一种考虑电能质量的分布式电源上网电价机制的制作方法

本发明属于分布式电源电能质量评价领域及上网电价技术领域，具体涉及一种考虑电能质量的分布式电源上网电价机制。

背景技术：

在能源互联网的推进过程中，电能质量成为电网企业精细化服务的必然需求，现行的供电可靠性指标无法反应用户对于电力作为商品在质量和使用体验方面的感受，缺乏一套从发电企业和用户双方考虑的综合电能质量评价体系，电能质量指标与电价策略的脱离，也使得存在垃圾电源并入主电网的风险。

高质量电能的供应是现代经济发展的关键，但国内配电网供电的可靠性评估仍采用面向系统供电可靠性的指标体系，随着能源互联网的不断发展，售电市场深度开发，中低压用户对电能质量的精细化要求越发严格，构建针对用户的供电可靠性指标具有必要性和可行性。

分布式能源由于其自身发电条件参差不齐，大规模并网后必然会给电网带来电能质量问题，对分布式电源实现按电能质量评价实行差异化上网电价，可以有效促进分布式电源供电质量的提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，分析研究构建针对用户的供电可靠性指标的方法与差异化上网电价机制，提供一种考虑电能质量的分布式电源上网电价机制。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种考虑电能质量的分布式电源上网电价机制，包括以下步骤：

步骤1：从用户侧和供电侧两个角度考虑，构建综合评价指标体系；

步骤2：当各个用电侧、供电侧均上传指标数据，应用正态分布隶属度对收集的指标数据进行归一化处理，采用基于模糊贴近度的方法对综合评价体系各指标进行加权处理的得到综合评价值，通过衡量综合评价值和理想值得距离，得到电能质量等级；

步骤3：对分布式电源实现按电能质量评价实行差异化上网电价，依据步骤2得到的电能质量等级，采用不同的加权系数对电价进行修正。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

步骤1中，构建的综合评价指标体系中用户侧包含5个指标：用户用电可靠率、用户短时停电时间、用户停电次数、用户设备平均停运次数、用户电压合格率；供电侧包含2个指标：供电可靠率、供电持续停电时间；具体公式如下所示：

1)用户用电可靠率

式中，puser为用户用电可靠率，tp为系统用电节点在交易规定时间内停电时长，t为交易规定时间；

2)用户短时停电时间

tshorttime＝∑tshort_j(2)

式中，tshorttime为用户短时停电时间，tshort_j为系统用电节点在交易时间内发生的第j次小于3min的停电时长；

3)用户停电次数

nuse＝∑usej(3)

式中，nuse为用户停电次数，usej为系统用电节点在交易时间内发生的第j次停电事件；

4)用户设备平均停运次数

nequip＝∑equipj(4)

式中，nequip为用户设备平均停运次数，equipj为系统用电节点在交易时间内由于电能质量问题引起的第j次系统不停电但部分用户设备停运事件；

5)用户电压合格率

式中，kquality为用户电压合格率，tk系统用电节点在交易时间内电压合格时长；

6)供电可靠率

式中，pservice为供电可靠率，ts为系统供电节点在交易时间内停电时长；

7)供电持续停电时间

tlongtime＝∑tlong_j(7)

式中，tlongtime为供电持续停电时间，tlong_j为系统用电节点在交易时间内发生的第j次大于3min的停电时长。

步骤2中正态分布隶属度公式如下：

式中，k为待评价的交易个数，x(fmj)为交易m中第j个评价指标隶属度结果，fmj为交易m中第j个评价指标结果，fj^*为第j个评价指标最优值；

模糊贴近度公式如下：

式中，σ(xm，x^*)为交易m的指标集合和最优指标集合x^*的模糊贴近度，q指标个数；σ(xm，x^*)值越大，表明交易m的电能质量越高。

步骤3中差异化上网电价模型为：

p＝p0+qpl(10)

其中，p为发电企业上网电价，p0为发电企业基础电价，pl为电能质量奖惩电价，q为波动电价加权系数。

本发明具有以下有益效果：

本发明从发电企业和用户两个角度构建电能质量综合评价体系，通过模糊贴近度完成对综合评价体系的指标进行归一化和加权处理，通过衡量各交易涉及的指标集合和最优指标集合的距离得到统一的评价指标，完成电能质量的分级，进而对各供电节点上网电价进行修正。本发明可以解决可再生能源接入配电网导致的用户侧电能质量下降问题，避免低质量电源接入电网，促进各分布式电源发电商提高所供应电能的质量。

附图说明

图1是本发明实施例的综合评价指标体系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明的一种考虑电能质量的分布式电源上网电价机制，包括以下步骤：

步骤1：从用户侧和供电侧两个角度考虑，构建综合评价指标体系，其中用户侧包含5个指标：用户用电可靠率、用户短时停电时间、用户停电次数、用户设备平均停运次数、用户电压合格率，供电侧包含2个指标：供电可靠率、供电持续停电时间，如图1所示；

目前，国内外普遍通过频次、持续时间和可靠率3个方面来评价供电可靠性，认为这3方面指标可基本反映供电的持续性水平，因此，本发明据国标(供电系统用户供电可靠性评价规程)中定义的可靠性指标，将其指标统计单位延伸至所有计费用户侧，形成了用户用电可靠率、用户短时停电时间和用户停电次数指标，并且针对性设置用户设备平均停运次数，用户电压合格率，反映由电能质量问题引起的系统不停电，但用户电压不正常或部分设备停运的情况。

具体公式如下所示：

1)用户用电可靠率

式中，puser为用户用电可靠率，tp为系统用电节点在交易规定时间内停电时长，t为交易规定时间；

2)用户短时停电时间

tshorttime＝∑tshort_j(2)

式中，tshorttime为用户短时停电时间，tshort_j为系统用电节点在交易时间内发生的第j次小于3min的停电时长；

3)用户停电次数

nuse＝∑usej(3)

式中，nuse为用户停电次数，usej为系统用电节点在交易时间内发生的第j次停电事件；

4)用户设备平均停运次数

nequip＝∑equipj(4)

式中，nequip为用户设备平均停运次数，equipj为系统用电节点在交易时间内由于电能质量问题引起的第j次系统不停电但部分用户设备停运事件；

5)用户电压合格率

式中，kquality为用户电压合格率，tk系统用电节点在交易时间内电压合格时长；

6)供电可靠率

式中，pservice为供电可靠率，ts为系统供电节点在交易时间内停电时长；

7)供电持续停电时间

tlongtime＝∑tlong_j(7)

式中，tlongtime为供电持续停电时间，tlong_j为系统用电节点在交易时间内发生的第j次大于3min的停电时长。

本发明在电能指标评价阶段从用户侧和供电侧2方面考虑电能质量，不在采用传统的只考虑供电侧的电能指标评价体系，更加适应现在高渗透率分布式电源接入配电网的情况下对电能精细化管理的任务和使命。

本实施例通过调研某市电能质量指标，所评估对象为光伏电站(p1)、风力发电站(w1)、水力发电站(h1)，得到表2数据，并以表2数据为例进行说明。

表2各评估对象指标数据

步骤2：当各个用电侧、供电侧均上传指标数据，应用正态分布隶属度对收集的指标数据进行归一化处理，采用基于模糊贴近度的方法对综合评价体系各指标进行加权处理的得到综合评价值，通过衡量综合评价值和理想值得距离，得到电能质量等级；

本发明假设用电侧m、供电侧m电能交易完成后的指标数据m归一化后的指标数据集合为xm＝[xm1,xm2,…,xm7]，分别对应步骤2中评价体系的7个指标。

正态分布隶属度公式如下：

式中，k为待评价的交易个数，x(fmj)为交易m中第j个评价指标隶属度结果，fmj为交易m中第j个评价指标结果，fj^*为第j个评价指标最优值。

本发明应用基于闵可夫斯基距离的模糊贴近度公式对多个指标进处理，通过衡量集合xm和最优指标集合x^*的距离得到统一的评价指标。

其中最优指标集合x^*为本次交易上传的各电能指标所能达到的最高水准。

模糊贴近度公式如下：

式中，σ(xm，x^*)为交易m的指标集合和最优指标集合x^*的模糊贴近度，q指标个数；

σ(xm，x^*)值越大，表明交易m的电能质量越高。

在电能质量评级周期结束后，通过统计各时段的指标分布情况，按照分布情况对各供电节点电能质量进行评级。

实施例中，各评估对象指标数据归一化结果、模糊贴近度结果和电能质量分级结果分别如表3-5所示：

表3各评估对象指标数据归一化结果

表4模糊贴近度结果

表5电能质量分级结果

步骤3：对分布式电源实现按电能质量评价实行差异化上网电价，依据步骤2得到的电能质量等级，采用不同的加权系数对电价进行修正。

差异化上网电价模型为：

p＝p0+qpl(10)

其中，p为发电企业上网电价，p0为发电企业基础电价，pl为电能质量奖惩电价(一般为基础电价的)，q为波动电价加权系数，其具体数值参考表1：

表1波动电价加权系数分布表

实施例中，电价修正结果如表6所示：

表6电价修正结果

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。