建模系统,包括:确定模块,所述确定模块用于确定需求响应削减负荷的持续时间;计算模块,所述计算模块用于需求响应日的用户负荷基线;获取模块,所述获取模块用于获取用户实施需求响应后的负荷曲线;建模模块,所述建模模块用于根据所述需求响应削减负荷持续时间、需求响应日的用户负荷基线及用户实施需求响应后的负荷曲线,建立用户可调度资源潜力梯形模型。
另外,根据本发明上述实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模系统还可以具有如下附加的技术特征:
在一些示例中,所述建模模块用于:根据所述需求响应日的用户负荷基线与所述用户实施需求响应后的负荷曲线的差值得到用户可调度资源潜力曲线;对所述用户可调度资源潜力曲线进行平滑处理;根据平滑处理后的所述用户可调度资源潜力曲线和所述需求响应削减负荷的持续时间,建立所述用户可调度资源潜力梯形模型。
在一些示例中,所述计算模块用于通过历史负荷曲线或仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,其中,通过历史负荷曲线计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:基于平均值分析法,根据需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到所述需求响应日的用户负荷基线;或者,基于回归分析法,将温度及加权温湿度指标作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测,以得到所述需求响应日的用户负荷基线;通过仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:分析用户典型用电设备及其用电特性,以构建用户典型用电行为,并根据所述用户典型用电行为仿真得到所述需求响应日的用户负荷基线。
在一些示例中,所述获取模块用于基于实测或仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,其中,所述基于实测的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于已实施需求响应的用户,通过实际测量的方式获得所述用户实施需求响应后的负荷曲线;所述基于仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于尚未实施需求响应的用户,给定一个价格信号或激励机制,并根据所述价格信号或激励机制仿真得到所述用户实施需求响应后的负荷曲线。
根据本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模系统,具有以下优点:
1)该系统给出了需求侧资源潜力建模的具体过程,能够有效地评估用户侧需求响应资源潜力。
2)得到的需求侧资源潜力梯形模型能够很好地表征用户需求响应资源的响应容量、响应速度及响应时间。
3)该系统简单实用,可以方便有效地计算不同规模需求侧资源的潜力,有力支撑需求响应计划的制定及需求响应项目的开展。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模方法的流程图;
图2是根据本发明一个实施例的用户可调度资源潜力梯形模型示意图;以及
图3是根据本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模方法及系统。
图1是根据本发明一个实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模方法的流程图。如图1所示,该方法包括以下步骤:
步骤S1:确定需求响应削减负荷的持续时间。
具体地,在步骤S1中,对于选定的某个实行需求响应项目的日期,例如,由电网调度运行单位根据峰荷时段持续时间预测确定需求响应削减负荷持续时间,例如记作TD。
步骤S2:计算需求响应日的用户负荷基线。
具体地,在步骤S2中,通过历史负荷曲线或仿真的方式计算需求响应日的用户负荷基线,其中,
通过历史负荷曲线计算需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:基于平均值分析法,根据需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到需求响应日的用户负荷基线;或者,基于回归分析法,将温度及加权温湿度指标作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测,以得到需求响应日的用户负荷基线。换言之,即基于历史负荷曲线获取需求响应日的用户负荷基线采用平均值法或回归分析法。平均值分析法利用需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到该日的负荷基线预测值;回归分析法是将温度、加权温湿度指标等作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测。
通过仿真的方式计算需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:分析用户典型用电设备及其用电特性,以构建用户典型用电行为,并根据用户典型用电行为仿真得到需求响应日的用户负荷基线。
步骤S3:获取用户实施需求响应后的负荷曲线。
具体地,在步骤S3中,基于实测或仿真的方式获取用户实施需求响应后的负荷曲线,其中,
基于实测的方式获取用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于已实施需求响应的用户,通过实际测量的方式获得用户实施需求响应后的负荷曲线。
基于仿真的方式获取用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于尚未实施需求响应的用户,即需求响应日设定在未来某一天,则给定一个价格信号或激励机制,并根据价格信号或激励机制仿真得到用户实施需求响应后的负荷曲线。
步骤S4:根据需求响应削减负荷持续时间、需求响应日的用户负荷基线及用户实施需求响应后的负荷曲线,建立用户可调度资源潜力梯形模型。
其中,例如,得到的用户可调度资源潜力梯形模型用于表征用户需求侧可调度资源的响应容量PR,响应速度Sr及响应持续时间Th。
具体地,步骤S4进一步包括:对于选定的需求响应日,根据需求响应日的用户负荷基线与用户实施需求响应后的负荷曲线的差值得到用户可调度资源潜力曲线;对用户可调度资源潜力曲线进行平滑处理;根据平滑处理后的用户可调度资源潜力曲线和需求响应削减负荷的持续时间,建立用户可调度资源潜力梯形模型。换言之,即建立用户可调度资源潜力梯形模型的具体步骤是:对于选定的需求响应日,将用户负荷基线与用户需求响应实施后的负荷曲线相减得到用户可调度资源潜力;对得到的可调度资源潜力曲线进行平滑处理;根据步骤S1中确定的需求响应削减负荷持续时间TD,确定图2所示的需求侧资源潜力梯形模型对应的Th,并建立可调度资源潜力梯形模型。
更为具体地,用户可调度资源潜力梯形模型通过如下分段函数进行表示:
其中,i表示不同的需求响应项目场景,i=1,2,3,……n,Pi表示场景i时的可调容量,Sr,i表示场景i时梯形建模的左侧斜率,即上升速率,Sf,i表示场景i时梯形建模的右侧斜率,即下降速率。作为具体的示例,用户可调度资源潜力梯形模型的示意图例如图2所示。
综上,根据本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,具有以下优点:
1)该方法给出了需求侧资源潜力建模的具体过程,能够有效地评估用户侧需求响应资源潜力。
2)得到的需求侧资源潜力梯形模型能够很好地表征用户需求响应资源的响应容量、响应速度及响应时间。
3)该方法简单实用,可以方便有效地计算不同规模需求侧资源的潜力,有力支撑需求响应计划的制定及需求响应项目的开展。
本发明的进一步实施例还提出了一种电力需求侧可调度资源潜力建模系统。
图3是根据本发明一个实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模系统的结构框图。如图3所示,该系统100包括:确定模块110、计算模块120、获取模块130和建模模块140。
其中,确定模块110用于确定需求响应削减负荷的持续时间。具体地,对于选定的某个实行需求响应项目的日期,例如,由电网调度运行单位根据峰荷时段持续时间预测确定需求响应削减负荷持续时间,例如记作TD。
计算模块120用于需求响应日的用户负荷基线。
具体地,计算模块120用于通过历史负荷曲线或仿真的方式计算需求响应日的用户负荷基线,其中,
通过历史负荷曲线计算需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:基于平均值分析法,根据需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到需求响应日的用户负荷基线;或者,基于回归分析法,将温度及加权温湿度指标作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测,以得到需求响应日的用户负荷基线。换言之,即基于历史负荷曲线获取需求响应日的用户负荷基线采用平均值法或回归分析法。平均值分析法利用需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到该日的负荷基线预测值;回归分析法是将温度、加权温湿度指标等作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测。
通过仿真的方式计算需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:分析用户典型用电设备及其用电特性,以构建用户典型用电行为,并根据用户典型用电行为仿真得到需求响应日的用户负荷基线。
获取模块130用于获取用户实施需求响应后的负荷曲线。
具体地,获取模块130用于基于实测或仿真的方式获取用户实施需求响应后的负荷曲线,其中,
基于实测的方式获取用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于已实施需求响应的用户,通过实际测量的方式获得用户实施需求响应后的负荷曲线。
基于仿真的方式获取用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于尚未实施需求响应的用户,即需求响应日设定在未来某一天,则给定一个价格信号或激励机制,并根据价格信号或激励机制仿真得到用户实施需求响应后的负荷曲线。
建模模块140用于根据需求响应削减负荷持续时间、需求响应日的用户负荷基线及用户实施需求响应后的负荷曲线,建立用户可调度资源潜力梯形模型。其中,例如,得到的用户可调度资源潜力梯形模型用于表征用户需求侧可调度资源的响应容量PR,响应速度Sr及响应持续时间Th。
具体地,建模模块140用于:对于选定的需求响应日,根据需求响应日的用户负荷基线与用户实施需求响应后的负荷曲线的差值得到用户可调度资源潜力曲线;对用户可调度资源潜力曲线进行平滑处理;根据平滑处理后的用户可调度资源潜力曲线和需求响应削减负荷的持续时间,建立用户可调度资源潜力梯形模型。换言之,即建立用户可调度资源潜力梯形模型的具体步骤是:对于选定的需求响应日,将用户负荷基线与用户需求响应实施后的负荷曲线相减得到用户可调度资源潜力;对得到的可调度资源潜力曲线进行平滑处理;根据确定模块110确定的需求响应削减负荷持续时间TD,确定需求侧资源潜力梯形模型对应的Th,并建立用户可调度资源潜力梯形模型。
更为具体地,用户可调度资源潜力梯形模型通过如下分段函数进行表示:
其中,i表示不同的需求响应项目场景,i=1,2,3,……n,Pi表示场景i时的可调容量,Sr,i表示场景i时梯形建模的左侧斜率,即上升速率,Sf,i表示场景i时梯形建模的右侧斜率,即下降速率。
需要说明的是,本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模系统的具体实现方式与本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模方法的具体实现方式类似,具体请参见方法部分的描述,为了减少冗余,此处不再赘述。
根据本发明实施例的电力需求侧可调度资源潜力建模系统,具有以下优点:
1)该系统给出了需求侧资源潜力建模的具体过程,能够有效地评估用户侧需求响应资源潜力。
2)得到的需求侧资源潜力梯形模型能够很好地表征用户需求响应资源的响应容量、响应速度及响应时间。
3)该系统简单实用,可以方便有效地计算不同规模需求侧资源的潜力,有力支撑需求响应计划的制定及需求响应项目的开展。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种电力需求侧可调度资源潜力建模方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:确定需求响应削减负荷的持续时间;
S2:计算需求响应日的用户负荷基线;
S3:获取用户实施需求响应后的负荷曲线;
S4:根据所述需求响应削减负荷持续时间、需求响应日的用户负荷基线及用户实施需求响应后的负荷曲线,建立用户可调度资源潜力梯形模型。
2.根据权利要求1所述的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,其特征在于,所述S4进一步包括:
根据所述需求响应日的用户负荷基线与所述用户实施需求响应后的负荷曲线的差值得到用户可调度资源潜力曲线;
对所述用户可调度资源潜力曲线进行平滑处理;
根据平滑处理后的所述用户可调度资源潜力曲线和所述需求响应削减负荷的持续时间,建立所述用户可调度资源潜力梯形模型。
3.根据权利要求2所述的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,其特征在于,所述用户可调度资源潜力梯形模型通过如下公式计算:
其中,i表示不同的需求响应项目场景,i=1,2,3,……n,Pi表示场景i时的可调容量,Sr,i表示场景i时梯形建模的左侧斜率,Sf,i表示场景i时梯形建模的右侧斜率。
4.根据权利要求1所述的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,其特征在于,在所述S1中,由电网调度运行单位根据峰荷时段持续时间预测确定所述需求响应削减负荷持续时间。
5.根据权利要求1所述的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,其特征在于,在所述S2中,通过历史负荷曲线或仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,其中,
通过历史负荷曲线计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:
基于平均值分析法,根据需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到所述需求响应日的用户负荷基线;或者,
基于回归分析法,将温度及加权温湿度指标作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测,以得到所述需求响应日的用户负荷基线;
通过仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:
分析用户典型用电设备及其用电特性,以构建用户典型用电行为,并根据所述用户典型用电行为仿真得到所述需求响应日的用户负荷基线。
6.根据权利要求1所述的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,其特征在于,在所述S3中,基于实测或仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,其中,
所述基于实测的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于已实施需求响应的用户,通过实际测量的方式获得所述用户实施需求响应后的负荷曲线;
所述基于仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于尚未实施需求响应的用户,给定一个价格信号或激励机制,并根据所述价格信号或激励机制仿真得到所述用户实施需求响应后的负荷曲线。
7.一种电力需求侧可调度资源潜力建模系统,其特征在于,包括:
确定模块,所述确定模块用于确定需求响应削减负荷的持续时间;
计算模块,所述计算模块用于需求响应日的用户负荷基线;
获取模块,所述获取模块用于获取用户实施需求响应后的负荷曲线;
建模模块,所述建模模块用于根据所述需求响应削减负荷持续时间、需求响应日的用户负荷基线及用户实施需求响应后的负荷曲线,建立用户可调度资源潜力梯形模型。
8.根据权利要求7所述的电力需求侧可调度资源潜力建模系统,其特征在于,所述建模模块用于:
根据所述需求响应日的用户负荷基线与所述用户实施需求响应后的负荷曲线的差值得到用户可调度资源潜力曲线;
对所述用户可调度资源潜力曲线进行平滑处理;
根据平滑处理后的所述用户可调度资源潜力曲线和所述需求响应削减负荷的持续时间,建立所述用户可调度资源潜力梯形模型。
9.根据权利要求7所述的电力需求侧可调度资源潜力建模系统,其特征在于,所述计算模块用于通过历史负荷曲线或仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,其中,
通过历史负荷曲线计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:
基于平均值分析法,根据需求响应事件发生前非需求响应日的负荷数据进行一定的筛选后逐点平均得到所述需求响应日的用户负荷基线;或者,
基于回归分析法,将温度及加权温湿度指标作为回归分析的自变量建立回归模型进行基线预测,以得到所述需求响应日的用户负荷基线;
通过仿真的方式计算所述需求响应日的用户负荷基线,进一步包括:
分析用户典型用电设备及其用电特性,以构建用户典型用电行为,并根据所述用户典型用电行为仿真得到所述需求响应日的用户负荷基线。
10.根据权利要求7所述的电力需求侧可调度资源潜力建模方法,其特征在于,所述获取模块用于基于实测或仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,其中,
所述基于实测的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于已实施需求响应的用户,通过实际测量的方式获得所述用户实施需求响应后的负荷曲线;
所述基于仿真的方式获取所述用户实施需求响应后的负荷曲线,包括:对于尚未实施需求响应的用户,给定一个价格信号或激励机制,并根据所述价格信号或激励机制仿真得到所述用户实施需求响应后的负荷曲线。
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