CN110245777A - 一种基于多电价机制的电网调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网计量及调度技术领域，具体涉及一种基于多电价机制的电网调度方法，包括以下步骤：A)安装可编程的表计，编组用户区，配置区结算器；B)在周期T开始前，表计向区结算器上报购电量q，区结算器申报购电量Q，发电厂根据购电量Q安排周期T内的机组计划，电价记为C1；C)表计滚动预测用户用电量w_i∈F，并上报购电量qb或售电量qs，电价计为C2；D)若存在未被满足的购电需求，则以电价C3增购电量；E)周期T结束后，进行退费；F)循环执行步骤B‑E，完成每日的调度。本发明的实质性效果是：通过多电价机制，促使用户尽可能在低电价区购入尽可能恰好足够的电量，培养良好的用电习惯，降低调度成本。

Description

一种基于多电价机制的电网调度方法

技术领域

本发明涉及电网计量及调度技术领域，具体涉及一种基于多电价机制的电网调度方法。

背景技术

电力有生产端和消费端，因而电力具有商品属性。通过将电力价格依托于市场的供需平衡，能够有效调整电力的生产规划。能够避免现有技术中采用依据经验和政策确定生产规划容量的方式造成的容量富余或容量不足的问题。同时，通过市场的调整，能够更加有效的起到在电能紧张时，促使用户节约电能，在电能富余时，促使用户更多的使用电能加快生产其他产品，充分利用电能的潜力。但目前的电量计量和调度方法并不能充分实现电力市场的微观调度功能，存在电力资源分布不合理，同时存在电力容量资源的浪费或电力资源紧张的现象。因而需要研制一种能够发挥电力商品属性及市场调节机制的能够更好的实现供需平衡的电网计量及调度方法。

中国专利CN107565607A，公开日2018年1月9日，一种基于实时电价机制的微电网多时间尺度能量调度方法，包括日前调度时间尺度和日内调度时间尺度，并以优先级调度策略连接日前调度时间尺度和日内调度时间尺度，采用粒子群优化算法求解微网多时间尺度的鲁棒优化问题。在每个调度时段都能为微网内各分布式电源提供实时、明确的调度优先级，进而充分利用可再生能源，并且基于实时电价信息的调度策略与多时间尺度理论的结合，增强了日前调度对日内调度的指导作用。但其仍然没有发挥出市场价格调整机制的优势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前的电网计量及调度方法不能有效发挥电力现货市场的调节功能的技术问题。提出了一种通过电价调节的由可编程表计完成自动购电用单的能够为用户节省开支并利于发电机组调度的基于多电价机制的电网调度方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于多电价机制的电网调度方法，包括以下步骤：A)为每个用户安装可编程的表计，将若干个用户编组成用户区，为每个用户区配置一个区结算器，用户的表计与所在的区结算器通信，区结算器与发电厂通信连接；B)在周期T开始前，用户的表计向区结算器上报购电量q，区结算器根据用户区汇总量确定申报购电量Q，发电厂根据购电量Q安排周期T内的机组计划，此时电价记为C1，机组计划使运行与备用的最大容量与周期T的积大于购电量Q和应急电量Q’的和；C)将周期T内划为若干个周期t，用户的表计滚动预测用户用电量w_i∈F，F为周期T内剩余周期t的集合，并在周期t开始前向区结算器上报购电量qb或售电量qs，此时电价计为C2，且C2＞C1；D)若周期t开始前，区结算器存在未被满足的购电需求，则区结算器以电价C3向发电厂增购电量，且C3＞C2，增购电量由应急电量Q’对应的机组计划提供；E)周期T结束后，若区结算器申购电量Q有盈余电量△Q，则发电厂扣除因盈余造成的机组计划的成本后，将盈余电量△Q以电价C0计，并对区结算器进行退费，退费额为△Q×C0，而后区结算器为每个存在盈余电量Δq的用户进行退费，退费额为Δq×C0；F)循环执行步骤B-E，完成每日的调度。由于可编程的表计自动申报购电量q的准确性，建立在表计对用户用电量的预测准确性上，只需要将表计预测用户用电量的算法公开或部分公开，客户有动力配合该算法，使算法的执行更加准确。使表计在C1电价时申报的电量尽可能的准确，从而使得发电机组的调度更容易，降低调度成本。由于电价并非固定，为保障用户作为消费者的知情权，应当采用现有技术中的手段，如实时显示表计电价及购电情况、月账单显示或通过网站查询的方式，使用户掌握电价情况，为合理规划用电提供基础。

作为优选，应急电量Q’为购电量Q的10％。

作为优选，所述电价C1根据周期T内发电厂执行机组计划导致的成本确定，具体为：其中，ρ_w为水电机组的标的电价，P_w为全部水电机组在周期T内计划平均功率，ρ_r为风、光电机组的标的电价，P_wr为风、光电机组在周期T内计划平均功率，ρ_f为火电机组的标的电价，P_f为火电机组在周期T内计划平均功率，P为周期T内发电机组平均功率的总和，所述成本包含了单位电量的标的盈利。电价C1根据机组计划导致的成本确定，可以在供电紧张时，即火电参与更多时，导致电价C1增加，若通过月账单显示给用户，可以使用户知晓哪些时间段的电价较高，从而产生主动避开的意愿，使得部分用户能够避开用电高峰期，降低电力供应的峰谷差距，减小线损，减小峰值容量。

作为优选，步骤B中用户的表计根据用户历史同期用电量向区结算器上报购电量q的方法，包括以下步骤：B1)在历史用电日期中寻找与当日已经历周期T最为相似的n个用电日；B2)将步骤B1得到n的用电日在下一个周期T内的用电量进行加权平均后作为上报购电量q，其中，权值按照相似度分配。

作为优选，步骤C中用户的表计滚动预测用户用电量w_i∈F的方法包括以下步骤：C11)在距离当前周期t结束剩余时间t’的时刻，获取当前周期内已记录的用户用电功率实时曲线；C12)以步长Δt划分步骤C11获得的用户用电功率实时曲线，统计步长内的功率的最大变化值p大于阈值△p的步长Δt的数量m，若m大于阈值M则进入步骤C13，反之，则以当前周期t的用电量作为周期T内剩余周期t的用户用电量w_i∈F；C13)获得历史用电日的与待预测周期t同时段的用电量W_i，i∈E，E为历史用电日与待预测周期t同时段的时段集合，建立W_i∈E的拟合函数，将拟合函数所得结果作为周期T内剩余周期t的用户用电量w_i∈F，并据此上报购电量qb或售电量qs至区结算器。非程序控制的电器的运行功率通常为恒定或分档，即在步长△t时段内用户用电功率曲线会因这类电器的开启或关闭产生阶跃变化，根据阶跃变化前后的功率变化值，既可以跟踪这类电器在每日中的用电时间段或者持续时间规律，根据电器的用电时间段或持续时间，就可以预测该类电器在何时会被关闭，进行用电量的预测。在这样的算法下，用户只需要避免在短时间内开启或关闭多个电器，使表计能够清晰根据用户用电功率变化，分辨电器开启、关闭，就能够使表计记录足够准确的用电电器资料，从而能够根据预测日，功率的变化，判断哪些电器正在开启使用中，提高对用户用电量预测的准确性。

作为优选，用户表计在每个周期t开始前向区结算器上报购电量qb或售电量qs的方法为：C21)用户表计为每个用户预留最低电量q0；C22)每个周期t开始前的某个固定时刻，用户表计预测周期T内剩余的时间内用户的用电量∑_i∈Fw_i；C23)若用户的剩余购电量减去∑_i∈Fw_i将小于q0，则用户表计上报购电量qb，若剩余购电量将大于2*q0，则上报售电量qs，用户上报的购电量qb或售电量qs配对成功后，实时结算。当前周期t还剩余的时段的耗电量以当前时刻用电功率确定。

本发明的实质性效果是：通过多电价机制，促使用户尽可能在低电价区购入尽可能恰好足够的电量，由于可编程的表计自动申报购电量q的程序的固定的，因而用户需要配合该程序，培养良好的用电习惯，使表计在C1电价时申报的电量尽可能的准确，从而使得发电机组的调度更有针对性，避免过量的安排备用，降低调度成本。

附图说明

图1为实施例一电网调度方法流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种基于多电价机制的电网调度方法，如图1所示，本实施例包括以下步骤：A)为每个用户安装可编程的表计，将若干个用户编组成用户区，为每个用户区配置一个区结算器，用户的表计与所在的区结算器通信，区结算器与发电厂通信连接。B)在周期T开始前，用户的表计向区结算器上报购电量q，在历史用电日期中寻找与当日已经历周期T最为相似的n个用电日；将步骤B1得到n的用电日在下一个周期T内的用电量进行加权平均后作为上报购电量q，区结算器根据用户区汇总量确定申报购电量Q，发电厂根据购电量Q安排周期T内的机组计划，此时电价记为C1。其中，ρ_w为水电机组的标的电价，P_w为全部水电机组在周期T内计划平均功率，ρ_r为风、光电机组的标的电价，P_r为风、光电机组在周期T内计划平均功率，ρ_f为火电机组的标的电价，P_f为火电机组在周期T内计划平均功率，P为周期T内发电机组平均功率的总和，成本包含了单位电量的标的盈利。机组计划使运行与备用的最大容量与周期T的积大于购电量Q和应急电量Q’的和；C)将周期T内划为若干个周期t，用户的表计滚动预测用户用电量w_i∈F，F为周期T内剩余周期t的集合，并在周期t开始前向区结算器上报购电量qb或售电量qs，此时电价计为C2，且C2＞C1，C11)在距离当前周期t结束剩余时间t’的时刻，获取当前周期内已记录的用户用电功率实时曲线；C12)以步长Δt划分步骤C11获得的用户用电功率实时曲线，统计步长内的功率的最大变化值p大于阈值Δp的步长Δt的数量m，若m大于阈值M则进入步骤C13，反之，则以当前周期t的用电量作为周期T内剩余周期t的用户用电量w_i∈F；C13)获得历史用电日的与待预测周期t同时段的用电量W_i，i∈E，E为历史用电日与待预测周期t同时段的时段集合，建立W_i∈E的拟合函数，将拟合函数所得结果作为周期T内剩余周期t的用户用电量w_i∈F，并据此上报购电量qb或售电量qs至区结算器。用户表计为每个用户预留最低电量q0；每个周期t开始前的某个固定时刻，用户表计预测周期T内剩余的时间内用户的用电量∑_i∈Fw_i；若用户的剩余购电量减去∑_{i∈ F}w_i将小于q0，则用户表计上报购电量qb，若剩余购电量将大于2*q0，则上报售电量qs，用户上报的购电量qb或售电量qs配对成功后，实时结算。当前周期t还剩余的时段的耗电量以当前时刻用电功率确定。非程序控制的电器的运行功率通常为恒定或分档，即在步长Δt时段内用户用电功率曲线会因这类电器的开启或关闭产生阶跃变化，根据阶跃变化前后的功率变化值，既可以跟踪这类电器在每日中的用电时间段或者持续时间规律，根据电器的用电时间段或持续时间，就可以预测该类电器在何时会被关闭，进行用电量的预测。D)若周期t开始前，区结算器存在未被满足的购电需求，则区结算器以电价C3向发电厂增购电量，且C3＞C2，增购电量由应急电量Q’对应的机组计划提供。E)周期T结束后，若区结算器申购电量Q有盈余电量ΔQ，则发电厂扣除因盈余造成的机组计划的成本后，将盈余电量ΔQ以电价C0计，并对区结算器进行退费，退费额为ΔQ×C0，而后区结算器为每个存在盈余电量Δq的用户进行退费，退费额为Δq×C0。F)循环执行步骤B-E，完成每日的调度。由于可编程的表计自动申报购电量q的程序的固定的，因而用户需要配合该程序，培养良好的用电习惯，使表计在C1电价时申报的电量尽可能的准确，从而使得发电机组的调度更容易，降低调度成本。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

包括以下步骤：

A)用户安装可编程表计，配置区结算器；

B)在周期T开始前，用户的表计上报购电量q，区结算器确定申报购电量Q，发电厂根据购电量Q安排周期T内的机组计划，此时电价记为C1，机组计划大于购电量Q和应急电量Q’的和；

C)将周期T内划为若干个周期t，用户表计滚动预测用户用电量w_i∈F，F为周期T内剩余周期t的集合，在周期t开始前向区结算器上报购电量qb或售电量qs，此时电价计为C2，且C2>C1；

D)若周期t开始前，区结算器以电价C3向发电厂增购电量，且C3>C2；

E)周期T结束后，进行退费；

F)循环执行步骤B-E，完成每日的调度。

2.根据权利要求1所述的一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

包括以下步骤：

在步骤B中，在周期T开始前，用户的表计向区结算器上报购电量q，区结算器根据用户区汇总量确定申报购电量Q，机组计划使运行与备用的最大容量与周期T的积大于购电量Q和应急电量Q’的和；

在步骤D中，若周期t开始前，区结算器存在未被满足的购电需求，则区结算器以电价C3向发电厂增购电量，增购电量由应急电量Q’对应的机组计划提供。

3.根据权利要求2所述的一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

所述电价C1根据周期T内发电厂执行机组计划导致的成本确定，具体为：

其中，ρ_w为水电机组的标的电价，P_w为全部水电机组在周期T内计划平均功率，ρ_r为风、光电机组的标的电价，P_r为风、光电机组在周期T内计划平均功率，ρ_f为火电机组的标的电价，P_f为火电机组在周期T内计划平均功率，P为周期T内发电机组平均功率的总和，所述成本包含了单位电量的标的盈利。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

步骤B中用户的表计根据用户历史同期用电量向区结算器上报购电量q的方法，包括以下步骤：

B1)在历史用电日期中寻找与当日已经历周期T最为相似的n个用电日；

B2)将步骤B1得到n的用电日在下一个周期T内的用电量进行加权平均后作为上报购电量q，其中，权值按照相似度分配。

5.根据权利要求2或3所述的一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

步骤C中用户的表计滚动预测用户用电量w_i∈F的方法包括以下步骤：

C11)在距离当前周期t结束剩余时间t’的时刻，获取当前周期内已记录的用户用电功率实时曲线；

C12)以步长△t划分步骤C11获得的用户用电功率实时曲线，统计步长内的功率的最大变化值p大于阈值△p的步长△t的数量m，若m大于阈值M则进入步骤C13，反之，则以当前周期t的用电量作为周期T内剩余周期t的用户用电量w_i∈F；

C13)获得历史用电日的与待预测周期t同时段的用电量W_i，i∈E，E为历史用电日与待预测周期t同时段的时段集合，建立W_i∈E的拟合函数，将拟合函数所得结果作为周期T内剩余周期t的用户用电量w_i∈F，并据此上报购电量qb或售电量qs至区结算器。

6.根据权利要求2或3所述的一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

应急电量Q’为购电量Q的10％。

7.根据权利要求2或3所述的一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

用户表计在每个周期t开始前向区结算器上报购电量qb或售电量qs的方法为：

C21)用户表计为每个用户预留最低电量q0；

C22)每个周期t开始前的某个固定时刻，用户表计预测周期T内剩余的时间内用户的用电量∑_i∈Fw_i；

C23)若用户的剩余购电量减去∑_i∈Fw_i将小于q0，则用户表计上报购电量qb，若剩余购电量将大于2*q0，则上报售电量qs，用户上报的购电量qb或售电量qs配对成功后，实时结算。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种基于多电价机制的电网调度方法，其特征在于，

在步骤E中，周期T结束后，若区结算器申购电量Q有盈余电量△Q，则发电厂扣除因盈余造成的机组计划的成本后，将盈余电量△Q以电价C0计，并对区结算器进行退费，退费额为△Q×C0，而后区结算器为每个存在盈余电量△q的用户进行退费，退费额为△q×C0。