[发明专利]一种直接负荷控制方案评估及甄选方法

摘要

本发明公开了一种直接负荷控制方案评估及甄选方法。该方法包含以下步骤：（1）获取直接负荷控制方案，获得基线负荷与各个直接负荷控制方案实施后的负荷曲线；（2）计算各个方案的技术评估指标；（3）计算各个方案的经济评估指标；（4）计算各个方案的综合评估指标；（5）依据不同的控制策略进行方案甄选。本方法给出的直接负荷控制方案评估及甄选方法可以依据调控目标对多组直接负荷控制方案做出合理选择，为直接负荷控制方案的应用提供技术依据。

主权项

一种直接负荷控制方案评估及甄选方法，其特征在于：包括以下步骤：1)获取直接负荷控制方案；系统调度人员通过直接负荷控制优化算法获取多个直接负荷控制方案，包括基线负荷与各个直接负荷控制方案实施后的负荷曲线；2)计算各个方案的技术评估指标；各个方案的技术评估指标共7个，包含：a系统峰荷：直接负荷控制最基本的目的就是在系统高峰时降低峰荷，故将之作为首个评估指标，其计算公式如下：L_max＝max(L_new,t)   (1)其中L_new,t为直接负荷控制方案实施后的第t时段负荷值；b峰荷持续时间：这一指标主要计算高峰负荷持续的分钟数，指标中需要计算70％、80％、90％、99％的峰荷持续时间，从这4个数据的数值可以看出在经过直接负荷控制之后高峰负荷是否有向低谷转移的趋势；c负荷率：负荷率是指在规定时间(日、月、年)内的平均负荷与最大负荷之比的百分数，用来衡量在规定时间内负荷变动情况，以及考核电气设备的利用程度，其计算公式为：$L_{rate}=\frac{ave\left(L_{new,t}\right)}{max\left(L_{new,t}\right)}\×100\%---\left(2\right)$d最小负荷率：最小负荷率是指在规定时间(日、月、年)内的最小负荷与最大负荷之比的百分数，用来表示电气设备的最小利用情况，其公式为：$L_{min,rate}=\frac{\min \left(L_{new,t}\right)}{max\left(L_{new,t}\right)}\×100\%---\left(3\right)$e负荷变化率：负荷的均值e反映了负荷的集中程度，负荷的标准差s反映了负荷的分散程度，而负荷标准差与均值之比s/e，则反映出负荷分散程度的相对大小。这个比值在概率统计中称为变异系数，定义：负荷的标准差与负荷的均值之比为负荷变化率。通常情况下，用百分数表示，即：$L_{change,rate}=\frac{s\left(L_{new,t}\right)}{ave\left(L_{new,t}\right)}\×100\%---\left(4\right)$f峰谷差：峰谷差是考量负荷特性是否优良的重要指标，定义如下：L_PtoV＝max(L_new,t)‑min(L_new,t)   (5)g峰谷差率：峰谷差率是指在规定时间(日、月、年)内的峰谷差与最大负荷之比的百分数，定义如下：$L_{PtoV,rate}=\frac{L_{PtoV}}{max\left(L_{new}\right)}\×100\%---\left(6\right)$3)计算各个方案的经济评估指标；各个方案的经济评估指标共7个，包含：a用户购电支出：用户根据分时电价购买电力的支出，定义如下：$C_{user,ele}=\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}(L_{new,t}\×P_{TOU,t})---\left(7\right)$其中P_TOU,t为第t时段的分时电价值；b用户直接负荷控制收益：由于实行直接负荷控制用户收到的补偿W_user,DLC；c用户购电单价：用户购买电能的等效价格，定义如下：$P_{user,ele}=\frac{\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}(L_{new,t}\×P_{TOU,t})-W_{user,DLC}}{\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{L}_{new,t}}---\left(8\right)$d电网直接负荷控制支出：由于实行直接负荷控制电网支出的费用C_grid,DLC，数值同用户直接负荷控制收益；e电网售电收益：电网按市场出清电价买回电能，按分时电价售出所得到的收益，定义如下：$W_{grid,ele}=\underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}(L_{new,t}\×(P_{DA,t}-P_{TOU,t}\left)\right)---\left(9\right)$其中P_DA,t为第t时段的市场出清电价值；f电网售电单价：电网出售电能的等效价格，定义如下：$P_{grid,ele}=\frac{W_{grid,ele}-C_{grid,DLC}}{\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{L}_{new,t}}---\left(10\right)$g用户满意度：直接负荷控制的实行势必会影响到用户的用电满意度，用户作为电力市场的参与主体，在选择直接负荷控制方案时必须考虑其用电满意度的高低，对于第k组负荷，其在第t时段的受控(中断负荷)和非受控(正常供电)时间分别记为T_off,k,t和T_on,k,t，计算公式为：T_on,k,t＝(T_on,k,t‑1+(1‑s_k,t)△t)(1‑s_k,t)   (11)T_off,k,t＝(T_off,k,t‑1+s_k,t△t)s_k,t   (12)s_k,t为第t时段第k组负荷是否被控制(即中断供电)的0‑1决策变量，由模糊集理论知，可以采用用户的受控时间与非受控时间来分别建立模糊隶属度函数，再用两函数相结合来表征用户满意度，可以得出第t时段第k组负荷的用户连续受控满意度、连续供电满意度和综合满意度分别为：$U_{off,k,t}=\left\{\begin{array}{cc}1& 0\≤T_{off,k,t}\≤T_{off,k,best}\\ \frac{T_{off,k,\max }-T_{off,k,t}}{T_{off,k,\max }-T_{off,k,best}}& T_{off,k,best}\<T_{off,k,t}\≤T_{off,k,\max }\\ 0& T_{off,k,t}\>T_{off,k,\max }\end{array}\right.---\left(13\right)$$U_{on,k,t}=\left\{\begin{array}{cc}0& 0\≤T_{on,k,t}\≤T_{on,k,\min }\\ \frac{T_{on,k,t}-T_{on,k,\min }}{T_{on,k,best}-T_{on,k,\min }}& T_{on,k,\min }\<T_{on,k,t}\≤T_{on,k,best}\\ 1& T_{on,k,t}\>T_{on,k,best}\end{array}\right.---\left(14\right)$U_k,t＝s_k,tU_off,k,t+(1‑s_k,t)U_on,k,t   (15)其中t_off,k,max为用户k的最大连续受控时间，t_off,k,best为用户k的最佳连续受控时间，t_on,k,min为用户k的最小连续运行时间，t_on,k,best为用户k的最佳连续运行时间；在整个研究时段T内，第k组负荷用户的综合满意度U_k为：$U_k=\frac{1}{T}\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{U}_{k,t}---\left(16\right)$在研究时段T内，所有参与直接负荷控制项目的负荷组的平均用户综合满意度F_user,DLC为：$F_{user,DLC}=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{U}_k---\left(17\right)$4)计算各个方案的综合评估指标；选择经济技术指标中比较重要的六项指标，组合成为综合评估指标；选择的六项指标分别为：系统峰荷、负荷率、负荷变化率、峰谷差、用户购电单价和用户满意度；5)依据不同的控制策略进行方案甄选；评估指标采用打分的形式，总分S_sum的计算公式如下：$S_{sum}=\underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{S}_i\×D_i---\left(18\right)$其中S_i为系统峰荷、负荷率、负荷变化率、峰谷差、用户购电单价和用户满意度的单项分数，该分数需要根据不同的直接负荷控制策略进行制定，但各个单项总分数之和为满分100分；D_i为六个单项指标的折扣系数，当六个指标处于不同等级时折扣系数在0％～100％区间内波动。根据不同策略的分数分配以及折扣系数对所有的直接负荷控制方案进行打分评估，依据控制策略的不同选取最优的直接负荷控制方案。