一种基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种针对电网的需求响应策略择优方法，具体指一种基于熵权法和最 短距离法的需求响应项目择优方法，本发明属于电网需求响应领域。
【背景技术】
[0002] 随着电网规模的不断扩大和竞争市场的发展与完善，电力系统的利益主体逐步多 元化，需求侧资源在竞争市场中的作用正在被重新认识。电能不能大规模经济存储，而且供 需双方需要保证实时平衡。电力系统的这些特性要求电网必须预先规划以确保系统运行的 可靠性。需求响应（Demand Response，简称DR)即电力需求响应的简称，是指当电力批发市 场价格升高或系统可靠性受到威胁时，电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直 接补偿通知或者电力价格上升信号后，改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某 时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并抑制电价上升的短期行为。在引入 需求响应以后，由于需求响应的立足点是放松零售价格管制并提高需求弹性，它也是全面 参与电力市场的新资源，因而，可以用相对低廉的成本来解决这些问题。因此，对需求响应 策略择优的研究，具有重大的研究意义和实用价值。
[0003] 目前，需求响应策略有很多方案。通常将各种需求响应策略分为三类，第一类是基 于价格的需求响应，包括分时电价项目（T0U)、尖峰电价项目（CPP)、实时电价项目（RTP)以 及分时电价与尖峰电价相结合（T0U+CPP)项目。第二类是基于激励的需求响应项目，包括 直接负荷控制（DLC)、紧急需求响应（EDRP)、容量/辅助服务计划（CAP)和可中断负荷（1/ C)项目。第三类是基于价格和基于激励相结合的需求响应项目，包括分时电价与直接负荷 控制结合（T0U+DLC)，分时电价与紧急需求响应相结合（T0U+EDRP)、分时电价与容量/辅助 服务计划相结合（T0U+CAP)以及分时电价与可中断负荷相结合（T0U+I/C)。需求策略方案 众多，因此对这些项目进行择优选取从而获得最有效项目是十分必要的。故对不同的需求 响应策略进行分析并选取最优策略具有十分重大的研究意义和实用价值。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于熵权法和最短距 离法的需求响应项目择优方法，本择优方法对于不同决策者的不同利益需求，能够有效的 选择适合的需求响应策略。
[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] -种基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法，步骤如下，
[0007] 1)根据可避免负荷和可转移负荷的组合模型求出相应的需求响应策略；所述需 求响应策略包含m个项目，每个项目对应相同的n个评价指标，得到m个项目共mXn个指 标构成的决策矩阵D mH<n;该矩阵的行对应各个需求响应项目，列表示各个需求项目对应的各 项指标；
[0008] 2)按下式将决策矩阵中的每项标准化，得到标准化后的决策矩阵中的项r lk;
[0009]
【主权项】
1. 一种基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法，其特征在于，步骤如下， 1) 根据可避免负荷和可转移负荷的组合模型求出相应的需求响应策略；所述需求响 应策略包含m个项目，每个项目对应相同的n个评价指标，得到m个项目共mXn个指标构 成的决策矩阵Dm#n;该矩阵的行对应各个需求响应项目，列表示各个需求项目对应的各项指 标； 2) 按下式将决策矩阵中的每项标准化，得到标准化后的决策矩阵中的项rlk;
其中xlk指决策矩阵D_第1行第k列的评价指标； 3) 按下式对第2)步标准化后的决策矩阵中的项rlk进行加权，得到矩阵V: Vlk=WkXrlk;其中Wk为第k项指标对应的权重； 4) 确定最佳方案和最差方案；最佳方案匕+对应矩阵V(矩阵V是第3)步加权后所有项 构成的矩阵）每列中正的最大值和负的最小值，最差方案f对应矩阵V每列中正的最小值 和负的最大值，即：
5) 计算每个项目与最优方案和最差方案间的距离；
6) 按下式计算每个项目的均距
7) 根据Q的大小对各个需求响应项目排序，Ci越大，项目越有效。
2. 根据权利要求1所述的基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法，其特征 在于，可避免负荷和可转移负荷的组合模型按如下方法获得， 1) 假设实施分时电价和需求响应前的平均电价为Po,实施分时电价和需求响应后，根 据分时电价方案，峰平谷三段时间划分为TpTk，峰谷平电价分别为：高峰电价Ph元/ kWh，平段电价？"元/kWh，谷段电价P1元/kWh，用户发生响应的激励报酬A元/kWh; 2) 根据历史分时电价和需求响应数据获得用户需求价格弹性数据； 3) 将前面两步得到的相关数据代入下式中，得到用电需求d(i)，算出针对不同用户的 最大收益用电方式；
式中^(i)为i时段实行分时电价前的原始负荷；d(i)为i时段实行分时电价后的需 求响应新负荷；Pt!为原始平均电价；P为各时段分时电价；E(i)为自弹性；Eji,j)为交叉弹 性；A(j)为激励报酬。
3. 根据权利要求1所述的基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法，其特征 在于，权重Wk按如下方法获得： 对第k个指标，其不确定性可表示为：
其中，U是正实数，U= (lnmr1;!!!表示需求响应项目数； 设决策矩阵D为：
该矩阵的行对应各个需求响应项目，列表示各个需求项目对应的各项指标；将矩阵D中每个指标标准化为：
将式（26)代入式（24)可获得第k个指标的不确定性EEk;第k个指标的偏离度ddk为： ddk= 1-EEk\*MERGEFORMAT(27) 第k个指标的权重Wk为：
4. 根据权利要求3所述的基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法，其特征 在于，决策者判断各指标权重是否满足需求，如不能满足需要则根据需要进行权重修正，修 正时，对需要修正的指标权重赋以一定的修正系数Ak，从而获得该指标的修正权重，即：
5. 根据权利要求3所述的基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法，其特征 在于，所述项目分为三类，每类4个，共12个项目，即m为12 ;第一类是基于价格的需求响 应，包括分时电价项目TOU、尖峰电价项目CPP、实时电价项目RTP以及分时电价与尖峰电价 相结合项目TOU+CPP;第二类是基于激励的需求响应项目，包括直接负荷控制DLC、紧急需 求响应EDRP、容量/辅助服务计划CAP和可中断负荷项目I/C;第三类是基于价格和基于激 励相结合的需求响应项目，包括分时电价与直接负荷控制结合TOU+DLC、分时电价与紧急需 求响应相结合TOU+EDRP、分时电价与容量/辅助服务计划相结合TOU+CAP以及分时电价与 可中断负荷相结合TOU+I/C; 每个项目的评价指标为5个，即n为5,分别为削峰效果、能量消耗情况、负荷率、峰谷差 以及用户总费用。
【专利摘要】本发明公开了一种基于熵权法和最短距离法的需求响应项目择优方法，1)求出需求响应策略；得到m个项目共m×n个指标构成的决策矩阵Dm*n；2)将决策矩阵Dm*n中的每项标准化，得到标准化后的决策矩阵中的项rlk；3)对标准化后的决策矩阵中的项rlk进行加权，得到矩阵V；4)确定最佳方案和最差方案；5)计算每个项目与最优方案和最差方案间的距离；6)计算每个项目的均距Cl；7)根据Cl的大小对各个需求响应项目排序，Cl越大，项目越有效。本发明对于不同决策者的不同利益需求，能够有效的选择适合的需求响应策略。
【IPC分类】G06Q50-06, G06Q10-04
【公开号】CN104573871
【申请号】CN201510028005
【发明人】李春燕, 王东, 张鹏, 杨强, 罗洪飞, 张谦
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月20日