[发明专利]电力需求侧参与缓解配电线路过载的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力需求参与缓解配电线路过载的方法，属电力系统负载侧的优化调度技术领域。

背景技术

随着我国经济的增长以及电力市场的改革，电力系统负荷水平日益增长，非线性负荷如空调负荷和恒温负荷等比例也迅速提高，远距离高电压等级输电甚至超远距离特高压输电也越来越普及，但在电力系统网络拓扑一定的情况下，这样的运行方式会给系统带来比较高的风险。一旦线路输送功率超过其承受能力时，即发生线路过载，就很有可能造成系统解列乃至系统崩溃，带来严重的经济损失。

现代电网有着自己极其复杂的网络结构，配电系统直接和用户相连，处于电力系统给的最末端，也是最重要的一个环节。目前，数据统计出的停电事故，不少都是由于配电线路过载导致的，传统的一些方法，如拉闸限电增加备用容量等，收益投入比较低。考虑到电力系统关系着国计民生，电网构架愈发复杂，在保证及提高供电可靠性及用户用电品质的基础上，利用信息技术与电网的结合，引入需求侧技术，对解决电网中的一些传统的问题如配电线路过载，有着很好的借鉴意义。

用户需求侧作为竞争开放市场的重要参与者之一，在保证系统安全可靠和经济运行方面作用越发显著。广义上来说需求侧响应可以定义为：电力市场中的用户针对市场价格信号或者激励机制做出响应，并改变正常电力消费模式的市场参与行为。

在中国当前的情况下，因为电力市场尚未形成，浮动电价制度也还没有出台（刚开始有阶梯电价的尝试），因此基于需求响应的动态供能调节机制及其方案相比较输配电领域过去研究得较少，重视程度不够。有一些小范围的试点项目，也仅限于实现和使用一些私有的控制协议，来对用电侧的负荷进行有限范围内的切负荷和峰谷调节，离实用化、标准化、和智能化相差甚远。

发明内容

本发明的目的是，为了克服现有配电技术中存在的不足，本发明提供了一种电力需求侧参与缓解配电线路过载的方法，对负荷高峰期可能存在过载危险的线路运用需求侧手段进行削峰，改善了系统的负荷曲线，在保证经济损失较小的情况下极大地提高了系统的安全可靠性。

实现本发明的技术方案是，本发明电力需求侧参与缓解配电线路过载的方法，通过模糊均值C算法对同一负荷的不同日的负荷曲线以及不同负荷的曲线进行聚类分析计算，挖掘其可调度容量，对日负荷曲线以1h为单位进行划分，划分为24等分，记电价弹性系数矩阵为E，i时刻的电价为ρ_i；对目标日负荷曲线运用弹性系数矩阵E进行削峰填谷，对价格作用后高峰时段的负荷进行可中断负荷的切负荷寻优，制定损失最小的切负荷方案。

本发明为了聚集足够有效的需求侧资源，需求响应市场要针对用户的响应特性细分类型。在需求常规分类中按电价分为农业、居民、工商业用电，按行业分为冶金、轻工、制造、化工用电等，但仅研究这些传统售电对象容易造成市场评价、电价制定、需求侧管理等方面决策偏差。用户的日负荷曲线含有反映负荷构成特性的丰富信息，采用模糊均值C算法对负荷曲线进行分析，对于制定合理的需求侧策略有着重要的指导意义。聚类算法计算时，使用的24个特征值为日负荷24h的功率采样值，对同一负荷的不同日负荷曲线进行聚类比较，配合对负荷基本性质的了解以深入挖掘负荷的可调度容量。聚类中心即为欧式距离较近的负荷曲线的模型。

实际生产中，电网公司调度部门利用负荷预测工具评估出配电线路在未来一天的负荷水平及过载程度后，可以根据各时段的负荷水平高低，利用电力需求弹性，改变电价水平刺激用户在系统峰时段少用电，谷时段多用电，从而实现对配电线路过载的预防和控制，降低整体过载程度，增加电网的安全性。

对目标日负荷曲线运用弹性系数矩阵E进行削峰填谷的通过下述方法实现：

（a1）根据经济学原理中的需求定理可以知道，典型的需求曲线中，电价与用电量之间存在反向变动的关系，即用电量随电价的上升而减少，随着电价的下降而增加。

电力需求弹性反映了用电量的相对变动对电价相对变动的反映程度。因此，可定义某一时段t的电力需求价格弹性系数ε_t如式（1）所示：