[发明专利]一种降低电网系统峰值平均负荷率的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低电网系统峰值平均负荷率的控制方法。

背景技术

在当今电网中，我们观察到批发电力价格通常是实时变化的：由于用电高峰发电成本高，用电高峰时段的批发电力价格通常是最大的。然而，现在所有终端用户的收费几乎是统一划价的零售电力价格，这并不能反映实际的批发电力价格。由于统一收费，在高峰时段（如住宅用户在傍晚和睡觉之间的时段）用户通常会消耗更多的电力。这导致了非高峰时段和高峰时段电力消耗的大幅波动。高峰时段的高需求不仅会导致发电成本高，而且还会影响电网的可靠性。在理想的情况下，供电商希望通过管理用户的需求，使得用户的用电需求可以合理分布在一天的所有时段。

对于用电需求响应管理，供电商趋向于通过实时的电力定价计划鼓励用户把部分用电需求转移到非高峰时段，从而均衡整个电网电力负荷需求。在实时电力定价计划中，每个用户的电力收费同时基于用户消耗电力的多少以及该时段的电力价格。一个合适的实时电力定价机制可以获得一个“三赢”的结果：其一，对整个电网系统而言，均衡的用电需求可以增强电网系统的鲁棒性，并可降低整个发电成本；其二，对供电商而言，较低的发电成本可以导致较低的批发电力价格，这可以进一步增加其利润；其三，对用户而言，用户可以根据实时电力价格确定各时段的用电需求，从而可以减少电费的支出。

发明内容

为了克服电网系统的峰值平均负荷率高、容易引起的非高峰时段和高峰时段电力消耗大幅波动的缺点,本发明提供一种有效避免电网系统非高峰时段和高峰时段电力消耗大幅波动、降低峰值平均负荷率的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种降低电网系统峰值平均负荷率的控制方法，包括以下步骤（1）电网系统中的供电商根据用户对电力价格的预测响应决定实时电价以此获得最大利润，从而降低整个电网的峰值平均负荷率，其中，定义如下：

（i）用户u的收益最大化响应问题描述为问题P1：

P1:

受限于:

决策变量:

在此，问题P1的各参数定义如下：

用户u的电力应用a_u在时隙h使用的电量；

用户u的电器应用a_u在时隙h使用电量的效益度量，其中为函数变量；

E_u,h：用户u的非弹性耗电的电器应用在时隙h的总固有用电量；

C_u，max：用户u在时隙h的最大耗电量的上限；

用户u的电器应用a_u的用电上限；

用户u的具有弹性耗电的电器应用集合；

整个电网的用电调度时隙区间；

p_h：时隙h上的电力价格。

（ii）供电商的利润最大化问题描述为问题P2：

P2:

受限于:

决策变量:

在此，问题P2的各参数定义如下：

ω：成本在净利润中的权重；

p：用电调度时隙区间中每个时隙对应的电价组成的向量；

S_u,h(p)：电价向量为p时，用户u在时隙h的最佳电量需求响应；

p^l：电力价格调度区间的下限；

p^u：电力价格调度区间的上限。

（2）基于问题P1，用户u的最佳电量消耗的完备表达式为：

供电商的利润最大化问题的求解采用基于模拟退火的电力价格控制方法，基于模拟退火的电力价格控制方法的流程为：

步骤2.1：供电商随机电价向量，定义为p⁽¹⁾，其中电价向量p⁽¹⁾中的每个时隙h对应的电价必须满足同时设定控制参数T=T₀，并设定迭代次数k为k=1；

步骤2.2：在第k次迭代中，供电商需要依次更新电价向量p^(k)中的每个元素；

步骤2.3：当电价向量p^(k)都有一次机会更新后，供电商更新迭代次数k为k=k+1以及控制参数T为T=T₀/log(k)，当T≥ε，p^(k-1)作为更新后的电价向量p^(k)，重新回到步骤2.2开始新一轮的电价更新；否则，当T<ε，获得最佳的电力价格p^(k)；