[发明专利]一种柔性负荷可调区间预测方法及装置

说明书

本发明涉及一种柔性负荷可调区间预测方法及装置，该方法是基于非侵入式负荷分解技术和用户用能行为分析提出的。用非电量信息预测出柔性负荷在统计学意义上的可调区间，再考虑柔性负荷只有在开启时才具有可调能力的实际情况，利用非侵入式的方法辨识柔性负荷的实际启停状态，结合统计意义上的可调区间，可以预测出具有实际意义的柔性负荷可调区间。有如下优点：1.柔性负荷预测区间更新速度快，可以帮助调度部门做到分钟级的控制；2.对于柔性负荷的监测不需要额外安装检测设备，在保护用户隐私的同时也做到了节约人力物力财力；3.运算速度快，可以实现在线应用。

技术领域

本发明涉及一种柔性负荷可调区间预测方法及装置，该方法是基于非侵入式负荷分解技术和用户用能行为分析提出的。

背景技术

新能源的大规模接入和电力信息化的全面发展给电力行业的发展提供了新的思路和挑战。目前新能源的大规模接入电网会带来许多问题，如带来功率波动，影响电网的稳定性。以风电为例，2013年吉林和甘肃弃风率高达20％，风电并网与消纳一直是制约风电发展的世界性难题，在我国，风电并网与消纳问题尤其突出。根据新能源的发电情况实时的在用户侧进行优化调度可以缓解新能源并网带来的功率波动，而大数据的挖掘可以应用于这个过程之中：通过大数据预测出用户侧柔性负荷的可调范围，以此为依据，对主网的运行进行调控。目前我国对于电力大数据的利用程度有限，电力大数据的应用场景大多数是对故障发生进行预测和在营销方面提供指导策略，而大数据在用户需求侧响应方面的研究尚少。考虑到用户隐私等原因，非侵入式负荷监测是监测用户状态的最佳方法，基于此类大数据的用能行为分析可以提高用户侧控制的精度，鉴于此，本发明开展非侵入式负荷辨识研究，深入分析用户用能行为，深度挖掘用户侧的可调性柔性负荷可调区间，从而为电网的调度提供理论依据。

发明内容

本发明主要解决现有技术存在的问题，提出了一种结合非侵入式负荷分解和关联规则挖掘的柔性负荷可调区间预测模型。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

用非电量信息预测出柔性负荷在统计学意义上的可调区间，再考虑柔性负荷只有在开启时才具有可调能力的实际情况，利用非侵入式的方法辨识柔性负荷的启停状态，结合统计意义上的可调区间，预测出具有实际意义的柔性负荷可调区间。流程图如图1所示。

一种柔性负荷可调区间预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，进行非侵入式负荷状态辨识，具体是通过智能电表监测有功功率变化，当有功功率的增量处于事先调研得到的柔性负荷开启时的有功功率变化区间内，就认为该时刻负荷开启，当有功功率的减量处于柔性负荷关闭时的有功功率变化区间内就认为该时刻负荷关闭；

步骤2，进行关联规则分析，具体是利用Apriori关联规则挖掘算法得到时间序列和柔性负荷启停的定量关系，利用步骤1的非侵入式负荷辨识出的柔性负荷启停序列和事件序列进行Apriori关联规则，得到事件之间的相关度和置信度；

步骤3，进行区间预测，具体是基于改进条件密度函数预测柔性负荷的可调区间，将Apriori算法的输出结果应用于条件分布函数及其期望之中，可以得到统计意义上的负荷未来的功率区间，结合空调的实际开启情况才能得到真正具有现实意义的可调区间预测模型，将空调的实际开启情况与统计意义的功率区间结合起来便可以得到柔性负荷的可调区间预测结果；本发明可以给居民柔性负荷的调控提供更加精确的判断依据。

在上述的一种柔性负荷可调区间预测方法，所述的步骤1中，辨识负荷状态的具体操作方法如下：

步骤1.1，在入户安设测量装置；该测量装置可以采集入户端的总功率，总电压，总电流电气量；本发明所用到的数据来源是UCI(University of California Irvine)提供的数据库，其测量装置为智能电表；