CN110097214A - 一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法，包括如下步骤：S1、根据物元可拓分析法构建自动需求响应用户等级评价物元模型；S2、评价指标体系构建及经典域、节域；S3、结果与分析。本发明将自动需求响应(Auto‑DR)作为需求侧管理的重要技术手段，实现用电优化和系统资源的综合优化配置，通过需求响应将负荷侧资源纳入常态化的电力系统调度运行中。在面对日益丰富的调控对象和深度互动的调控需求，通过采用先进的精细化负荷调控技术手段和管理手段，实施自动需求响应，实现负荷最大程度地、最大精细化地参与电网优化运行。

Description

一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法

技术领域

本发明涉及电力供应管理技术领域，具体涉及一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法。

背景技术

自动需求响应(Auto-DR)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。智能电网的发展给需求响应提供了强有力的技术支持手段，需求响应的作用已扩展到扩大间歇性新能源的接入，提高系统调峰调频能力，通过需求响应将负荷侧资源纳入常态化的电力系统调度运行中。

对于自动需求响应系统而言，其运作依赖于ADR、配电网、用户三大模块的协调运行。三大模块之间依靠电力设备、输配电网、信息流、能量流相互关联，相互作用。其中用户模块是基础，是响应的主要对象；ADR模块是响应的“神经中枢系统”，负荷整个响应系统的运行；配电网模块是响应系统的顶层运营机构，负责自动需求响应系统的运行推广以及相关的信息采集工作。此外，政府部分部门在其中扮演监管角色，主要对配电网和ADR服务商进行顶层监管并制定相关的政策机制。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法。在面对日益丰富的调控对象和深度互动的调控需求，通过采用先进的精细化负荷调控技术手段和管理手段，实施自动需求响应，实现负荷最大程度地、最大精细化地参与电网优化运行。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法,包括如下步骤：

S1、根据物元可拓分析法构建自动需求响应用户等级评价物元模型；

S11、自动需求响应用户等级评价记作N，综合评价特征记作C和特征值记作V，自动需求响应用户等级评价物元记作R，则R＝(N,C,V)，若N有多个n个特征C₁，C₂，C₃…C_n，每个特征相应的量值为V₁，V₂，V₃…V_n，则表示为：

S12、确定经典域物元矩阵和节域物元矩阵以及规格化处理

自动需求响应用户等级评价的经典域物元矩阵R_N表示为：

式中：N_i表示所划分的i个评价等级；C₁，C₂，C₃…C_n为评价指标；(a_in，b_in)表示评价指标C_n对于第i个评价等级的取值范围，即经典域；

自动需求响应用户等级评价的节域物元矩阵R_p表示为：

式中：N_p表示由自动需求响应用户等级评价等级构成的全体；C₁，C₂，C₃…C_n为评价指标；(a_pn，b_pn)表示节域物元关于特征C_n的量值范围；

对经典域物元R_N进行规格化处理，可得：

对待评物元R₀进行规格化处理，可得：

S13、计算关联系数及关联度

自动需求响应用户等级评价指标关联函数定义为：

式中：K_j(V_i)表示第i项指标相应于第j级综合评价等级的关联度；

V_ij＝|b_in-a_in| (7)

式中：V_i，V_pn分别表示待评自动需求响应物元的经典域和节域量值范围；ρ(V_i，V_ij)表示点V_i与对应特征向量有限区间V_ij的距离；ρ(V_i，V_pn)表示点V_i与对应特征向量有限区间V_pn的距离；

S14、计算关联系数及关联度

综合关联度表示所有评价指标与各评价等级的符合程度，其计算公式为：

式中：K_i(p)为待判物元N关于等级i的关联度；w_i为各评价指标的权重；K_j(V_i)为待判断物元关于等级i的单指标关联度；

S15、确定评价指标综合权重w，计算公式为：

式中：w_i为AHP确定的指标权重；α为权重折中系数；w′_i为熵权法确定的权重，按下式计算

其中，式中v_ij为第j(j＝1，2，...n)个对象的i(i＝1，2，...n)个指标的量值；

S2、评价指标体系构建及经典域、节域；

将可拓学的物元模型和可拓评价方法应用在自动需求响应用户等级评价中，对响应用户的响应等级进行综合评价；引进物元概念，以事物、特征及事物关于该特征的量值三者所组成的三元组，记作R＝(事物，特征，量值)；

S21、从用户响应负荷指标B1、用户用电量指标B2、用户响应可靠性指标B3、响应用户电费指标B4、用户用能习惯指标特点B5五个维度出发，建立自动需求响应用户等级评价指标体系；

S22、自动需求响应用户等级评价经典域及节域

确定自动需求响应用户等级评价标准，将潜在的自动需求响应用户评价等级划分为奖励型用户(Ⅰ级)、鼓励型用户(Ⅱ级)、一般用户(Ⅲ级)、不鼓励用户(Ⅳ级)四个等级，四个响应级别对应四种不同的用户形态，代表着不同用户参与自动需求响应的先后顺序；

自动需求响应用户等级即为评价物元，评价指标即为评价物元特征，获得自动需求响应用户等级评价经典域物元矩阵R_N1、R_N2、R_N3、R_N4和节域物元矩阵R_p；

S23、选取自动需求响应用户等级评价待评物元；

S3、结果与分析

S31、进行指标权重计算；

S32、进行评价指标关联度计算；

S32、进行综合响应评价等级计算。

作为对上述技术方案的改进，若K_ij＝max{K_i(p)}则待评价对象第i指标属于综合效益评价j等级。

作为对上述技术方案的改进，关联度数值K_i(p)的大小表示待评对象隶属于水土保持工程综合效益评价等级某一标准的程度，当K_i(p)＞0，表示评价指标符合标准对象范围的要求，其值大小表示符合要求的程度；当-1＜K_i(p)＜0时，表示评价指标不符合标准对象的要求，但具有转化为标准对象的潜力，数值愈大，越易转化；当K_i(p)＜-1时，表示评价对象不符合标准对象的要求，且不具备转化为标准对象的潜力。

作为对上述技术方案的改进，在步骤S21中，需求响应用户等级评价指标体系分为目标层、准则层和指标层；目标层为响应用户响应等级评价的结果；准则层为指标体系构建的五个出发点；指标层即为建立的15个具体评价指标。

作为对上述技术方案的改进，15个具体评价指标为：可削减负荷比率C11、可中断负荷比率C12、响应偏差率C13、用户用电量比率C21、可调节电量比率C22、负荷可中断时间C31、用户供电可靠性需求C32、电费收入占比C41、平均缴费比率C42、平均欠费比率C43、平均预缴电费比率C44、响应政策反映程度C51、用电违规记录C52、用电安全事故记录C53、参与电网调度合作记录C54。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法，将自动需求响应(Auto-DR)作为需求侧管理的重要技术手段，实现用电优化和系统资源的综合优化配置，通过需求响应将负荷侧资源纳入常态化的电力系统调度运行中。在面对日益丰富的调控对象和深度互动的调控需求，通过采用先进的精细化负荷调控技术手段和管理手段，实施自动需求响应，实现负荷最大程度地、最大精细化地参与电网优化运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为自动需求响应概念示意图；

图2为自动需求响应用户响应等级评价指标权重示意图；

图3为1号楼用户响应评价指标关联度示意图；

图4为1～10号楼用户响应评价指标关联度示意图；

图5为1～10号楼自动需求响应用户等级各评价准则层评价结果示意图；

图6为1～10号楼综合关联度示意图；

图7为自动需求响应电力积分激励物元评价体系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便于进一步理解本发明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以下实施例中所有使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。以下实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。

本发明提供了一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法,具体的研究如下：

1、自动需求响应机制分析

自动需求响应(Auto-DR)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。智能电网的发展给需求响应提供了强有力的技术支持手段，需求响应的作用已扩展到扩大间歇性新能源的接入，提高系统调峰调频能力，通过需求响应将负荷侧资源纳入常态化的电力系统调度运行中。

图1为自动需求响应概念示意图。正如图中所示，对于自动需求响应系统而言，其运作依赖于ADR、配电网、用户三大模块的协调运行。三大模块之间依靠电力设备、输配电网、信息流、能量流相互关联，相互作用。其中用户模块是基础，是响应的主要对象；ADR模块是响应的“神经中枢系统”，负荷整个响应系统的运行；配电网模块是响应系统的顶层运营机构，负责自动需求响应系统的运行推广以及相关的信息采集工作。此外，政府部分部门在其中扮演监管角色，主要对配电网和ADR服务商进行顶层监管并制定相关的政策机制。

2、物元可拓模型原理和方法

物元可拓模型主要用于解决事物的功能目标和环境条件之间不相容的问题，适合多因子评价，自动需求响应用户等级评价设计多个指标，单个指标评价结果具有不相容性。应用物元可拓模型，建立自动需求响应用户等级评价指标体系，减少了在多角度、多因素识别评价中的主观片面性。可拓集合中“即是又非”的临界概念，摆脱了经典数学“非此即彼”的二值限制，显示了自然界“即此亦彼”的过渡状态，可拓方法在对事物的识别和评判方面，具有更广的应用领域。因此，根据物元可拓分析法构建自动需求响应用户等级评价物元模型，主要步骤如下：

2.1、构造自动需求响应用户等级评价物元

自动需求响应用户等级评价N，综合评价特征C和特征值V，自动需求响应用户等级评价物元R，记作R＝(N,C,V)，若N有多个n个特征C₁，C₂，C₃…C_n，每个特征相应的量值为V₁，V₂，V₃…V_n，则表示为：

2.2、确定经典域和节域物元矩阵以及规格化处理

自动需求响应用户等级评价的经典域物元矩阵R_N表示为：

式中：N_i表示所划分的i个评价等级；C₁，C₂，C₃…C_n为评价指标；(a_in，b_in)表示评价指标C_n对于第i个评价等级的取值范围，即经典域。

自动需求响应用户等级评价的节域物元矩阵R_p表示为：

式中：N_p表示由自动需求响应用户等级评价等级构成的全体；C₁，C₂，C₃…C_n为评价指标；(a_pn，b_pn)表示节域物元关于特征C_n的量值范围。

然而物元可拓模型存在着一定的局限性和不足之处：当待评物元的某个指标数值超出节域时，将该指标的数值代入关联函数计算时，会出现分母为零的现象，此时关联函数值无法得到，进而无法进行评价。因此，需要对物元可拓模型进行改进，方法是对经典域物元和待评物元进行规格化处理。

对经典域物元R_N进行规格化处理，可得：

对待评物元R₀进行规格化处理，可得：

2.3、计算关联系数及关联度

自动需求响应用户等级评价指标关联函数定义为：

式中：K_j(V_i)表示第i项指标相应于第j级综合评价等级的关联度。

V_ij＝|b_in-a_in| (7)

式中：V_i，V_pn分别表示待评自动需求响应物元的经典域和节域量值范围；ρ(V_i，V_ij)表示点V_i与对应特征向量有限区间V_ij的距离；ρ(V_i，V_pn)表示点V_i与对应特征向量有限区间V_pn的距离。

2.4、计算综合关联度并确定评价等级

综合关联度表示所有评价指标与各评价等级的符合程度，其计算公式为：

式中：K_i(p)为待判物元N关于等级i的关联度；w_i为各评价指标的权重；K_j(V_i)为待判断物元关于等级i的单指标关联度。若K_ij＝max{K_i(p)}则待评价对象第i指标属于综合效益评价j等级。关联度数值K_i(p)的大小表示待评对象隶属于水土保持工程综合效益评价等级某一标准的程度，当K_i(p)＞0，表示评价指标符合标准对象范围的要求，其值大小表示符合要求的程度；当-1＜K_i(p)＜0时，表示评价指标不符合标准对象的要求，但具有转化为标准对象的潜力，数值愈大，越易转化；当K_i(p)＜-1时，表示评价对象不符合标准对象的要求，且不具备转化为标准对象的潜力。

2.5、确定权重

评价决策中所获信息的多少是评价精度和可靠性的决定性因素之一，前常用的权重确定方法主要有层次分析法(AHP)、熵权法等。AHP考虑了专家的知识和经验、决策者的偏好，但主观随意性较大。而熵权法是基于信息熵理论，其原理是指标的信息熵越小，变异程度越大，该指标提供的有效信息量越大，相应的权重越大，反之，权重越小。当被评价对象在某项指标上的值相同时，熵值达到最大，表明该指标没有提供任何有用信息，可以从评价指标体系中去除，因此熵权法结果较为客观。但无法反应专家的知识和经验及决策者意见，综合二者的优缺点，得到主客观结合的评价指标综合权重w：

式中：w_i为AHP确定的指标权重[17]；α为权重折中系数，本申请取0.5；w′_i为熵权法确定的权重，按下式计算：

其中，式中v_ij为第j(j＝1，2，...n)个对象的i(i＝1，2，...n)个指标的量值。

3、评价指标体系构建及经典域、节域

可拓学的理论支柱是物元理论和可拓集合论，其逻辑细胞则是物元。为此，可拓学引进了把质与量有机结合起来的物元概念，它是以事物、特征及事物关于该特征的量值三者所组成的三元组，记作R＝(事物，特征，量值)。物元的概念正确地反映了质与量之间的关系，可以更贴切地描述客观事物变化的过程。在此将物元模型和可拓评价方法应用在自动需求响应综合评价中，对响应用户的响应等级进行综合评价。

3.1、自动需求响应用户等级评价指标体系

如图7为自动需求响应电力积分激励物元评价体系构建图。设计需求响应用户响应度评价指标体系是建立用户响应等级评价模型的关键步骤，决定了评价模型的科学性和实用性。本研究结合待评价对象的性质、特点和评价的目标，从响应负荷、用电量、用户可靠性、用户电费情况、用户用能特点五个维度出发，建立响应用户等级评价指标体系，共计15个三级评价指标。表1为自动需求响应用户响应等级评价指标体系。

表1自动需求响应用户响应等级评价指标体系

如上表所示，本申请建立的需求响应用户等级评价指标体系可分为目标层、准则层和指标层。目标层即为响应用户响应等级评价的结果；准则层为指标体系构建的五个出发点；指标层即为建立的15个具体评价指标，各指标具体含义主要有以下几点。

(1)用户响应负荷类指标

用户响应负荷指标主要包括可削减负荷比率、可中断负荷比率、响应偏差率。

可削减负荷C₁₁为用户每日用电负荷中，可削减但对用户正常生产生活没有影响的负荷所占的比重；可中断负荷比率C₁₂指的是用户每日用电负荷中，可短时间中断但对用户正常生产生活没有影响的负荷所占的比重；响应偏差率C₁₃

(2)用户用电量指标

用户用电量指标包括用户用电量比率和可调节电量比率。其中，用电量比率指的是某一区域内所有参与自动需求响应的用户总用电量中，某一类用户用电量所占的比重，所占比重越大，该类用户参与响应的可条件电量基数越大，响应能力越大；可调节电量比率为该类用户用来调节负荷的电量在其总用电量中所占的比重。

(3)响应可靠性指标

负荷可中断时间：用户一天中因参与负荷调节但不影响正常生产生活而停电的时间总和；用户供电可靠性需求指的是用户对供电可靠性的需求程度。

(4)响应用户电费指标

电费收入占比C₄₁指的是用电费用占用户总收入的比重；平均缴费比率C₄₂指的是用户每月实际缴纳电费与月应缴电费之间的比率；该指标为定量评价指标，可有根据用户历史缴费记录统计得到，指标值越大，用户缴纳电费积极度越高，自动需求响应的可信度越高。平均欠费比率C₄₃用户每月欠费占应缴电费的比率；平均预缴电费比率C₄₄用户体检预缴纳的电费占月实际电费的比重。

(5)用户用能习惯指标

用户用能习惯评价指标主要反映了用户的用电习惯是否符合参与自动需求响应的基本条件，主要包含用户对政策响应程度、是否有用电违规记录、是否发生过用电安全事故记、是否积极参与电网调度这几个方面。(用户用能习惯指标均按月统计)

3.2、自动需求响应用户等级评价经典域及节域

评价标准是进行用户响应等级评价的前提。参考现有的关于一般电力用户等级评价的相关标准，以及参与自动需求响应用户的实际情况和特点，本申请将潜在的自动需求响应用户评价等级划分为奖励型用户(Ⅰ级)、鼓励型用户(Ⅱ级)、一般用户(Ⅲ级)、不鼓励用户(Ⅳ级)四个等级，四个响应级别对应四种不同的用户形态，代表着不同用户参与自动需求响应的先后顺序。对于可拓物元评价法而言，客户响应等级即为评价物元，表1中所建立的15个评价指标即为物元特征，下表2为自动需求响应用户响应等级评价指标的物元、特征和量值。

表2自动需求响应用户响应等级评价指标的物元、特征和量值

则自动需求响应用户等级评价经典域物元矩阵R_N1、R_N2、R_N3、R_N4和节域物元矩阵R_p，如

3.3、自动需求响应用户等级评价待评物元

本申请从我国某市中外合资的生态城自动需求响应工程中选取了部分用户数据进行算理分析。该生态城项目规划了国家动漫园、国家影视园、环保产业园、生态科技园、信息产业园等产业园区，区内主要以办公写字楼楼和高新技术企业为主。2015年，该生态城智能电网创新综合示范工程被列入国家电网重点工程，要求2015年底建成智能电网创新示范区。作为智能电网创新综合示范工程的重要建设内容之一―自动需求响应建设，就是在面对日益丰富的调控对象和深度互动的调控需求，通过采用先进的精细化负荷调控技术手段和管理手段，实施自动需求响应，实现负荷最大程度地、最大精细化地参与电网优化运行

就该园区参与自动需求响应的用户情况而言，该生态城共有用户编号129户，专变254台，总供电容量194.44MVA，按工业、商业大类和居民统计如表3下：

表3园区自动需求响应用户情况统计表

本申请根据研究的需求，拟从参与自动需求响应的用户中按不同的用户类型选择10户，对所选用户进行编号(1号—10号)。其中工业用户2户，包括：生态中水处理站(1号)、欣欣食品有限公司(2号)；商业用户2户，包括：1号商业大厦(3号)和生态园游客接待中心(4号)；居民用户6户，其中普通居民用户4户，分别为第三社区的1012号(5号)、1018号(6号)；教学用电2户，分别为小学一部(7号)和园区幼儿艺术中心(8号)；公用事业2户，包括公安大楼(9号)和园区规划局大楼(10号)。并根据自动需求响应用户等级评价指标建立待评复合物元矩阵R_d，如下所示：

4、结果与分析

4.1、指标权重计算

指标体系的建立是进行用户响应等级评价的前提，根据系统性、科学性、可行性原则，充分考虑自动需求响应用户等级评价各因子的复杂性，同时参考相关研究成果，结合参与自动需求响应的10号不同类型的用户选取自动需求响应用户响应等级为评价目标层，将响应负荷指标、响应用户电量指标、响应可靠性指标、响应用户电费指标、用户用能习惯指标作为评价准则层，其中，响应负荷指标包括可削减负荷比率、可中断负荷比率、响应偏差率3个指标，响应用户电量指标包括用户用电量比率、可调节电量比率2个指标，响应可靠性指标包括负荷可中断时间、用户供电可靠性需求2个指标，响应用户电费指标包括电费收入占比、平均缴费比率、平均欠费比率、平均预缴电费比率4个指标，用户用能习惯指标包括响应政策反映程度、用电违规记录、用电安全事故记录、参与电网调度合作记录4个指标，根据上述的评价指标综合3.5节对评价指标权重进行计算，最终得到各个指标权重计算结果如表4所示。

表4自动需求响应用户响应等级评价指标权重表

由图2可以看出，在此自动需求响应用户响应等级评价指标体系中平均欠费比率C₁₀所占权重最大，为0.212241882，其次较大的为响应政策反映程度C₁₂、用电违规记录C₁₃、用电安全事故记录C₁₄，其值分别为0.099805903、0.101178521、0.102907807。即由此可以得出影响自动需求响应用户等级的评价影因子主要为响应用户电费指标和用户用能习惯指标。

4.2、评价指标关联度计算

待评价对象M用户等级评价指标关于自动需求响应用户等级的关联度代表了待评价对象隶属于用户响应等级四个评价等级中某一个等级的程度。根据公式4、5、6计算出自动需求响应用户等级各评价指标，关于奖励型用户(Ⅰ级)、鼓励型用户(Ⅱ级)、一般用户(Ⅲ级)、不鼓励用户(Ⅳ级)四个评价等级的关联度，如下表所示：

表5自动需求响应用户等级各评价指标关联度

由公式(3)、(4)、(5)计算出自动需求响应用户等级各评价指标的关联度，结果见表5。其关联值越大，表明该指标与评价等级的复合度越高，以1号楼为例，可削减负荷比率指标的四个响应等级的关联值分别为-0.042806195，-0.037393918，-0.026569363，0.026569363，由此可判断，可削减负荷比率指标属于Ⅳ级，同理可得其他指标的关联度等(表5)。对于同一个评价对象，不同指标关联度不同，由此判断响应等级不同，表现出不相容性，这正是物元可拓模型解决的问题。在不同的评价对象中，不同的评价指标的贡献表现出一定差异，这有助于为各号楼的用户自动需求响应确定主要方向，并提出针对性的具体措施，例如，1号楼的评价指标关联度分析中，可削减负荷比率C₁、可中断负荷比率C₂、响应偏差率C₃、可调节电量比率C₅、用户供电可靠性需求C₇判断为Ⅳ级，因此，提高其用户自动需求响应等级，应重点放在提升负荷响应、可调节电量、用户供电可靠性方面。

从图3中可以看出，1号楼(生态中水处理站)等级Ⅰ的关联度在区间[-0.05,0.05],波动幅度不大，而等级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的关联度在指标C₈、C₉、C₁₀、C₁₁处波动幅度非常大，在区间[-0.25，0]之间，说明1号楼C₈、C₉、C₁₀、C₁₁ 4个评级指标隶属于用户响应等级Ⅰ的程度大于用户响应等级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的程度。1～10号楼用户响应评价指标关联度对比图如图6所示。

4.3综合响应评价等级

依据公式(7)计算各号楼的响应负荷指标、响应用户电量指标、响应可靠性指标、响应用户电费指标、用户用能习惯指标的综合关联度，结果见表6。以1号楼为例，其响应负荷的综合指标关联度依次为-0.005737151、-0.00432701、-0.001881811、0.001671701，由此判定响应负荷符合Ⅳ级标准，响应用户电量的最大综合关联度为0，表明具有向Ⅱ级和Ⅰ级转化的潜力，响应可靠性、响应用户电费、用户用能习惯的最大综合关联度分别为-0.000037453、0.001053422、0.000116104，分别符合Ⅰ、Ⅰ、Ⅱ级标准。在自动需求响应用户等级的10个评价对象中，响应负荷等级为Ⅱ级及以上的占所有评价对象的30％，响应用户电量等级为Ⅱ级及以上的占所有评价对象的10％，响应可靠性等级为Ⅱ级及以上的占所有评价对象的80％，响应用户电费、用户用能习惯等级全都在Ⅱ级及以上，表明这10个评价对象在响应可靠性、响应用户电费、用户用能习惯这三方面做的比较好，但在响应负荷、响应用户电量这两方面有待提升。

表6自动需求响应用户等级各评价准则层评价结果

各号楼用户自动需求响应综合效益关联度计算结果及相应评价等级见表7。1～10号楼用户自动需求响应综合响应等级认定为Ⅰ级，但是不全符合Ⅰ级标准，具备向Ⅰ级转化的潜力，其中，9号楼的综合响应关联度为-0.068470536，其转化潜力最大。综合效益等级为Ⅰ级上的占整个评价对象的100％，表明这10个评价对象用户自动需求响应效果较好。其结果如图4、图5所示。

表7自动需求响应用户等级综合评价结果

5、结论与分析

(1)结合待评价对象的性质、特点和评价的目标，从响应负荷、用电量、用户可靠性、用户电费情况、用户用能特点五个维度出发，建立响应用户等级评价指标体系，共计15个三级评价指标。

(2)在自动需求响应用户等级的10个评价对象中，响应负荷等级为Ⅱ级及以上的占所有评价对象的30％，响应用户电量等级为Ⅱ级及以上的占所有评价对象的10％，响应可靠性等级为Ⅱ级及以上的占所有评价对象的80％，响应用户电费、用户用能习惯等级全都在Ⅱ级及以上，表明这10个评价对象在响应可靠性、响应用户电费、用户用能习惯这三方面做的比较好，但在响应负荷、响应用户电量这两方面有待提升。

(3)综合关联度表明，1～10号楼用户自动需求响应综合响应等级认定为Ⅰ级，但是不全符合Ⅰ级标准，具备向Ⅰ级转化的潜力，其中，9号楼的综合响应关联度为-0.068470536，其转化潜力最大。综合效益等级为Ⅰ级上的占整个评价对象的100％，表明这10个评价对象用户自动需求响应效果较好。

Claims (5)

1.一种基于综合能源系统的自动需求响应用户等级评价方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、根据物元可拓分析法构建自动需求响应用户等级评价物元模型；

S11、自动需求响应用户等级评价记作N，综合评价特征记作C和特征值记作V，自动需求响应用户等级评价物元记作R，则R＝(N,C,V)，若N有多个n个特征C₁，C₂，C₃…C_n，每个特征相应的量值为V₁，V₂，V₃…V_n，则表示为：

S12、确定经典域物元矩阵和节域物元矩阵以及规格化处理

自动需求响应用户等级评价的经典域物元矩阵R_N表示为：

式中：N_i表示所划分的i个评价等级；C₁，C₂，C₃…C_n为评价指标；(a_in,b_in)表示评价指标C_n对于第i个评价等级的取值范围，即经典域；

自动需求响应用户等级评价的节域物元矩阵R_p表示为：

式中：N_p表示由自动需求响应用户等级评价等级构成的全体；C₁，C₂，C₃…C_n为评价指标；(a_pn,b_pn)表示节域物元关于特征C_n的量值范围；

对经典域物元R_N进行规格化处理，可得：

对待评物元R₀进行规格化处理，可得：

S13、计算关联系数及关联度

自动需求响应用户等级评价指标关联函数定义为：

式中：K_j(V_i)表示第i项指标相应于第j级综合评价等级的关联度；

V_ij＝|b_in-a_in| (7)

式中：V_i,V_pn分别表示待评自动需求响应物元的经典域和节域量值范围；ρ(V_i,V_ij)表示点V_i与对应特征向量有限区间V_ij的距离；ρ(V_i,V_pn)表示点V_i与对应特征向量有限区间V_pn的距离；

S14、计算关联系数及关联度

综合关联度表示所有评价指标与各评价等级的符合程度，其计算公式为：

式中：K_i(p)为待判物元N关于等级i的关联度；w_i为各评价指标的权重；K_j(V_i)为待判断物元关于等级i的单指标关联度；

S15、确定评价指标综合权重w，计算公式为：

式中：w_i为AHP确定的指标权重；α为权重折中系数；w′_i为熵权法确定的权重，按下式计算

其中，式中v_ij为第j(j＝1,2,…n)个对象的i(i＝1,2,…n)个指标的量值；

S2、评价指标体系构建及经典域、节域；

将可拓学的物元模型和可拓评价方法应用在自动需求响应用户等级评价中，对响应用户的响应等级进行综合评价；引进物元概念，以事物、特征及事物关于该特征的量值三者所组成的三元组，记作R＝(事物，特征，量值)；

S21、从用户响应负荷指标B1、用户用电量指标B2、用户响应可靠性指标B3、响应用户电费指标B4、用户用能习惯指标特点B5五个维度出发，建立自动需求响应用户等级评价指标体系；

S22、自动需求响应用户等级评价经典域及节域

确定自动需求响应用户等级评价标准，将潜在的自动需求响应用户评价等级划分为奖励型用户(Ⅰ级)、鼓励型用户(Ⅱ级)、一般用户(Ⅲ级)、不鼓励用户(Ⅳ级)四个等级，四个响应级别对应四种不同的用户形态，代表着不同用户参与自动需求响应的先后顺序；

自动需求响应用户等级即为评价物元，评价指标即为评价物元特征，获得自动需求响应用户等级评价经典域物元矩阵R_N1、R_N2、R_N3、R_N4和节域物元矩阵R_p；

S23、选取自动需求响应用户等级评价待评物元；

S3、结果与分析

S31、进行指标权重计算；

S32、进行评价指标关联度计算；

S32、进行综合响应评价等级计算。

2.如权利要求1所述自动需求响应用户等级评价方法，其特征在于：若K_ij＝max{K_i(p)}则待评价对象第i指标属于综合效益评价j等级。

3.如权利要求2所述自动需求响应用户等级评价方法，其特征在于：

关联度数值K_i(p)的大小表示待评对象隶属于水土保持工程综合效益评价等级某一标准的程度，当K_i(p)>0，表示评价指标符合标准对象范围的要求，其值大小表示符合要求的程度；当-1<K_i(p)<0时，表示评价指标不符合标准对象的要求，但具有转化为标准对象的潜力，数值愈大，越易转化；当K_i(p)<-1时，表示评价对象不符合标准对象的要求，且不具备转化为标准对象的潜力。

4.如权利要求3所述自动需求响应用户等级评价方法，其特征在于：在步骤S21中，需求响应用户等级评价指标体系分为目标层、准则层和指标层；目标层为响应用户响应等级评价的结果；准则层为指标体系构建的五个出发点；指标层即为建立的15个具体评价指标。

5.如权利要求4所述自动需求响应用户等级评价方法，其特征在于：15个具体评价指标为：可削减负荷比率C11、可中断负荷比率C12、响应偏差率C13、用户用电量比率C21、可调节电量比率C22、负荷可中断时间C31、用户供电可靠性需求C32、电费收入占比C41、平均缴费比率C42、平均欠费比率C43、平均预缴电费比率C44、响应政策反映程度C51、用电违规记录C52、用电安全事故记录C53、参与电网调度合作记录C54。