CN109149588B - 一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法。归一化处理每个时段的负荷预测值，获得由各个时段的负荷预测值组成计量机制的负荷预测曲线，归一化处理电网需求侧计分单元数，计算计量值，由各个时段的计量值组成计量曲线：计量曲线发送到电网需求侧计分单元，电网需求侧计分单元根据计量曲线对实时消耗的电量进行需求响应处理，减少电网需求侧计分单元对应用户的电费计价值。本发明方法在负荷尖峰时段用电则减少计量值，在负荷低谷时段用电则增加计量值，影响电网需求侧将负荷尖峰时段的用电量向负荷低谷时段转移，达到负荷削峰填谷的目的，保障了需求响应的顺利实施。

Description

一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法
技术领域
本发明涉及一种电网需求响应实施方法，特别是涉及了一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法。
背景技术
我国尚处于电力市场建设的初期，还不具有动态实时电价的实施条件，阻碍了需求响应的实施进程。计量机制作为实时电价的折中方案，将峰谷负荷的高低转换为对应时段的计量值大小，从而影响用户的用电行为。计量机制的本质是在现有峰谷电价规则的基础上，实现更多时段的变动电价，在负荷尖峰时段减少计量值，在负荷低谷时段增加计量值，促进用户将负荷尖峰时段的用电量向用电低谷时段转移，达到负荷削峰填谷的目的。然而，电网需求侧计分单元的数量以及电网需求侧计分单元的总计量值难以估测，执行基于计量机制的需求响应前不能确定减少的电费计价总值，电网存在基于计量的需求响应结算风险。
发明内容
针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法，可以在电力市场建设不完善的情况下，通过计量方式实现等效的实时需求响应机制，实现方式如下：
本发明采用以下技术方案：
1)根据负荷预测曲线计算计量曲线，计算方法如下：
1.1)归一化处理每个时段的负荷预测值，由各个时段的负荷预测值组成计量机制的负荷预测曲线：
Figure BDA0001794511710000011
其中，L为负荷预测曲线，t为一天中时段的序号，Lt为第t个时段的负荷预测值，是已知数据，Lt_min为所有时段的负荷预测值Lt中的最小值，Lt_max为所有时段的负荷预测值Lt中的最大值，
Figure BDA0001794511710000012
为归一化处理后第t个时段的负荷预测值；
1.2)归一化处理电网需求侧计分单元数：
Figure BDA0001794511710000021
其中，N为电网需求侧计分单元序数，Nmax为电网需求侧计分单元总数，N*为归一化处理后的电网需求侧计分单元序数；
1.3)采用以下公式计算第t个时段的计量值，由各个时段的计量值组成计量曲线：
Figure BDA0001794511710000022
其中，gt为第t个时段的计量值，λL-为负积分调节因子，λL+为正积分调节因子，λN为电网需求侧计分单元数调节因子，
Figure BDA0001794511710000023
为负积分界定值，
Figure BDA0001794511710000024
为正积分界定值；
2)计量曲线发送到电网需求侧计分单元，电网需求侧计分单元根据计量曲线对实时消耗的电量进行需求响应处理，减少电网需求侧计分单元对应用户的电费计价值，进而增加正积分时段的用电量，减少负积分时段的用电量，实现负荷尖峰时段的用电量向负荷低谷时段转移，达到负荷削峰填谷的目的。
本发明的需求响应方法能够通过计量曲线影响电网需求侧计分单元的负荷曲线，达到控制削峰填谷的目的。
所述步骤1)中，负积分调节因子λL-和正积分调节因子λL+的取值范围为大于等于零的实数，电网需求侧计分单元数调节因子λN的取值范围为大于等于1的实数，负积分界定值
Figure BDA0001794511710000025
和正积分界定值
Figure BDA0001794511710000026
的取值范围为大于等于零、小于等于1的实数，且负积分界定值
Figure BDA0001794511710000027
恒大于等于正积分界定值
Figure BDA0001794511710000028
所述步骤2)中的电网需求侧计分单元是根据电力用户而设置的一个需求响应数据模块，一个电力用户对应一个电网需求侧计分单元。
所述步骤2)，具体为：
2.1)第t个时段的计量值gt可能是正数，也可能是负数。电网需求侧计分单元中初始设置原始计量值为零，若判断计量值gt是正数(即第t个时段的负荷预测值Lt小于正积分界定值
Figure BDA0001794511710000029
)，则每消耗1度电在电网需求侧计分单元中在原有计量值的基础上增加计量值gt；若判断计量值gt是负数(即第t个时段的负荷预测值Lt大于负积分界定值
Figure BDA00017945117100000210
)，则每消耗1度电在电网需求侧计分单元中在原有计量值的基础上减少计量值gt。
2.2)以每月/每天在电网需求侧计分单元中处理获得总计量值，不同月/不同天之间的计量值Gmonth/Gday不累积，在不同月/不同天的开始将电网需求侧计分单元中的计量值Gmonth/Gday归零。电网需求侧计分单元中，先采用以下公式计算每天的总计量值Gday：
Figure BDA0001794511710000031
其中，Gday为一天的总计量值，T为一天中时段的总数，Qt为本月当前天第t个时段的耗电量；
电网需求侧计分单元中，再采用以下公式计算每月的总计量值Gmonth：
Figure BDA0001794511710000032
其中，Gmonth为一个月的总计量值，D为本月的总天数，day表示天序数。
具体实施中，每月发布1次计量机制，于上一月份的28日中午12:00发布次月的计量机制给电网需求侧计分单元，执行周期为一个月。每天的总计量值于次日1:00计算，每月的总计量值于次月的第一个工作日计算。
2.3)在获得电网需求侧计分单元中月的总计量值后，再将电网需求侧计分单元的月总计量值从大到小排序，采用以下公式计算第i个电网需求侧计分单元中减少的电费计价值，然后在电网需求侧计分单元中从原始电费计价值中按照电费计价值Mmonth,i减少：
Figure BDA0001794511710000033
其中，Mmonth,i为第i个电网需求侧计分单元在本月减少的电费计价值，Mtotal为需求响应允许减少的电费计价总值，SGmonth,i为第i个电网需求侧计分单元本月总计量值排序序数，SGmonth,i∈[0,10％)表示第i个电网需求侧计分单元本月总计量值排序在最大到前10％之间但不包括第10％位；
所述的第t个时段的获得的计量值(即第t个时段的计量值gt×第t个时段的耗电量Qt)可减少的电费计价值恒小于第t个时段的电费计价值，电费计价值＝第t个时段时长×电价×第t个时段的耗电量Qt。
本发明的计量值作为实时电费计价值的折中方案，将峰谷负荷的高低转换为对应时段的积分大小，从而影响电网需求侧用户的用电行为。
本发明电费计价值的减少量是基于月总计量值排序和电费计价值的减少总量计算得到，电网需求侧计分单元数量和电网需求侧积分单元中总计量值的变动不影响基于计量机制的需求响应可以减少的电费计价总值，电网不存在基于积分的需求响应控制风险，保障了需求响应的顺利实施，具有很好的稳定性。
本发明具有以下有益效果：
本发明可在电力市场建设不完善的情况下，通过计量计算方式实现等效的实时需求响应机制，影响控制电网需求侧将负荷尖峰时段的用电量向负荷低谷时段转移，达到削峰填谷的目的。
具体在现有峰谷电费计价规则的基础上，实现更多时段的变动电费计价，在负荷尖峰时段用电则减少计量值，在负荷低谷时段用电则增加计量值，影响电网需求侧将负荷尖峰时段的用电量向负荷低谷时段转移，达到负荷削峰填谷的目的。
附图说明
图1是本发明实施例的负荷预测曲线；
图2是本发明实施例的归一化处理后的负荷预测曲线；
图3是本发明实施例的计量值曲线；
图4是本发明实施例的电网需求侧计分单元1在本月第1日的耗电曲线；
图5是本发明实施例的电网需求侧计分单元本月总计量值的排序图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图作进一步说明。
按照本发明方法完整实施的实施例如下：
1)归一化处理负荷预测曲线：
负荷预测值如表1所示。
表1负荷预测值Lt
Figure BDA0001794511710000041
Figure BDA0001794511710000051
Figure BDA0001794511710000061
根据表1可以绘得负荷预测曲线，如图1所示。
根据公式：
Figure BDA0001794511710000062
计算归一化处理后的负荷预测值。其中，Lt_min为2252.468MW，Lt_max为5455.974MW。因此，归一化处理后的负荷预测值，如表2所示。
表2归一化处理后的负荷预测值
Figure BDA0001794511710000063
Figure BDA0001794511710000064
Figure BDA0001794511710000071
Figure BDA0001794511710000081
根据表2可以绘得归一化处理后的负荷预测曲线，如图2所示。
2)归一化处理电网需求侧计分单元数：
电网需求侧计分单元数N为50000，电网需求侧计分单元总数Nmax为100000，根据公式：
Figure BDA0001794511710000082
计算得到归一化处理后的电网需求侧计分单元数N*为0.5。
3)计算计量曲线：
根据公式
Figure BDA0001794511710000083
计算计量曲线，设置负积分调节因子λL-为50，正积分调节因子λL+为100，签约参与积分政策的电网需求侧计分单元数调节因子λN为2，负积分界定值
Figure BDA0001794511710000084
为0.7，正积分界定值
Figure BDA0001794511710000085
为0.3。计算得到计量值，如表3所示。
表3计量值gt
Figure BDA0001794511710000086
Figure BDA0001794511710000091
Figure BDA0001794511710000101
根据表3可以绘得计量值曲线，如图3所示。
4)以电网需求侧计分单元1为例进行计量值计算：
电网需求侧计分单元1在本月第1日的耗电量，如表4所示。
表4电网需求侧计分单元1在本月第1日的耗电量Qt
Figure BDA0001794511710000102
Figure BDA0001794511710000111
根据表4可以绘得电网需求侧计分单元1在本月第1日的耗电曲线，如图4所示。
根据公式：
Figure BDA0001794511710000112
计算电网需求侧计分单元1在本月第1日的总计量值。其中，T为96，得到Gday为67.2439。
根据公式：
Figure BDA0001794511710000113
计算电力用户1在本月的总计量值。其中，D为30。假设电力用户1本月每日的总计量值Gday与第1日相同，则得到Gmonth为2017.30。
5)计算电网需求侧计分单元1在本月的减少电费计价值：
将电网需求侧计分单元的月总计量值从大到小排序，如图5所示。电力用户总数Nmax为100,000，电力用户1本月的总计量值为2017.30，排序处于10～30％之间，计算需求响应减少的电费计价总值Mtotal为500万，根据公式：
Figure BDA0001794511710000121
计算得到电网需求侧计分单元1本月可减少电费计价值75。
由此可见，本发明可有效计算计量曲线。对计量值敏感的用户，会为了得到更多的计量值，将负荷尖峰时段的用电转移到负荷低谷时段，从而实现电网负荷的削峰填谷效果。同时，无论电网需求侧计分单元数量有多少，无论电网需求侧计分单元的总计量值原始有多少，需求响应减少的电费计价总值计算不变，电网不存在基于计量的需求响应不同的风险，保持很好的稳定性。本发明为电力市场建设不完善情况下需求响应的实施提供了有效方案，实现了其技术效果。

Claims (5)

1.一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法，其特征在于：
1)根据负荷预测曲线计算计量曲线，计算方法如下：
1.1)归一化处理每个时段的负荷预测值，由各个时段的负荷预测值组成计量机制的负荷预测曲线：
Figure FDA0001794511700000011
其中，t为一天中时段的序号，Lt为第t个时段的负荷预测值，Lt_min为所有时段的负荷预测值Lt中的最小值，Lt_max为所有时段的负荷预测值Lt中的最大值，
Figure FDA0001794511700000012
为归一化处理后第t个时段的负荷预测值；
1.2)归一化处理电网需求侧计分单元数：
Figure FDA0001794511700000013
其中，N为电网需求侧计分单元序数，Nmax为电网需求侧计分单元总数，N*为归一化处理后的电网需求侧计分单元序数；
1.3)采用以下公式计算第t个时段的计量值，由各个时段的计量值组成计量曲线：
Figure FDA0001794511700000014
其中，gt为第t个时段的计量值，λL-为负积分调节因子，λL+为正积分调节因子，λN为电网需求侧计分单元数调节因子，
Figure FDA0001794511700000015
为负积分界定值，
Figure FDA0001794511700000016
为正积分界定值；
2)计量曲线发送到电网需求侧计分单元，电网需求侧计分单元根据计量曲线对实时消耗的电量进行需求响应处理，减少电网需求侧计分单元中的电费计价值。
2.根据权利要求1所述的一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法，其特征在于：所述步骤1)中，负积分调节因子λL-和正积分调节因子λL+的取值范围为大于等于零的实数，电网需求侧计分单元数调节因子λN的取值范围为大于等于1的实数，负积分界定值
Figure FDA0001794511700000021
和正积分界定值
Figure FDA0001794511700000022
的取值范围为大于等于零、小于等于1的实数，且负积分界定值
Figure FDA0001794511700000023
恒大于等于正积分界定值
Figure FDA0001794511700000024
3.根据权利要求1所述的一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法，其特征在于：所述步骤2)，具体为：
2.1)电网需求侧计分单元中初始设置原始计量值为零，若判断计量值gt是正数，则每消耗1度电在电网需求侧计分单元中在原有计量值的基础上增加计量值gt；若判断计量值gt是负数，则每消耗1度电在电网需求侧计分单元中在原有计量值的基础上减少计量值gt,
2.2)电网需求侧计分单元中，先采用以下公式计算每天的总计量值Gday：
Figure FDA0001794511700000025
其中，Gday为一天的总计量值，T为一天中时段的总数，Qt为本月当前天第t个时段的耗电量；
电网需求侧计分单元中，再采用以下公式计算每月的总计量值Gmonth：
Figure FDA0001794511700000026
其中，Gmonth为一个月的总计量值，D为本月的总天数，day表示天序数。
2.3)在获得电网需求侧计分单元中月的总计量值后，再将电网需求侧计分单元的月总计量值从大到小排序，采用以下公式计算第i个电网需求侧计分单元中减少的电费计价值为：
Figure FDA0001794511700000027
其中，Mmonth,i为第i个电网需求侧计分单元在本月减少的电费计价值，Mtotal为需求响应允许减少的电费计价总值，SGmonth,i为第i个电网需求侧计分单元本月总计量值排序序数，SGmonth,i∈[0,10％)表示第i个电网需求侧计分单元本月总计量值排序在最大到前10％之间但不包括第10％位；
在电网需求侧计分单元中从原始电费计价值中按照电费计价值Mmonth,i减少。
4.根据权利要求1所述的一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法，其特征在于：所述步骤2.2)中，以每月/每天在电网需求侧计分单元中处理获得总计量值，不同月/不同天之间的计量值gt不累积，在不同月/不同天的开始将电网需求侧计分单元中的计量值gt归零。
5.根据权利要求1所述的一种考虑电网总计价风险的计量机制的需求响应方法，其特征在于：所述的第t个时段的获得的计量值可减少的电费计价值恒小于第t个时段的电费计价值。
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