一种基于计量机制的阶梯型需求响应方法与流程

本发明涉及一种电网需求响应实施方法，特别是涉及了一种基于计量机制的阶梯型需求响应方法。

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。

技术实现要素：

针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种基于计量机制的阶梯型需求响应方法，可以在电力市场建设不完善的情况下，通过计量计算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：

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，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：

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：

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，为负积分界定值，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。

本发明的阶梯电价型需求响应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，负积分界定值和正积分界定值的取值范围为大于等于零、小于等于1的实数，且负积分界定值恒大于等于正积分界定值

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)，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)，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：

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；

再采用以下公式计算每月的总计量值gmonth：

其中，qmonth为一个月总耗电量，单位为千瓦时，gmonth为月的总计量值，d为月的总天数，day表示月中的天序数。

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，作如下处理：若月的总计量值gmonth大于零，则根据月的总计量值gmonth减少电费计价值；若月的总计量值小于等于零，则清零月的总计量值，不减少电费计价值。

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，从而影响电网需求侧用户的用电行为。

通过本发明将耗电情况根据每月计量值按三个阶梯处理，月耗电量处于第一个阶梯即耗电量低，计量数据加倍，月耗电量处于第三个阶梯即耗电量高，计量数据减半，影响电网需求侧反馈控制减少月耗电量，达到减少需求侧能耗的目的。

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需求响应机制，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，达到削峰填谷的目的。

具体在现有峰谷电费计价数据处理基础上，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是本发明实施例的需求响应阶梯曲线。

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

根据表1可以绘得负荷预测曲线，如图1所示。

根据公式：

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

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：

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

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，负积分界定值为0.7，正积分界定值为0.3。计算得到计量值，如表3所示。

表3计量值gt

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

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：

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：

计算电网需求侧计分单元1在本月第1日的总耗电量。其中，t为96，d为30。假设电网需求侧计分单元1在本月每日的耗电情况qt与第1日相同，得到qmonth为324.3660度。

根据公式：

计算电网需求侧计分单元1在本月的总计量值，求解过程如示意图5所示。代入gday为67.2439，d为30，qmonth为324.3660度，得到gmonth为3656.90。

5)计算电网需求侧计分单元1在本月的减少电费计价值：

电网需求侧计分单元1本月的总计量值为3656.90，大于零，根据100计量值减少电费计价值为1计算，电网需求侧计分单元1本月可减少电费计价值36.569。

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。电网需求侧计分单元根据耗电量将每月的计量值按三个阶梯处理，月耗电量处于第一个阶梯即耗电量低于230度，计量值加倍；月耗电量处于第三个阶梯即耗电量高于400度，计量值减半；月耗电量处于第一个阶梯和第三个阶梯之间即耗电量高于230度且低于400度，计量值不变。这样能够影响到电网需求侧控制减少月耗电量，达到减少需求侧能耗的目的。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。