CN108335009A - 电力需求侧用电管理实施效果分析的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力需求侧用电管理实施效果分析的方法。包括a、首先通过调查问卷的方式确定电力需求侧针对用电管理的实施所关系的项目；b、根据调查问卷的结果确定评价指标，以季节为大类建立递阶层次结构的指标体系；c、对评价指标采用主观赋权法和客观赋权法相结合的评判方法确定评价指标的权重值；d、采用均值化法对评价指标进行无量纲化处理，并结合权重值制定评价指标调查问卷；e、对照所制定的评价指标调查问卷对不同地区和不同季节的电力需求侧进行数据的收集和处理；f、采用对比的方法分析不同地区、不同季节的电力需求侧用电管理实施效果。本方法无需专业人员即可分析出评价结果，进而方便快速调整用电管理。

Description

电力需求侧用电管理实施效果分析的方法

技术领域

本发明属于用电管理技术领域，涉及电力需求侧用电管理，尤其涉及一种 电力需求侧用电管理实施效果分析的方法。

背景技术

电力需求侧管理(Power Demand-Side Management，简称DSM)，是通 过提高终端用电效率和优化用电方式，在完成同样用电功能的同时减少电量消 耗和电力需求，达到节约能源和保护环境，现低成本电力服务所进行的用电管 理活动。其主要内容是对终端用户行负荷管理、提高终端能源使用效率及实现 综合资源规划等。

伴随着我国经济的快速发展和人民生活条件的改善,电力需求有了大幅度 的增长,这对能源的需求量也越来越大。随着能源供应的日趋紧张,一方面出现了 季节性、时段性、结构性的缺电现象另一方面,由于用户对电力能源使用缺乏合 理指导,用电效率较低,生产成本增高,造成电力供应与使用的不均衡。随着电力 体制改革的进一步深化,打破垄断,引入竞争的市场机制,减少发、输、配、售电 成本,使社会资源得到更优化的配置己经取得了一定成效,但是电力行业的市场 化改革也带来了越来越多的问题。全社会用电量增长过快,装机容量不足。

经济发展,电力先行,为了满足我国未来电力需求较快的增长速度，电力建设 速度继续加快,新增电源机组容量创历史最高水平,电网建设取得长足进展。但 是，如果单纯依靠扩大投资规模增加装机容量来满足短暂的尖峰用电,不仅要投 入巨大的电力建设资金,而且会由于电力设备利用率的不断下降导致发供电成 本上升。如何有效的开展电力营销工作,实现电力负荷供需平衡、电网的经济运 行、合理编制供电区有序用电方案、合理、正确的确定分时电价时段及比重, 如何有效的利用资源、节约资源,如何正确引导客户合理用电,成了当前电力工作 的当务之急。依靠先进的管理系统,实施有效的需求侧管理可以达到移峰填谷、 均衡负荷的效果,不仅提高了电网运行的经济性,同时增加了系统的备用容量,有 利于电网的安全稳定运行。

而先进管理系统的实施效果如何，需要用户来进行评价，尤其是需求侧， 同样，电力需求侧后效评估，对于指导管理决策和调整管理方向具有重要意义。

发明内容

本发明针对上述的电力需求侧用电管理的实施效果的判定所存在的技术问 题，提出一种设计合理、操作方便且数据准确的一种电力需求侧用电管理实施 效果分析的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种电力需求 侧用电管理实施效果分析的方法，包括以下有效步骤：

a、首先通过调查问卷的方式确定电力需求侧针对用电管理的实施所关系 的项目；

b、根据调查问卷的结果确定评价指标，以季节为大类建立递阶层次结构的 指标体系；

c、对评价指标采用主观赋权法和客观赋权法相结合的评判方法确定评价 指标的权重值；

d、采用均值化法对评价指标进行无量纲化处理，并结合权重值制定评价指 标调查问卷；

e、对照所制定的评价指标调查问卷对不同地区和不同季节的电力需求侧 进行数据的收集和处理；

f、采用对比的方法分析不同地区、不同季节的电力需求侧用电管理实施效 果。

作为优选，所述主观赋权法和客观赋权法相结合的评判方法的计算公式为

ω_i＝α·ω_iz+β·ω_ik(i＝1,2,3......,n)

其中，ω_i为某一项评价指标的权重值，ω_iz为主观权重向量，ω_ik为客观权重 向量，α和β表示主观赋权法和客观赋权法相对重要程度，满足0≤α≤1，0≤β≤1。

作为优选，所述b步骤中，以季节为大类额四层结构的指标体系。

作为优选，所述四层结构的指标体系包括季节层、用户层、分用户层以及 基础指标层，所述季节层包括春季指标、夏季指标、秋季指标以及冬季指标， 所述用户层包括工业用户指标、商业用户指标以及居民用户指标，所述分用户 层包括一级工业用户指标、二级工业用户指标、三级工业用户指标、一级商业 用户指标、二级商业用户指标、三级商业用户指标，所述基础指标层包括削峰 指标、填谷指标、移峰填谷指标、整体性节电指标、策略性负荷整体上升指标、 可变负荷方式指标、阶梯性电价指标。

作为优选，所述e步骤中，所制定的评价指标调查问卷的内容只含有基础 指标层。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明通过提供一种电力需求侧用电管理实施效果分析的方法，采用 科学的技术手段，从用户的角度出发，结合用户的意见，进而对于调整和完善 智能电网的规划布局、明确智能电网发展的技术路线和重点领域、总结分析智 能电网建设的实施效果等方面具有重要参考价值

2、本发明所提供的电力需求侧用电管理实施效果分析的方法，简单明了， 无需专业人员即可分析出评价结果，进而方便快速调整用电管理，达到真正为 用户服务的目的。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例 对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例 及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发 明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面 公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，本实施例提供一种电力需求侧用电管理实施效果分析的方法， 同目前流行的模糊数学、灰色系统、信息论等需要复杂的计算的评价方法不同， 本实施例所提供的电力需求侧用电管理实施效果分析的方法操作简单、无需专 业的人员即可获知用户的评价结果，进而方便用电管理。

本实施例所提供的电力需求侧用电管理实施效果分析的方法包括以下步 骤，首先通过调查问卷的方式确定电力需求侧针对用电管理的实施所关系的项 目，这一步骤主要是采用广撒网的方式，通过对不同用户群体调查，获悉他们 对用电管理所要关心的项目，然后根据调查问卷的结果确定用户群体所关心的 项目的投票率占总调查问卷的20％以上的项目为用电管理的评价指标，考虑到 不同地区、不同季节用电管理的方式不同，用户的满意度也不尽相同，因此， 根据确定好的评价指标，建立以季节以季节为大类的递阶层次结构的指标体系。

在本实施例中，指标体系为四层结构的指标体系，具体的说，为包括季节 层、用户层、分用户层以及基础指标层，其中，季节层包括春季指标、夏季指 标、秋季指标以及冬季指标，在每个季节层的指标下面设置有三个用户层的指 标，分别是工业用户指标、商业用户指标以及居民用户指标，然后根据用户所 产生的影响，再将工业用户指标和商业用户指标进行细分，在本实施例中，工 业用户指标下面包含三个分用户层，分别是一级工业用户指标、二级工业用户 指标和三级工业用户指标，三级的工业用户指标的分类标准主要从影响度、纳 税额、带动就业、社会效应等方面进行考虑，进行分类，比如，一级工业用户 是指对当地具有重大贡献的企业，纳税额度高、用电量大、带动就业人数多、 社会效应好的一类企业，例如，就业人数在500人以上的电子厂，而三级工业 用户则是指一些家庭作坊，用工人数不足10人，用电量较小的一些企业，二级 工业用户则是处于两者之间的工业用户。

三级商业用户是罗列在用户层商业用户指标下面的同样也是根据社会效 应、影响度、纳税额、带动就业、社会效应等方面进行考虑，比如大型商场类 的就属于一级商业用户，三级商业用户则是一些门头房，处于大街上的小型门 头房，用电量不大的一些商业用户，比如，理发店，服装店，而二级商业用户 则是处于一级商业用户和二级商业用户之间的一些用户。

考虑到居民用户的特殊性，在本实施例中，在分用户层并为设居民用户的 分指标。

基础指标则是根据调查问卷所获得指标，这些指标都是需求侧用户所关心 的一些项目，在本实施例中，根据我公司的调查问卷，将最基础的指标罗列进 气，分别是削峰指标、填谷指标、移峰填谷指标、整体性节电指标、策略性负 荷整体上升指标、可变负荷方式指标、阶梯性电价指标，以上指标都是现有的 用电管理的常用技术手段，这些技术手段的实施对用户的电力使用产生了重大 影响，也是用户最关心的项目，因此，在本实施例中，将其罗列出来。

同传统的指标体系在建立后即开展数据收集，然后将大部分计算的工作放 置在前，这样，导致后期的数据处理必须专业的人员才能够分析用户的满意度， 这也导致了后期的工作量大，对管理系统的快速整改带来诸多的不便，在本实 施例中，本实施例的思路基于首先通过专业人员对评价指标进行标准化处理， 这样收集上来的数据通过简单的加减即可，非专业人员即可操作，这样，能够 在收集数据后，进行快速的处理，进而好方便整改、调整。

指标的权重值对评价指标在整体中价值的高低和相对重要的程度以及所占 比例的大小量化值，由于采用递阶层次结构的指标体系，因此，每个基础指标 在其所属的指标系统的中的权重值有很大的区别，拿整体性节电指标来说，其 在春季指标、工业用户指标中，对一级工业指标和二级工业指标而言，其权重 值就会发生很大的变化。因此，将计算放在前面，也方便专业技术人员的集中 设置，在本实施例中，采用主观赋权法和客观赋权法相结合的评判方法确定评 价指标的权重值。

主观赋权法是依据本领域专家的理论基础和实际工作经验来对评价指标进 行判断，从而得到各个指标的相对重要程度，然而完全以人的主观判断作为评 判标准不尽完全合理。客观赋权法是完全依据评价对象的指标数据本身体现的 信息来进行计算，从而得到相应权重，不受人为主观因素影响。但是通过这种 方法得到的指标权重不能充分体现指标自身价值并且所得到的权重会随样本的 变化而变化，不具有相对稳定性。

在本实施例中，采用两者相结合的方式对评价指标进行赋权，使其既能体 现出专家学者主观的指标相对重要程度，又魏在一定程度上保证数据本身的信 息得到有效运用，较好地发扬了上述两种赋权法的优势，有效避免了选用单一 赋权法的缺陷，使评价对象指标的权重更加准确、科学、合理。

在本实施例中，主观赋权法为基于专家组的组合主权赋权法，即将多位专 家的经验加以综合，从而避免单个专家的主观偏好影响，然后，采取数学方法 将专家组的进行集结。

具体方法为：设多属性决策问题指标个数为n，分别为x1,x2,…,xn，由m 名专家采用主观赋权法(如AHP、头脑风暴法、德尔非法等)给出了q个权重 组合，其权重矩阵为：

W＝[W¹，W²，…，W^q]^T (1)

现在的任务是：如何综合这q位专家的信息。为此，做如下假设：

(1)当两位或多位以上专家的意见相同或相近时，这些专家被认为是较为 权威的专家；同样，当某位专家意见和其他大多数专家意见都相悖时，该位专 家被认为是较不权威的专家。

(2)判断两位专家意见的相近或相悖程度，采用相关系数进行测量——正 相关系数越大，说明二者意见越相近；负相关系数越小，说明二者意见越相悖。

(3)较为权威的专家，其给出的权重组合在最终权重中就越有分量；较不 权威的专家，其给出的权重在最终权重中分量较轻。

根据上述假设可知，相关系数在一定程度上能代表专家的权威程度，也能 代表着专家权重组合在最终权重中的分量。换而言之，相关系数可以看成是对 专家赋予的权重。对上述权重矩阵，计算其相关系数，可得到相关系数矩阵， 如下式：

R为相关系数矩阵，但还不是专家重要性的权重矩阵。作为权重矩阵，必 须满足归一特性，即权重和为1。为此，对R矩阵做归一化处理：

综上可知，W为q×n阶矩阵，R′为q×q阶矩阵。进而可定义专家加权 权重矩阵为：

其中，为q×n阶矩阵。此时，为专家加权权重矩阵，但它并不具收敛 性。为了使得收敛，即中每位专家对指标赋予的权重具有一致性，对的计 算过程做循环运算即可。即实施以下步骤：

(1)把看成是新的权重矩阵，计算其相关系数矩阵，如式(3)～(5)

(2)对相关系数矩阵做归一化处理，如式(6)～(7)；

(3)计算新的专家加权权重矩阵，如式(8)。

由于新一轮专家加权权重矩阵总是上一轮所有专家权重矩阵的信息集结， 或者可以说新一轮专家加权权重矩阵中的权重向量都是上一轮所有权重向量的 函数，其相关系数会得到强化。即，相关系数矩阵是收敛的，专家加权权重矩 阵也是收敛的。收敛的专家权重矩阵中任何一行(每一行绝对值都相同)进行 绝对值归一化后即可得到最终主观权重。

上述计算方式为现有的公式，故在本实施例中，不进行详细的举例计算， 在本实施例选用上述方法作为主权赋权法主要是考虑到其比单一的主权赋权法 的赋权值更为准确，同样，在本实施例中，利用熵权系数法确定客观权重。然 后根据计算公式：

ω_i＝α·ω_iz+β·ω_ik(i＝1,2,3......,n)

其中，ω_i为某一项评价指标的权重值，ω_iz为主观权重向量，ω_ik为客观权重 向量，α和β表示主观赋权法和客观赋权法相对重要程度，满足0≤α≤1，0≤β≤ 1，α和β的值要结合具体的指标体系给予赋值，基本原则为α+β＝1。

通过上述的方法计算得出每一个评价指标在其所属的层阶的权重。

然后采用均值化法对评价指标进行无量纲化处理，对评价指标进行无量纲 化处理的主要原因是由于各评价指标的量纲和类型不同，难以直接进行比较， 不便于直接进行综合评价，因此有必要对指标数据需要进行无量纲化处理，其 差异主要体现在两个方面：一是量纲不同，即各指标的量纲有百分数、货币量、 时间等多种形式；二是量级不同，指标中既有数量级很大的指标，也有数量级 很小的指标。

均值化法的基本方法为：

设评价体系中共有n个单位，m个指标，各指标分为为X1，X2，.....Xm， Xj(i＝1，2，......n，j＝1,2，......m)，Xij就表示第i个单位的第j个原始指标值，yij表示经过无量纲化处理的第i个单位的第j个指标值。

公式为：

均值化后各指标的均值都是1，其方差为

即均值化后各指标的方差是各指标变异系数的平方，这样，就可以得到 各个指标的值，然后，利用这个值乘以权重值就可以制定评价指标调查问卷。 在这里需要说明的是均值化法也是现有计算的常用技术手段，在本实施例中， 仅简单的列出其公式，对其详细计算过程，不做详细的表述。

通过上述方法制定出来的评价指标调查问卷在每个指标下面的选项就只有 数值(在数值后面可以加设括号，进行解释，每个数值代表的含有)，在这里 需要说明的是，为了避免用户在填写调查问卷的时候，填写错误，在本实施例 中，调查问卷只含有基础指标层。通过在印刷时，加设不同的颜色，或图案， 来针对不同的用户群体进行发放，以方便辨识。

然后，对照所制定的评价指标调查问卷对不同地区和不同季节的电力需求 侧进行数据的收集和处理，最后，采用对比的方法分析不同地区、不同季节的 电力需求侧用电管理实施效果，由于数值为标准数值，因此，只需要单纯的加 减乘除即可计算出来结构，进而对比，即可获悉具体的实施效果如何。对比的 方法可以采用可采用“前后对比”法、“有无对比”法或“横向对比”法将调 查问卷的结构进行比较评价。“前后对比”法是对于同一时期，前年和今年的 的调查结果进行对比。“有无对比”法是针对新设的评价指标，通过整体系的 对比来获得对比结果。“横向对比”法则是对同一时期不同地区的同类客户进 行对比，对比两种实施方案的哪个实施效果更好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的 限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改 型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案 内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与 改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种电力需求侧用电管理实施效果分析的方法，其特征在于，包括以下有效步骤：

a、首先通过调查问卷的方式确定电力需求侧针对用电管理的实施所关系的项目；

b、根据调查问卷的结果确定评价指标，以季节为大类建立递阶层次结构的指标体系；

c、对评价指标采用主观赋权法和客观赋权法相结合的评判方法确定评价指标的权重值；

d、采用均值化法对评价指标进行无量纲化处理，并结合权重值制定评价指标调查问卷；

e、对照所制定的评价指标调查问卷对不同地区和不同季节的电力需求侧进行数据的收集和处理；

f、采用对比的方法分析不同地区、不同季节的电力需求侧用电管理实施效果。

2.根据权利要求1所述的电力需求侧用电管理实施效果分析的方法，其特征在于，所述主观赋权法和客观赋权法相结合的评判方法的计算公式为

ω_i＝α·ω_iz+β·ω_ik(i＝1,2,3......,n)

其中，ωⁱ为某一项评价指标的权重值，ωⁱ _z为主观权重向量，ω^ik为客观权重向量，α和β表示主观赋权法和客观赋权法相对重要程度，满足0≤α≤1，0≤β≤1。

3.根据权利要求2所述的电力需求侧用电管理实施效果分析的方法，其特征在于，所述b步骤中，以季节为大类的四层结构的指标体系。

4.根据权利要求3所述的电力需求侧用电管理实施效果分析的方法，其特征在于，所述四层结构的指标体系包括季节层、用户层、分用户层以及基础指标层，所述季节层包括春季指标、夏季指标、秋季指标以及冬季指标，所述用户层包括工业用户指标、商业用户指标以及居民用户指标，所述分用户层包括一级工业用户指标、二级工业用户指标、三级工业用户指标、一级商业用户指标、二级商业用户指标、三级商业用户指标，所述基础指标层包括削峰指标、填谷指标、移峰填谷指标、整体性节电指标、策略性负荷整体上升指标、可变负荷方式指标、阶梯性电价指标。

5.根据权利要求4所述的电力需求侧用电管理实施效果分析的方法，其特征在于，所述e步骤中，所制定的评价指标调查问卷的内容只含有基础指标层。