CN114707782A - 一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法 - Google Patents

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CN114707782A CN202111279695.8A CN202111279695A CN114707782A CN 114707782 A CN114707782 A CN 114707782A CN 202111279695 A CN202111279695 A CN 202111279695A CN 114707782 A CN114707782 A CN 114707782A
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Abstract

本发明涉及一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法，包括收集石材园区用户历史用电信息数据和有序用电价值信息数据；构建石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系：从经济性指标等四个方面建立石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系；计算石材园区用户有序用电价值各项评估指标权重：采用改进的模糊层次分析法计算石材园区用户有序用电价值的各项评估指标权重，确定石材园区用户有序用电价值系数；构建石材园区用户有序用电决策模型：建立石材园区用户有序用电多目标优化函数；制定石材园区用户有序用电管理方案。本发明可有效缓解石材园区电力供需矛盾，优化园区电力资源配置，提升供电企业的供电服务水平，同时提高园区用户的用电质量，进而提升园区用户的经济效益。

Description

一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法
技术领域
本发明属于电力需求侧管理领域，尤其是涉及一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法。
背景技术
随着国民经济产业结构的调整和电力工业的发展，石材园区用电结构发生了很大的变化，对于快速发展的石材园区，很容易出现电力供需不平衡问题，并相应使供电负荷率呈下降趋势，峰谷差逐年增大，导致过载现象严重、末端电压质量差、园区跳闸等故障频发，高峰时期电力不足问题逐渐显著，既威胁到电网的安全、可靠、经济运行，又严重限制了园区企业的生产发展。面对严峻的电力供需紧张局势，科学组织石材园区有序用电工作，对有效缓解园区用电压力，提升园区企业用电质量，具有重要意义。
现有石材园区有序用电工作的实施往往没能充分考虑园区用户自身有序用电价值，不能科学公平的分解错避峰指标；石材园区有序用电管理模式的实现首先需要科学建立园区用户有序用电价值综合评价指标体系，体系的建立不仅需要考虑石材园区用户的用电价值，还需考虑园区用户参与有序用电的适用性。此外，目前大多数的石材园区有序用电决策的实施没有精细考虑诸如网损和网络阻塞等网络因素的影响，预测的负荷缺口与实际用电负荷缺口有较大出入，造成不必要的错峰、避峰用电，所建立的有序用电方案在某些情况下缺乏执行力。因此，在石材园区电力紧张的局面下开展实时而有效的有序用电决策与管理工作，避免无序错峰，可在很大程度上降低缺电对石材园区经济发展的影响，具有重要的现实意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法，该方法在进行石材园区有序用电决策优化之前将园区用户有序用电价值各项指标进行赋权，将石材园区用户有序用电价值影响融入到园区用户有序用电决策中，对石材园区用户常规用电习惯影响较小。该方法可有效缓解石材园区电力供需矛盾，优化园区电力资源配置，提升供电企业的供电服务水平，同时提高园区用户的用电质量，保障园区用户正常生产秩序，进而提升园区用户的经济效益。
为实现以上发明目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明提供一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法，包括以下步骤：
步骤1：收集石材园区用户历史用电信息数据和有序用电价值信息数据；
步骤2：构建石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系：从经济性指标、可靠性指标、发展性指标、适用性指标四个方面建立石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系；
步骤3：计算石材园区用户有序用电价值各项评估指标权重：采用改进的模糊层次分析法计算石材园区用户有序用电价值的各项评估指标权重，确定石材园区用户有序用电价值系数δ；
步骤4：构建石材园区用户有序用电决策模型：以对用户常规用电习惯影响最小为主要目标，兼顾石材园区用户有序用电价值，考虑负荷的网络分布及线路阻塞，建立石材园区用户有序用电多目标优化函数；
步骤5：制定石材园区用户有序用电管理方案：根据石材园区用户有序用电决策模型分析结果，以一周为时间尺度，制定石材园区用户一周内的有序用电管理方案。
进一步的，步骤1所述用户历史用电信息数据包括石材园区用户一周内的日负荷数据及周负荷数据，所述用户有序用电价值信息数据包括石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系中的各项指标信息。
进一步的，步骤2所述石材园区用户有序价值综合评估指标体系中所含指标如下：
所述经济性指标表示石材园区用户对当地电网贡献水平，包括年购电量、电耗占能耗比重、年利润贡献度；
所述可靠性指标表示石材园区用户对当地电网的可靠程度，包括用户用电满意度、实际缴费率、安全管理水平；
所述发展性指标表示石材园区用户未来发展潜力，包括购电量增长率、节电设备比例增长率、负荷增长率；
所述适用性指标表示石材园区用户适合参与有序用电的程度，包括意愿度水平、环境污染度、负荷相似度；其中，所述负荷相似度表示石材园区用户的负荷曲线形态与当地电网负荷曲线形态的相似程度。
进一步的，步骤3所述改进的模糊层次分析法的具体实施步骤如下：
1)利用三标度法建立各项指标的模糊判断矩阵H＝(hij)n×n，模糊矩阵是模糊关系的矩阵表示。A为元素ai的集合，即A＝{a1，a2，…，an}，其模糊关系矩阵为：
Figure BDA0003328607520000041
式中
Figure BDA0003328607520000042
2)求得行和
Figure BDA0003328607520000043
利用转换公式
Figure BDA0003328607520000044
将模糊判断矩阵H＝(hij)n×n改造为模糊一致性判断矩阵R＝(rij)n×n；
3)利用行和归一法
Figure BDA0003328607520000045
或方根法
Figure BDA0003328607520000051
对模糊一致性判断矩阵R＝(rij)n×n求目标权重向量V0，作为迭代初始值，并求得V0无穷范数；
4)利用转换公式
Figure BDA0003328607520000052
将互补型判断矩阵R＝(rij)n×n变为互反型矩阵E＝(eij)n×n，，作为比较矩阵，设置绝对误差ε，最大迭代次数N，运用乘幂法进行迭代：
利用迭代公式：
Figure BDA0003328607520000053
求特征向量Vk+1，并求得并求得Vk+1无穷范数；
若|||Vk+1||∞-||Vk||∞|＜ε，其中ε为迭代计算精度，则||Vk+1||∞即为最大特征值λmax，将Vk+1做归一化处理，得：
Figure BDA0003328607520000054
即为目标权重向量，迭代结束；
否则，以
Figure BDA0003328607520000055
作为新初值，再次迭代。
进一步的，步骤3所述确定石材园区用户有序用电价值系数δ的方法为：
在计算出各项指标综合权重vi后，根据掌握的石材园区用户历史用电信息数据和有序用电价值信息数据，确定评估指标体系的各项得分Xi。评分完成后，按照评估指标权重进行加权计算，以所得分除以各项总分之和，即为石材园区用户有序用电价值系数δ：
即：
Figure BDA0003328607520000061
进一步的，步骤4所述石材园区用户有序用电决策模型的目标函数主要包括错避峰成本、网损惩罚项、高峰时段备用电力均衡惩罚项、峰荷峰谷差加权和最小惩罚项四项，目标函数的数学表达式为:
Figure BDA0003328607520000062
式中，
Figure BDA0003328607520000063
为网损惩罚项，
Figure BDA0003328607520000064
分别为高峰时段备用电力均衡惩罚项、峰荷峰谷差加权和最小化惩罚项，
Figure BDA0003328607520000065
分别为时段错峰、移峰填谷、避峰的补偿成本，Np为全天时段数，N为石材园区参与有序用电的用户总数；下标t代表第t个时段，下标n表示第n个用户，k代表一周内第k天，δn为第n个用户的有序用电价值系数。
各量的具体表达式为：
Figure BDA0003328607520000066
式中，Ωloss为网损惩罚系数，Ng为电源总数，
Figure BDA0003328607520000067
为第l个电源第k天时段t的发电功率，
Figure BDA0003328607520000068
为第n个用户第k天时段t的负荷功率。总网损值即通过发电侧总电量减去用户侧总电量得出。
Figure BDA0003328607520000071
式中，Tpeak为高峰时段，Np为高峰时段总数，
Figure BDA0003328607520000072
为各时段备用电力，λeven为罚系数。
3)
Figure BDA0003328607520000073
式中，
Figure BDA0003328607520000074
为日最大电力供应预测值；
Figure BDA0003328607520000075
分别为系统全天备用电力的最大值和最小值(下标r取备用之意)；μ1、μ2分别为峰荷项
Figure BDA0003328607520000076
和峰谷差项(等效为最大/最小备用电力之差)
Figure BDA0003328607520000077
的分配系数，满足μ1+μ2＝1，λsumin为罚系数。
Figure BDA0003328607520000078
式中，hmax为时段错峰最大小时数，
Figure BDA0003328607520000079
为变量，其取1表示时段错峰h小时，h>0表示上班时间提前，提前或者延后的小时数相同则其付出的控制成本也相同；λtimes为时段错峰控制成本系数系数。
5)
Figure BDA00033286075200000710
式中，Smax为移峰填谷分档数，
Figure BDA00033286075200000711
为0-1变量，取1表示参与β档移峰填谷；NT为一日中的时段数，
Figure BDA00033286075200000712
为β档移峰填谷各时段修正量，因填谷负荷为移峰负荷的平移，对应修正量幅值相同而符号相反，故
Figure BDA00033286075200000713
为实际移峰量的2倍；各档移峰填谷控制成本与该档实际移峰量成正比，
Figure BDA0003328607520000081
为移峰填谷β档控制成本系数。
6)
Figure BDA0003328607520000082
式中，Cn,k为避峰级数；
Figure BDA0003328607520000083
为避峰各时段的单级修正量；避峰控制成本与实际避峰量成正比，λavoid为避峰控制成本系数。
进一步的，步骤4中所述石材园区用户有序用电决策模型的约束条件有：
1)节点功率平衡约束：
Figure BDA0003328607520000084
式中，等号左边3项分别是流出节点的总功率、节点的总负荷和节点的总发电功率；o、p为线路两端的节点编号；Φo为与节点o相连的所有节点的集合；
Figure BDA0003328607520000085
为线路q上第k天时段t从节点o流向节点p的有功潮流；ψo为节点o总负荷的集合；γo为节点o总发电机的集合；
2)线路有功潮流极限约束：
Figure BDA0003328607520000086
式中，
Figure BDA0003328607520000087
分别为线路q的有功潮流上下限；
3)发电机出力上下限约束：
Figure BDA0003328607520000088
式中，
Figure BDA0003328607520000089
分别为发电机出力的上下限；
4)时段错峰约束：
Figure BDA0003328607520000091
该式表示每个石材园区用户每日参与的时段错峰时长不变；
5)移峰填谷约束：
Figure BDA0003328607520000092
式中，
Figure BDA0003328607520000093
为0-1变量，为0时代表石材园区用户n第k天不参与移峰填谷，为1时则表示参与；
6)避峰约束：
Figure BDA0003328607520000094
式中，Cn,max为用户n的最大避峰级数；
Figure BDA0003328607520000095
为0-1变量，为0时表示不参与避峰,为1时，避峰级数在1到Cn,max之间变化；
7)日参与方式约束：
Figure BDA0003328607520000096
该式表示每个石材园区用户在一天内不重复参与多种错避峰方式。
进一步的，步骤5所述石材园区用户有序用电管理方案的基本手段包括时段错峰、移峰填谷、避峰三种。所述时段错峰是指调整园区用户生产开始、结束时间(提前或滞后)；所述移峰填谷是指调整园区用户的生产计划，将用电从高峰时段转移到低谷时段，采用分档的方式，每一档的移峰时间、填谷时间和各时段转移负荷均为确定量，填谷负荷为移峰负荷的平移；所述避峰是指限制照明、空调等可控负荷高峰时段用电，采用分级的方式，可避峰时间与基本避峰量不变，实际避峰量与基本避峰量为倍数关系。需要确定的石材园区用户参与有序用电的方式及具体参数包括：能否参与时段错峰，时段错峰最大小时数；能否参与移峰填谷，移峰填谷分档数；能否参与避峰，避峰级数。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法，该方法在进行石材园区有序用电决策优化之前将园区用户有序用电价值各项指标进行赋权，将石材园区用户有序用电价值影响融入到园区用户有序用电决策中，对石材园区用户常规用电习惯影响较小。该方法可有效缓解石材园区电力供需矛盾，优化园区电力资源配置，提升供电企业的供电服务水平，同时提高园区用户的用电质量，保障园区用户正常生产秩序，进而提升园区用户的经济效益。
附图说明
为了能够详尽地对本发明具体实施方式以及当前石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法进行介绍，下述为对具体实施方式以及当前石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法介绍中所需要的附图进行的简要说明。
图1为本发明提供的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法的流程图；
图2为本发明提供的石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系。
具体实施方式
下述为基于附图对本发明的技术方案进行的详细、清晰的介绍，显而易见地，下述所介绍的实施例是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。根据本发明中的实施例，本领域一般技术人员在没有付出创造性劳动前提下所得出的一切其他实施例，都隶属本发明所保护的范围。
如图1所示，本发明所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，它包括以下步骤：
步骤1：收集石材园区用户历史用电信息数据和有序用电价值信息数据。
所述用户历史用电信息数据包括石材园区用户一周内的日负荷数据及周负荷数据，用户有序用电价值信息数据包括石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系中的各项指标信息。
步骤2：构建石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系：从经济性指标、可靠性指标、发展性指标、有序用电适用性指标四个方面建立石材园区用户有序用电综合评估指标体系。
如图2所示，所述石材园区用户有序价值综合评估指标体系中所含指标包括经济性指标、可靠性指标、发展性指标、适用性指标。
所述经济性指标表示石材园区用户对当地电网贡献水平，包括年购电量、电耗占能耗比重、年利润贡献度；
所述可靠性指标表示石材园区用户对当地电网的可靠程度，包括用户用电满意度、实际缴费率、安全管理水平；
所述发展性指标表示石材园区用户未来发展潜力，包括购电量增长率、节电设备比例增长率、负荷增长率；
所述适用性指标表示石材园区用户适合参与有序用电的程度，包括意愿度水平、环境污染度、负荷相似度；其中，所述负荷相似度表示石材园区用户的负荷曲线形态与当地电网负荷曲线形态的相似程度。
步骤3：计算石材园区用户有序用电价值各项指标权重：采用改进的模糊层次分析法计算石材园区用户有序用电价值的各项评估指标权重，确定石材园区用户有序用电价值系数δ。
所述改进的模糊层次分析法的具体实施步骤如下：
1)利用三标度法建立各项指标的模糊判断矩阵H＝(hij)n×n，模糊矩阵是模糊关系的矩阵表示。A为元素ai的集合，即A＝{a1，a2，…，an}，其模糊关系矩阵为：
Figure BDA0003328607520000121
式中
Figure BDA0003328607520000122
2)求得行和
Figure BDA0003328607520000123
利用转换公式
Figure BDA0003328607520000124
将模糊判断矩阵H＝(hij)n×n改造为模糊一致性判断矩阵R＝(rij)n×n；
3)利用行和归一法
Figure BDA0003328607520000131
或方根法
Figure BDA0003328607520000132
对模糊一致性判断矩阵R＝(rij)n×n求目标权重向量V0，作为迭代初始值，并求得V0无穷范数；
4)利用转换公式
Figure BDA0003328607520000133
将互补型判断矩阵R＝(rij)n×n变为互反型矩阵E＝(eij)n×n，，作为比较矩阵，设置绝对误差ε，最大迭代次数N，运用乘幂法进行迭代：
利用迭代公式：
Figure BDA0003328607520000134
求特征向量Vk+1，并求得Vk+1无穷范数。
若|||Vk+1||∞-||Vk||∞|＜ε，其中ε为迭代计算精度，则||Vk+1||∞即为最大特征值λmax，将Vk+1做归一化处理，得：
Figure BDA0003328607520000136
即为目标权重向量，迭代结束；
否则，以
Figure BDA0003328607520000141
作为新初值，再次迭代。
所述确定石材园区用户有序用电价值系数δ的方法为：
在计算出各项指标综合权重vi后，根据掌握的石材园区用户历史用电信息数据和有序用电价值信息数据，确定评估指标体系的各项得分Xi。评分完成后，按照评估指标权重进行加权计算，以所得分除以各项总分之和，即为石材园区用户有序用电价值系数δ：
即：
Figure BDA0003328607520000142
步骤4：构建石材园区用户有序用电决策模型：以对用户常规用电习惯影响最小为主要目标，兼顾石材园区用户有序用电价值，考虑负荷的网络分布及线路阻塞，建立石材园区用户有序用电多目标优化函数。
所述石材园区用户有序用电决策模型的目标函数主要包括错避峰成本、网损惩罚项、高峰时段备用电力均衡惩罚项、峰荷峰谷差加权和最小惩罚项四项，所述目标函数的数学表达式为：
Figure BDA0003328607520000143
式中，
Figure BDA0003328607520000144
为网损惩罚项，
Figure BDA0003328607520000145
分别为高峰时段备用电力均衡惩罚项、峰荷峰谷差加权和最小化惩罚项，
Figure BDA0003328607520000146
分别为时段错峰、移峰填谷、避峰的补偿成本，Np为全天时段数，N为石材园区参与有序用电的用户总数；下标t代表第t个时段，下标n表示第n个用户，k代表一周内第k天，δn为第n个用户的有序用电价值系数。
各量的具体表达式为：
1)
Figure BDA0003328607520000151
式中，Ωloss为网损惩罚系数，Ng为电源总数，
Figure BDA0003328607520000152
为第l个电源第k天时段t的发电功率，
Figure BDA0003328607520000153
为第n个用户第k天时段t的负荷功率。总网损值即通过发电侧总电量减去用户侧总电量得出。
2)
Figure BDA0003328607520000154
式中，Tpeak为高峰时段，Np为高峰时段总数，
Figure BDA0003328607520000155
为各时段备用电力，λeven为罚系数。
3)
Figure BDA0003328607520000156
式中，
Figure BDA0003328607520000157
为日最大电力供应预测值；
Figure BDA0003328607520000158
分别为系统全天备用电力的最大值和最小值(下标r取备用之意)；μ1、μ2分别为峰荷项
Figure BDA0003328607520000159
和峰谷差项(等效为最大/最小备用电力之差)
Figure BDA00033286075200001510
的分配系数，满足μ1+μ2＝1，λsumin为罚系数。
4)
Figure BDA00033286075200001511
式中，hmax为时段错峰最大小时数，
Figure BDA00033286075200001512
为变量，其取1表示时段错峰h小时，h>0表示上班时间提前，提前或者延后的小时数相同则其付出的控制成本也相同；λtimes为时段错峰控制成本系数系数。
5)
Figure BDA0003328607520000161
式中，Smax为移峰填谷分档数，
Figure BDA0003328607520000162
为0-1变量，取1表示参与β档移峰填谷；NT为一日中的时段数，
Figure BDA0003328607520000163
为β档移峰填谷各时段修正量，因填谷负荷为移峰负荷的平移，对应修正量幅值相同而符号相反，故
Figure BDA0003328607520000164
为实际移峰量的2倍；各档移峰填谷控制成本与该档实际移峰量成正比，
Figure BDA0003328607520000165
为移峰填谷β档控制成本系数。
6)
Figure BDA0003328607520000166
式中，Cn,k为避峰级数；
Figure BDA0003328607520000167
为避峰各时段的单级修正量；避峰控制成本与实际避峰量成正比，λavoid为避峰控制成本系数。
所述石材园区用户有序用电决策模型的约束条件有：
1)节点功率平衡约束：
Figure BDA0003328607520000168
式中，等号左边3项分别是流出节点的总功率、节点的总负荷和节点的总发电功率；o、p为线路两端的节点编号；Φo为与节点o相连的所有节点的集合；
Figure BDA0003328607520000169
为线路q上第k天时段t从节点o流向节点p的有功潮流；ψo为节点o总负荷的集合；γo为节点o总发电机的集合；
2)线路有功潮流极限约束：
Figure BDA00033286075200001610
式中，
Figure BDA0003328607520000171
分别为线路q的有功潮流上下限；
3)发电机出力上下限约束：
Figure BDA0003328607520000172
式中，
Figure BDA0003328607520000173
分别为发电机出力的上下限；
4)时段错峰约束：
Figure BDA0003328607520000174
该式表示每个石材园区用户每日参与的时段错峰时长不变；
5)移峰填谷约束：
Figure BDA0003328607520000175
式中，
Figure BDA0003328607520000176
为0-1变量，为0时代表石材园区用户n第k天不参与移峰填谷，为1时则表示参与；
6)避峰约束：
Figure BDA0003328607520000177
式中，Cn,max为用户n的最大避峰级数；
Figure BDA0003328607520000178
为0-1变量，为0时表示不参与避峰,为1时，避峰级数在1到Cn,max之间变化；
7)日参与方式约束：
Figure BDA0003328607520000179
该式表示每个石材园区用户在一天内不重复参与多种错避峰。
步骤5：制定石材园区用户有序用电管理方案：根据石材园区用户有序用电决策模型分析结果，以一周为时间尺度，制定石材园区用户一周内的有序用电管理方案。
所述石材园区用户有序用电管理方案的基本手段包括时段错峰、移峰填谷、避峰三种。所述时段错峰是指调整园区用户生产开始、结束时间(提前或滞后)；所述移峰填谷是指调整园区用户的生产计划，将用电从高峰时段转移到低谷时段，采用分档的方式，每一档的移峰时间、填谷时间和各时段转移负荷均为确定量，填谷负荷为移峰负荷的平移；所述避峰是指限制照明、空调等可控负荷高峰时段用电，采用分级的方式，可避峰时间与基本避峰量不变，实际避峰量与基本避峰量为倍数关系。需要确定的石材园区用户参与有序用电的方式及具体参数包括：能否参与时段错峰，时段错峰最大小时数；能否参与移峰填谷，移峰填谷分档数；能否参与避峰，避峰级数。
下面以具体的实施例对本发明所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法进行进一步的说明：
以某石材园区为例，因为石材园区工作制为轮班制，所以不考虑轮休错峰。该石材园区有矿山采石和石材加工两种典型用户，每种典型用户各选取两个代表，分别编号为A1、A2、B1、B2。首先收集各用户的历史用电信息数据和有序用电价值信息数据；然后计算各用户的有序用电价值综合评估各项指标的综合权重vi，如表1所示，并确定评价指标体系的各项得分Xi，按照评估指标权重进行加权计算，以所得分除以各项总分之和，得到各用户的有序用电价值系数δ，如表2所示；随后通过建立目标函数及约束条件，构造园区用户有序用电决策模型，并对模型进行求解；最后根据模型求解结果，制定各用户的有序用电管理方案，具体管理手段的基本调用顺序按照对石材园区用户生活习惯影响最小进行排序，分别为：时段错峰、移峰填谷、避峰，根据此原则，确定各用户的有序用电参与方式，如表3所示。
表1 石材园区用户有序用电价值评估指标权重
Figure BDA0003328607520000191
表2 石材园区用户有序用电价值系数
Figure BDA0003328607520000192
表3 石材园区用户有序用电参与方式
Figure BDA0003328607520000193
最后需要说明的是：上述实施例仅仅是对本发明的技术方案的介绍，而不是对其的限制。即使基于前述各实施例对本发明进行了清楚的介绍，本领域的一般技术人员仍能基于上述实施例或附图进行其他不同形式的修正或更改。此处无法穷举一切的实施方式或技术方案，一切基于本发明原则内的修正、更改等，均应包含在本发明要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种石材园区用户参与有序用电的决策与管理方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：收集石材园区用户历史用电信息数据和有序用电价值信息数据；
步骤2：构建石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系：从经济性指标、可靠性指标、发展性指标、适用性指标四个方面建立石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系；
步骤3：计算石材园区用户有序用电价值各项评估指标权重：采用改进的模糊层次分析法计算石材园区用户有序用电价值的各项评估指标权重，确定石材园区用户有序用电价值系数δ；
步骤4：构建石材园区用户有序用电决策模型：以对用户常规用电习惯影响最小为主要目标，兼顾石材园区用户有序用电价值，考虑负荷的网络分布及线路阻塞，建立石材园区用户有序用电多目标优化函数；
步骤5：制定石材园区用户有序用电管理方案：根据石材园区用户有序用电决策模型分析结果，以一周为时间尺度，制定石材园区用户一周内的有序用电管理方案。
2.根据权利要求1所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，其特征在于：所述步骤1中，用户历史用电信息数据包括石材园区用户一周内的日负荷数据及周负荷数据，用户有序用电价值信息数据包括石材园区用户有序用电价值综合评估指标体系中的各项指标信息。
3.根据权利要求1所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，其特征在于，所述步骤2中，所述石材园区用户有序价值综合评估指标体系中所含指标如下：
所述经济性指标表示石材园区用户对当地电网贡献水平，包括年购电量、电耗占能耗比重、年利润贡献度；
所述可靠性指标表示石材园区用户对当地电网的可靠程度，包括用户用电满意度、实际缴费率、安全管理水平；
所述发展性指标表示石材园区用户未来发展潜力，包括购电量增长率、节电设备比例增长率、负荷增长率；
所述适用性指标表示石材园区用户适合参与有序用电的程度，包括意愿度水平、环境污染度、负荷相似度；其中，所述负荷相似度表示石材园区用户的负荷曲线形态与当地电网负荷曲线形态的相似程度。
4.根据权利要求1所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，其特征在于：所述步骤3中，所述改进的模糊层次分析法的具体实施步骤如下：
1)利用三标度法建立各项指标的模糊判断矩阵H＝(hij)n×n，模糊矩阵是模糊关系的矩阵表示。A为元素ai的集合，即A＝{a1，a2，.....，an}，其模糊关系矩阵为：
Figure FDA0003328607510000021
式中
Figure FDA0003328607510000031
2)求得行和
Figure FDA0003328607510000032
利用转换公式
Figure FDA0003328607510000033
将模糊判断矩阵H＝(hij)n×n改造为模糊一致性判断矩阵R＝(rij)n×n；
3)利用行和归一法
Figure FDA0003328607510000034
或方根法
Figure FDA0003328607510000035
对模糊一致性判断矩阵R＝(rij)n×n求目标权重向量V0，作为迭代初始值，并求得V0无穷范数；
4)利用转换公式
Figure FDA0003328607510000036
将互补型判断矩阵R＝(rij)n×n变为互反型矩阵E＝(eij)n×n，，作为比较矩阵，设置绝对误差ε，最大迭代次数N，运用乘幂法进行迭代：
利用迭代公式：
Figure FDA0003328607510000037
求特征向量Vk+1，并求得并求得Vk+1无穷范数；
若|||Vk+1||∞-||Vk||∞|＜ε，其中ε为迭代计算精度，则||Vk+1||∞即为最大特征值λmax，将Vk+1做归一化处理，得：
Figure FDA0003328607510000041
即为目标权重向量，迭代结束；
否则，以
Figure FDA0003328607510000042
作为新初值，再次迭代。
5.根据权利要求1所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，其特征在于：所述步骤3中确定石材园区用户有序用电价值系数δ的方法为：
在计算出各项指标综合权重vi后，根据掌握的石材园区用户历史用电信息数据和有序用电价值信息数据，确定评估指标体系的各项得分Xi，之后按照指标权重进行加权计算，以所得分除以各项总分之和，即为石材园区用户有序用电价值系数δ：
即：
Figure FDA0003328607510000043
6.根据权利要求1所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，其特征在于：所述步骤4中石材园区用户有序用电决策模型的目标函数主要包括错避峰成本、网损惩罚项、高峰时段备用电力均衡惩罚项、峰荷峰谷差加权和最小惩罚项四项，目标函数的数学表达式为:
Figure FDA0003328607510000051
式中，
Figure FDA0003328607510000052
为网损惩罚项，
Figure FDA0003328607510000053
分别为高峰时段备用电力均衡惩罚项、峰荷峰谷差加权和最小化惩罚项，
Figure FDA0003328607510000054
分别为时段错峰、移峰填谷、避峰的补偿成本，Np为全天时段数，N为石材园区参与有序用电的用户总数；下标t代表第t个时段，下标n表示第n个用户，k代表一周内第k天，δn为第n个用户的有序用电价值系数。
7.根据权利要求1所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，其特征在于：所述步骤4中石材园区用户有序用电决策模型的约束条件有：
1)节点功率平衡约束：
Figure FDA0003328607510000055
式中，等号左边3项分别是流出节点的总功率、节点的总负荷和节点的总发电功率；o、p为线路两端的节点编号；Φo为与节点o相连的所有节点的集合；
Figure FDA0003328607510000056
为线路q上第k天时段t从节点o流向节点p的有功潮流；ψo为节点o总负荷的集合；γo为节点o总发电机的集合；
2)线路有功潮流极限约束：
Figure FDA0003328607510000061
式中，
Figure FDA0003328607510000062
分别为线路q的有功潮流上下限；
3)发电机出力上下限约束：
Figure FDA0003328607510000063
式中，
Figure FDA0003328607510000064
分别为发电机出力的上下限；
4)时段错峰约束：
Figure FDA0003328607510000065
该式表示每个石材园区用户每日参与的时段错峰时长不变；
5)移峰填谷约束：
Figure FDA0003328607510000066
式中，
Figure FDA0003328607510000067
为0-1变量，为0时代表石材园区用户n第k天不参与移峰填谷，为1时则表示参与；
6)避峰约束：
Figure FDA0003328607510000068
式中，Cn,max为用户n的最大避峰级数；
Figure FDA0003328607510000069
为0-1变量，为0时表示不参与避峰，为1时，避峰级数在1到Cn,max之间变化；
7)日参与方式约束：
Figure FDA00033286075100000610
该式表示每个石材园区用户在一天内不重复参与多种错避峰方式。
8.根据权利要求1所述的一种石材园区用户参与有序用电的决策和管理方法，其特征在于：所述步骤5中石材园区用户有序用电管理方案的基本手段包括时段错峰、移峰填谷、避峰三种；所述时段错峰是指调整园区用户生产开始、结束时间；所述移峰填谷是指调整园区用户的生产计划，将用电从高峰时段转移到低谷时段，采用分档的方式，每一档的移峰时间、填谷时间和各时段转移负荷均为确定量，填谷负荷为移峰负荷的平移；所述避峰是指限制照明、空调等可控负荷高峰时段用电，采用分级的方式，可避峰时间与基本避峰量不变，实际避峰量与基本避峰量为倍数关系；需要确定的石材园区用户参与有序用电的方式及具体参数包括：能否参与时段错峰，时段错峰最大小时数；能否参与移峰填谷，移峰填谷分档数；能否参与避峰，避峰级数。
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CN117970009A (zh) * 2024-03-28 2024-05-03 北京煜邦电力技术股份有限公司 填谷电路的电力采集终端及电能表

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