CN112529372B - 一种计及用户满意度的精准负荷调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了计及用户满意度的精准负荷调控方法，首先收集参与调度响应的用户调度相关信息并进行用户调度模型建模。当接收到上级调度系统的调节需求后，根据调度需求约束条件进行用户筛选，然后以满足调节需求为目标结合用户调节特性和调节能力，生成对应的负荷控制策略，并向用户发送调节需求并接收用户反馈信息。最终向参与用户下发控制指令并实时监控用户执行情况。通过上述技术方案，系统能够处理多种类型的调度需求，在保障调度目标的同时能够照顾到用户的用电特点和用电要求，提高负荷调控期间用户的用电满意度，实现电网和用户的双向共赢，从而吸引更多用户更加积极地参与负荷调控项目。

Description

一种计及用户满意度的精准负荷调控方法

技术领域

本发明属于电力系统电网运行及管理领域，具体涉及一种计及用户满意度的精准负荷调控方法。

背景技术

电网的电力系统生产的电能用于分配以满足用户的负荷，而负荷调控就是通过对负荷侧进行管理控制从而达到发用平衡，是保障电网安全稳定运行的重要手段之一。但是随着电网的发展，电力系统正面临一系列挑战，比如新能源消纳困难、电网调控难度大、需求侧资源达标缺口大等，对电网的灵活调节提出更高的要求，需要进一步扩大负荷侧可调资源规模，优化负荷调控手段。

当前负荷调控手段比较单一，能够处理的调度需求种类较为单一，但目前电网需要更为精细、更为多样的调度，比如针对指定的响应时间、控制方式、电网区域或行政区域等约束条件的负荷调控。同时目前进行负荷调控时，主要考虑电网侧的安全稳定，很少考虑被调控用户的感受，没有根据用户的用电特点和用电要求进行调度，导致用户用电感受很差，参与负荷调控的意愿不强。

因此亟需一种技术和管理手段，能够处理多种类型的调度需求，同时能够照顾到用户的用电特点和用电要求，提高用户用电满意度，实现电网和用户的双向共赢。

发明内容

发明目的：本发明目的是为了针对现有的负荷调控技术和管理的不足，提供了一种计及用户满意度的精准负荷调控方法。本发明通过收集用户用电特性和用电需求信息，构建用户调度信息模型，根据用户的可调节负荷和实时状态进行策略分配，实现对多种类型调控需求的支撑。

技术方案：为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种计及用户满意度的负荷调控方法，具体步骤如下：

一种计及用户满意度的精准负荷调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、通过预设的负荷调控系统收集参与调度响应的用户基本信息，包括用电偏好、习惯和调度约束信息，用以构建用户调度特性模型信息；

步骤2)、接收上级调度需求，明确相关调节内容并进行预校验；

步骤3)、根据调度需求和约束条件，筛选符合调度需求约束的用户作为候选用户；

步骤4)、综合考虑用户的调节特性模型信息，生成所述参与负荷调控用户对应的负荷控制策略；

步骤5)、与用户进行互动确认用户的参与情况，若仍有调节量未分配，进行二次分配，最终确定参与调控的用户，下发控制指令；

步骤6)、调控执行期间跟踪用户的执行情况，当出现缺口时，调度备用用户的调节容量，弥补调节容量缺口；

步骤7)、负荷调控完成后，负荷调控系统计算用户的实际执行情况，并对用户执行情况进行评估，同时收集用户的执行反馈，根据用户的实际执行情况和反馈信息，调整用户的相关参数，便于后继的调控能够更加适应用户需求。

进一步地，在所述步骤1)中，所述用户调节特性模型的构建，包括：

包括基本信息、电网关联信息、调节特性信息、调节能力数据等，其中用户基本信息、电网关联信息、调节特性信息等一般由其它系统的对应接口获取或用户自己设置，调节能力数据由用户实时上报；

所述用户基本信息至少包括用户名称、唯一识别码、额定参数、所属地区等；

所述电网关联信息至少包括用户负荷所属电网的馈线、负荷挂接的电网节点和与负荷匹配的电网关联节点；

所述调节特性信息至少包括调节成本、参与控制的类型、参与意愿等级等；

所述调节能力信息至少包括不同级别负荷(根据对用户的)的响应时间、持续时间、上调裕度和下调裕度等。

进一步地，在所述步骤2)中，所述接收调度需求的内容并进行预校验，包括：

所述调节内容至少包括调控方向(调峰、削谷等)、作用范围(地理区域或电力区域)、响应速度(日前、小时级、分钟级、秒级)、调节主要程度等级、调控方式(邀约、实时等)、调节开始时间、调节结束时间、调节量等；

所述的预校验对新接收到的调节需求进行合理性、排它性检查，和已接收的调节需求进行对比，对有冲突的调节需求按照优先级进行取舍。

进一步地，在所述步骤3)中，所述根据调度要求和约束条件对用户进行筛选，包括：

首先根据调度需求所确定的调节时间段，过滤掉在该时间段无法参与调控的用户；

接着确定调控的地理区域或电网区域，选取隶属该地理/电网区域下的用户；

然后根据调度需求对响应速度、调控方式的约束，再次筛选出满足该响应速度和调控方式的用户；

最后根据调度需求对可靠性的约束，从筛选出的用户中过滤掉历史执行达标率和调节容量不满足要求的用户，剩余用户即为满足调度要求和约束条件的用户。

进一步地，在所述步骤4)中，所述根据用户的可调节信息生成负荷控制策略，包括：

针对负荷调控时，对用户的生产生活造成影响的严重程度对负荷进行分级，低影响的调节负荷对应的可响应等级为低等级，高影响的调节负荷的可响应等级为高等级。整体上遵循先进行低等级负荷进行分配，如果不能满足需求再进行高等级负荷分配，二者的分配策略并不相同。

(1)低等级负荷分配策略

低等级负荷分配策略为先计算用户的综合调度系数，按照调度系数进行排序，从高往低进行分配。调度特征主要考虑用户执行响应的可靠性(衡量用户终端可靠性)、补贴满意度(衡量用户对补贴的接受程度)、调节精度(衡量用户调节能力)、调度频率(衡量用户参与程度，避免有的用户过度参与，有的用户无法参与)等方面，相关量化公式如下：

(4.1)当前可靠性系数R_n＝(原可控度系数R_n-1*衰减系数+本次执行可靠值)/(1+衰减系数)

其中：本次执行可靠值--如果本次无故障为1，有故障为0；衰减系数均依据经验值选取；n代表计算的轮次，如本次是n，上一次即为n-1；

(4.2)补贴满意度系数S＝本次调控补贴价格/用户调控成本价；

(4.3)调节精度偏差系数Ac＝(原调节精度偏差系数*衰减系数+本次偏差系数)/(1+衰减系数)

其中：

m代表采样点个数；

(4.4)当前调度系数Fr＝(历史调节系数*衰减系数+本次参与值)/(1+衰减系数)

其中：被选中参与本次调节则本次参与值为1，否则为0。

各个调度系数与当前系统中该系数的最大值的比值作为归一化后的量化值，用于计算综合调度特征值；

(4.5)用户调度特征值w＝w₁*可靠性量化值+w₂*补贴满意度量化值+w₃*(1-调用频度量化值)+w₄*容量系数量化值+w₅*用户参与意愿等级量化值

对于不同的调控目标，对应w比例系数不同，以突出不同的特征。使用者也可以根据自己的需要，手动调节相应的w比例系数。用户调度特征值越高，用户的调度价值越高，具有较高的参与意愿和调控满意度。

(2)高等级负荷分配策略

高等级负荷对用户用电感受影响较大，且调控越多影响越大，为避免对单一用户进行过度调节，因此对高等级负荷采用按调节量比例进行分配，公式如下

(4.6)

Plimit(t)代表在t时间总的控制目标，P(t,k)代表在t时间第k个用户的可调配额度限值，w(k)为公式(4.5)计算出的综合调节特征系数。

进一步地，在所述步骤7中，所述根据用户的执行结果和执行反馈更新，包括：

根据本次各个用户的分配和执行情况，结合公式(4.1)、(4.2)、(4.3)、(4.4)对各调度系数进行更新。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)、本发明提供了一套用户调度特性的建模方法，能够处理多种类型的调度需求；

(2)、本发明提供了一种能够兼顾电网调控需求和用户用电满意度的负荷调控方法。

附图说明

图1是本发明提供实施例的一种计及用户满意度的精准负荷调控方法的流程图；

图2是本发明提供实施例的一种调节需求接收并进行预校验的流程图；

图3是本发明提供实施例的一种策略流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

参见附图1，本实施例提供了一种计及用户满意度的负荷调控方法，包含以下步骤：

S101、用户调节特性模型的构建

负荷管理系统收集并录入某地区内参与调控用户的档案类信息，包括基本信息如用户名称、唯一识别码、额定参数、所属地区等，电网关联信息如用户负荷所属电网的馈线、负荷挂接的电网节点和与负荷匹配的电网关联节点等，调节特性信息如调节成本、参与控制的类型、调控意愿等级等，这些信息可以直接向用户收集。同时通过数据采集模块，获取用户的高低等级负荷的响应时间、持续时间、上调限值和下调限值等调节能力信息。

用户的档案类、调节能力、调节特性信息共同组成用户的调节特性模型，存储到数据库中，供其它模块使用。系统维护的参与调控的用户的关键调控信息如下：

表1：地区内6家用户调节特性模型信息

S102、接收上级调控系统的调度需求并进行预校验

接收到上级系统的调度需求，事件号为E202011010800，调节时间段为当天10:00-12:00，将台区A的负荷进行削峰，调节量为500kW，响应时间为分钟级，需要以邀约方式进行。

参照附图2的流程，对该调节需求进行预校验，主要判断调节量是否超过该区域的调节能力，以及与其它调节需求是否冲突，满足这两项即可执行该调节事件。

S103、筛选符合调度需求约束的用户作为候选用户

根据调度需求E202011010800规定的调节内容和约束条件，遍历用户模型库中参与调控的6家用户，通过电力区域、响应速度、控制方式均满足要求，且与合同不冲突的用户。筛选出用户1、用户3、用户4、用户6等4家用户作为调控的备选用户。

S104、生成所述参与负荷调控用户对应的负荷控制策略

首先设置各个特征系数，按照公式(4.5)：用户调度特征值w＝w₁*可靠性量化值+w₂*补贴满意度量化值+w₃*(1-调用频度量化值)+w₄*容量系数量化值+w₅*用户参与意愿等级量化值，计算出所有备选用户的综合调节特性系数，并根据调节特性系数对用户进行排序。系数较大的用户一般为调节意愿较强的用户，按照系数从大到小的顺序，对用户的低等级负荷的调节量进行分配。计算出各个用户的调度系数如下表：

表2：地区内4家用户调节特性系数信息

用户	用户1	用户3	用户4	用户6
					综合调度系数	0.7	0.6	0.9	0.5

按照用户4、用户1、用户3、用户6的顺序，分配低等级负荷的调节量，在本实例中，4家用户的低等级用户的调节量均分配到上限，共350kW。

目前仍有150kW的调节负荷缺口，则按照公式(4.6)

将剩余150kW调节量分配到用户的高等级负荷上，分解结果如下：

表3：地区内4家用户分解结果

用户	用户1(kW)	用户3(kW)	用户4(kW)	用户6(kW)
					低等级负荷分配量	100	50	100	100
高等级负荷分配量	44	19	56	31
					整体分配量	144	69	156	131

S105、确认用户参与情况，下发控制指令

分配完用户的调节量后，将预调节量下发到用户，由用户确认是否参与参与此次调控。然后收集用户的确认结果，并计算缺口，对缺口容量按照步骤S104进行二次分配确认。

注意，对于紧急负荷调控，则跳过邀约步骤，选择同意直接控制的用户，直接下发控制指令。

S106、实时监测执行并弥补调度缺口

实时校正每15分钟执行一次，主要处理执行调节计划过程中出现的异常情况，当被调度的用户出现失联、不可控等策略无法下发执行情况时，需要调度备用用户的调节容量，弥补调节容量缺口。执行流程参见图3。

S107、负荷调控完成后进行统计评估并更新用户调节特性参数

策略执行完毕后，采用基线负荷法对用户进行计量、考核。按照公式：

(4.1)当前可靠性系数R_n＝(原可控度系数R_n-1*衰减系数+本次执行可靠值)/(1+衰减系数)

(4.2)补贴满意度系数S＝本次调控补贴价格/用户调控成本价；

(4.3)调节精度偏差系数Ac＝(原调节精度偏差系数*衰减系数+本次偏差系数)/(1+衰减系数)

其中：

(4.4)当前调度系数Fr＝(历史调节系数*衰减系数+本次参与值)/(1+衰减系数)

对各个调度系数进行计算，并更新到用户调度特性模型中。

上述实施例用于对本发明作进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

Claims (5)

1.一种计及用户满意度的精准负荷调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、通过预设的负荷调控系统收集参与调度响应的用户基本信息，包括用电偏好、习惯和调度约束信息，用以构建用户调度特性模型信息；

步骤2)、接收上级调度需求，明确相关调节内容并进行预校验；

步骤3)、根据调度需求和约束条件，筛选符合调度需求约束的用户作为候选用户；

步骤4)、综合考虑用户的调节特性模型信息，生成所述候选用户对应的负荷控制策略；步骤4)中，所述根据用户的可调节信息生成负荷控制策略，包括：

针对负荷调控时，对用户的生产生活造成影响的严重程度对负荷进行分级，低影响的调节负荷对应的可响应等级为低等级，高影响的调节负荷的可响应等级为高等级；整体上遵循先进行低等级负荷进行分配，如果不能满足需求再进行高等级负荷分配；

(1)低等级负荷分配策略

低等级负荷分配策略为先计算用户的综合调度系数，按照调度系数进行排序，从高往低进行分配；调度特征考虑用户执行响应的可靠性、补贴满意度、调节精度、调度频率，相关量化公式如下：

(4.1)当前可靠性系数R_n＝(原可控度系数R_n-1*衰减系数+本次执行可靠值)/(1+衰减系数)

其中：本次执行可靠值--如果本次无故障为1，有故障为0；衰减系数均依据经验值选取；n代表计算的轮次，如本次为n，则上一个计算轮次为n-1；

(4.2)补贴满意度系数S＝本次调控补贴价格/用户调控成本价；

(4.3)调节精度偏差系数Ac＝(原调节精度偏差系数*衰减系数+本次偏差系数)/(1+衰减系数)

其中：

m代表采样点的个数；

(4.4)当前调度系数Fr＝(历史调节系数*衰减系数+本次参与值)/(1+衰减系数)

其中：被选中参与本次调节则本次参与值为1，否则为0；

各个调度系数与当前系统中该系数的最大值的比值作为归一化后的量化值，用于计算综合调度特征值；

(4.5)用户调度特征值w＝w₁*可靠性量化值+w₂*补贴满意度量化值+w₃*(1-调用频度量化值)+w₄*容量系数量化值+w₅*用户参与意愿等级量化值；

对于不同的调控目标，对应w比例系数不同，以突出不同的特征；用户调度特征值越高，用户的调度价值越高，具有较高的参与意愿和调控满意度；

(2)高等级负荷分配策略

高等级负荷对用户用电感受影响较大，且调控越多影响越大，为避免对单一用户进行过度调节，因此对高等级负荷采用按调节量比例进行分配，公式如下

(4.6)

Plimit(t)代表在t时间总的控制目标，P(t,k)代表在t时间第k个用户的可调配额度限值，w(k)为公式(4.5)计算出的综合调节特征系数；

步骤5)、与用户进行互动确认用户的参与情况，若仍有调节量未分配，进行二次分配，最终确定参与调控的用户，下发控制指令；

步骤6)、调控执行期间跟踪用户的执行情况，当出现缺口时，调度备用用户的调节容量，弥补调节容量缺口；

步骤7)、负荷调控完成后，负荷调控系统计算用户的实际执行情况，并对用户执行情况进行评估，同时收集用户的执行反馈，根据用户的实际执行情况和反馈信息，调整用户的相关参数，便于后继的调控能够更加适应用户需求。

2.如权利要求1所述的计及用户满意度的精准负荷调控方法，其特征在于：在所述步骤1)中，所述用户调节特性模型的构建，包括：

包括基本信息、电网关联信息、调节特性信息、调节能力数据，其中用户基本信息、电网关联信息、调节特性信息由其它系统的对应接口获取或用户自己设置，调节能力数据由用户实时上报；

所述用户基本信息至少包括用户名称、唯一识别码、额定参数、所属地区；

所述电网关联信息至少包括用户负荷所属电网的馈线、负荷挂接的电网节点和与负荷匹配的电网关联节点；

所述调节特性信息至少包括调节成本、参与控制的类型、参与意愿等级；

所述调节能力数据至少包括不同级别负荷的响应时间、持续时间、上调裕度和下调裕度。

3.如权利要求1所述的计及用户满意度的精准负荷调控方法，其特征在于：在所述步骤2)中，所述明确相关调节内容并进行预校验，包括：

所述调节内容至少包括调控方向、作用范围、响应速度、调节程度等级、调控方式、调节开始时间、调节结束时间、调节量；调控方向包括调峰、削谷；作用范围包括地理区域或电力区域；响应速度包括日前、小时级、分钟级、秒级；调控方式包括邀约、实时；

所述的预校验对新接收到的调节需求进行合理性、排它性检查，即和已接收的调节需求进行对比，对有冲突的调节需求按照优先级进行取舍。

4.如权利要求1所述的计及用户满意度的精准负荷调控方法，其特征在于：在所述步骤3)中，所述根据调度需求和约束条件对用户进行筛选，包括：

首先根据调度需求所确定的调节时间段，过滤掉在该时间段无法参与调控的用户；

接着确定调控的地理区域或电网区域，选取隶属该地理/电网区域下的用户；

然后根据调度需求对响应速度、调控方式的约束，再次筛选出满足该响应速度和调控方式的用户；

最后根据调度需求对可靠性的约束，从筛选出的用户中过滤掉历史执行达标率和调节容量不满足要求的用户，剩余用户即为满足调度要求和约束条件的用户。

5.如权利要求1所述的计及用户满意度的精准负荷调控方法，其特征在于：在所述步骤7)中，所述根据用户的执行结果和执行反馈更新，包括：

根据本次各个用户的分配和执行情况，结合公式(4.1)、(4.2)、(4.3)、(4.4)对各调度系数进行更新。

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