一种激励型需求响应下的用户响应可靠性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种激励型需求响应下的用户响应可靠性评估方法，是按如下步骤进行：1获取居民用户的历史用电数据和电网给定的用电负荷曲线；2建立用户的响应行为模型，利用最小二乘法计算用户的响应行为模型参数；3制定单一用户响应的可靠性指标，利用主成分分析法将单一用户响应的可靠性指标标准化；4结合用户总体的响应行为模型和响应可靠性指标，预测下一次响应的用户负荷曲线，计算用户响应的可靠性。本发明专利技术通过研究在不同激励对用户响应的影响，建立了激励政策下的用户响应行为模型，并根据历史数据求解响应行为模型参数，从而对用户的响应结果进行评价，进而为电网的需求响应政策提供依据和参考。

【技术实现步骤摘要】
一种激励型需求响应下的用户响应可靠性评估方法
本专利技术涉及响应可靠性评估领域，具体涉及用户响应的负荷预测和响应的可靠性评估方法。
技术介绍
随着经济的发展，用户的用电量持续增长，用电需求的增加推进了电力体制的改革；电力需求响应通过电价信号或激励政策使用户主动改变原有的用电习惯，以此来改善负荷曲线，起到削峰填谷的目的。目前，江苏电网已经在示范区开展需求响应的工作，通过负荷集成商向用户下发响应信号，并通过安装智能电表获得用户的用电数据。对于用户的响应行为，国内外已有部分学者研究，主要方法有基于价格弹性矩阵，消费者心理学原理和基于统计学原理。价格弹性矩阵和基于消费者心理学原理是研究分时电价下用户的响应行为模型，通过改变电价来改变用户的用电方式，但分时电价不适用于国内的需求响应政策，基于统计学原理需要获取足够的历史响应负荷数据。此外实施需求响应政策后需要对响应的结果进行评价，目前国内外很少有关于响应可靠性的研究和相关的响应可靠性指标，因此研究用户的响应行为和响应可靠性十分必要。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种激励型需求响应下的用户响应可靠性评估方法，以期能根据不同激励对用户响应的影响，建立相应激励政策下的用户响应行为模型，并根据历史数据求解响应行为模型参数，从而对用户的响应结果进行评价，进而为电网的需求响应政策提供依据和参考。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：本专利技术一种激励型需求响应下的用户响应可靠性评估方法的特点是按如下步骤进行；步骤一、获取居民用户的历史用电数据，包括：用户第n次响应当天的前x天的用电负荷数据、用户前n-1次响应时的日负荷数据和最大响应日负荷数据；获取电网给定的用电负荷曲线，包括：用户前n-1次响应时电网给定的用电负荷数据、电网对用户响应激励政策的相关参数；步骤二、建立用户的响应行为模型，利用最小二乘法计算用户的响应行为模型参数：步骤2.1、利用式(1)建立激励政策下的用户的响应行为模型：式(1)中：R为用户总体的响应程度，K为响应的收益率，cK为响应行为模型的线性区斜率，Rmax为用户总体响应的最大值，Kmin和Kmax分别为用户响应行为模型的死区阈值和饱和区阈值；步骤2.2、将一天中电网要求用户响应的时间区间分为h个响应时段，共有k个用户参与响应，则根据用户第n次响应当天的前x天的负荷数据，利用式(2)计算第n次响应当天第i个用户在第t个响应时段的基准功率P0(n),i(t)，从而得到第n次响应当天第i个用户在所有h个响应时段的基准功率{P0(n),i(1),P0(n),i(2),…,P0(n),i(t),…,P0(n),i(h)}，进而得到第n次响应当天k个用户在所有h个响应时段的基准功率1≤i≤k，1≤t≤h：式(2)中，P0(n),i(-d,t)为第n次响应当天第i个用户在前d天当天的第t个响应时段的实际功率；步骤2.3、利用式(3)计算第n次响应当天用户总体在第t个响应时段的基准功率P0(n)(t)，从而得到第n次响应当天用户总体在所有h个响应时段的基准功率{P0(n)(1),P0(n)(2),…,P0(n)(t),…,P0(n)(h)}：步骤2.4、根据第n次响应当天所有h个响应时段用户总体的基准功率、电网给定的用电标准负荷功率和用户的最大响应负荷功率，利用式(4)计算第n次响应当天第t个响应时段用户总体的标准响应程度αb(n)(t)，从而得到第n次响应当天所有h个响应时段的标准响应程度{αb(n)(1),αb(n)(2),…,αb(n)(t),…,αb(n)(h)}：式(4)中：Pb(n)(t)为第n次响应当天第t个响应时段电网给定的用电负荷功率；Pmax(n)(t)为第n次响应当天第t个响应时段用户的最大响应负荷功率；步骤2.5、根据前n次响应中每次响应当天用户的实际负荷数据，利用式(5)计算第m次响应当天第t个响应时段用户总体的实际响应程度α(m)(t)，从而得到第m次响应当天所有h个响应时段用户总体的实际响应程度{α(m)(1),α(m)(2),…,α(m)(t),…,α(m)(h)}，进而得到前n次响应中每次响应当天所有h个响应时段用户总体的实际响应程度1≤m≤n：式(5)中：P(m)(t)为第m次响应当天第t个响应时段用户总体的实际功率，P0(m)(t)为第m次响应当天第t个响应时段用户总体的基准功率；Pmax(m)(t)为第m次响应当天第t个响应时段用户总体的最大响应负荷；步骤2.6、利用式(5)计算第m次响应当天用户总体的标准平均响应程度从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的标准平均响应程度步骤2.7、利用式(7)计算第m次响应当天用户总体的平均响应程度从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的平均响应程度步骤2.8、利用式(8)计算第m次响应当天用户总体的响应完成度R(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的响应完成度{R(1),R(2),…,R(m),…,R(n)}：步骤2.9、利用式(9)计算第m次响应当天用户总体的最大响应完成度Rmax(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的最大响应完成度{Rmax(1),Rmax(2),…,Rmax(m),…,Rmax(n)}：步骤2.10、利用式(10)计算第m次响应当天用户总体的响应完成率L(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的响应完成率{L(1),L(2),…,L(m),…,L(n)}：步骤2.11、利用式(11)计算第m次响应当天的响应收益率K(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天的响应收益率{K(1),K(2),…,K(m),…,K(n)}：式(11)中：αmin(m)表示第m次响应当天激励政策奖励的响应程度起始阈值，αmid(m)表示第m次响应当天激励政策奖励的响应程度中间值，αmax(m)表示第m次响应当天激励政策奖励的响应程度饱和阈值；k1(m)表示第m次响应当天激励政策奖励线性区间(αmin(m),αmid(m))的斜率，k2(m)表示第m次响应当天激励政策奖励线性区间(αmid(m),αmax(m))的斜率；步骤2.12、利用式(12)计算前n－1次响应的响应完成度和响应收益率的均值步骤2.13、利用式(13)计算响应行为模型参数的线性区斜率c和死区阈值Kmin；步骤三、制定用户响应的可靠性指标，利用主成分分析法将响应的可靠性指标标准化：步骤3.1、利用式(14)计算第n次响应当天第t个响应时段的响应权重系数b(n)(t)，从而计算所有h个响应时段的响应权重系数{b(n)(1),b(n)(2),…,b(n)(t),…,b(n)(h)}：步骤3.2、利用式(15)计算第n次响应当天第i用户第t个响应时段的响应率从而获得第n次响应当天所有k个用户第t个响应时段的响应率进而获得第n次响应当天所有k个用户的所有h个响应时段的响应率式(15)中：计算第n次响应当天第i个用户的第t个响应时段的响应率；步骤3.3、利用主成分分析法将用户的响应可靠性指标标准化；步骤3.3.1、利用式(16)计算第n次响应当天第t个响应时段用户响应率的均值从而获得第n次响应当天所有h个响应时段的用户响应率的均值步骤3.3.2、利用式(17)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激励型需求响应下的用户响应可靠性评估方法，其特征是按如下步骤进行；步骤一、获取居民用户的历史用电数据，包括：用户第n次响应当天的前x天的用电负荷数据、用户前n‑1次响应时的日负荷数据和最大响应日负荷数据；获取电网给定的用电负荷曲线，包括：用户前n‑1次响应时电网给定的用电负荷数据、电网对用户响应激励政策的相关参数；步骤二、建立用户的响应行为模型，利用最小二乘法计算用户的响应行为模型参数：步骤2.1、利用式(1)建立激励政策下的用户的响应行为模型：

【技术特征摘要】
1.一种激励型需求响应下的用户响应可靠性评估方法，其特征是按如下步骤进行；步骤一、获取居民用户的历史用电数据，包括：用户第n次响应当天的前x天的用电负荷数据、用户前n-1次响应时的日负荷数据和最大响应日负荷数据；获取电网给定的用电负荷曲线，包括：用户前n-1次响应时电网给定的用电负荷数据、电网对用户响应激励政策的相关参数；步骤二、建立用户的响应行为模型，利用最小二乘法计算用户的响应行为模型参数：步骤2.1、利用式(1)建立激励政策下的用户的响应行为模型：式(1)中：R为用户总体的响应程度，K为响应的收益率，cK为响应行为模型的线性区斜率，Rmax为用户总体响应的最大值，Kmin和Kmax分别为用户响应行为模型的死区阈值和饱和区阈值；步骤2.2、将一天中电网要求用户响应的时间区间分为h个响应时段，共有k个用户参与响应，则根据用户第n次响应当天的前x天的负荷数据，利用式(2)计算第n次响应当天第i个用户在第t个响应时段的基准功率P0(n),i(t)，从而得到第n次响应当天第i个用户在所有h个响应时段的基准功率{P0(n),i(1),P0(n),i(2),…,P0(n),i(t),…,P0(n),i(h)}，进而得到第n次响应当天k个用户在所有h个响应时段的基准功率式(2)中，P0(n),i(-d,t)为第n次响应当天第i个用户在前d天当天的第t个响应时段的实际功率；步骤2.3、利用式(3)计算第n次响应当天用户总体在第t个响应时段的基准功率P0(n)(t)，从而得到第n次响应当天用户总体在所有h个响应时段的基准功率{P0(n)(1),P0(n)(2),…,P0(n)(t),…,P0(n)(h)}：步骤2.4、根据第n次响应当天所有h个响应时段用户总体的基准功率、电网给定的用电标准负荷功率和用户的最大响应负荷功率，利用式(4)计算第n次响应当天第t个响应时段用户总体的标准响应程度αb(n)(t)，从而得到第n次响应当天所有h个响应时段的标准响应程度{αb(n)(1),αb(n)(2),…,αb(n)(t),…,αb(n)(h)}：式(4)中：Pb(n)(t)为第n次响应当天第t个响应时段电网给定的用电负荷功率；Pmax(n)(t)为第n次响应当天第t个响应时段用户的最大响应负荷功率；步骤2.5、根据前n次响应中每次响应当天用户的实际负荷数据，利用式(5)计算第m次响应当天第t个响应时段用户总体的实际响应程度α(m)(t)，从而得到第m次响应当天所有h个响应时段用户总体的实际响应程度{α(m)(1),α(m)(2),…,α(m)(t),…,α(m)(h)}，进而得到前n次响应中每次响应当天所有h个响应时段用户总体的实际响应程度式(5)中：P(m)(t)为第m次响应当天第t个响应时段用户总体的实际功率，P0(m)(t)为第m次响应当天第t个响应时段用户总体的基准功率；Pmax(m)(t)为第m次响应当天第t个响应时段用户总体的最大响应负荷；步骤2.6、利用式(5)计算第m次响应当天用户总体的标准平均响应程度从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的标准平均响应程度步骤2.7、利用式(7)计算第m次响应当天用户总体的平均响应程度从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的平均响应程度步骤2.8、利用式(8)计算第m次响应当天用户总体的响应完成度R(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的响应完成度{R(1),R(2),…,R(m),…,R(n)}：步骤2.9、利用式(9)计算第m次响应当天用户总体的最大响应完成度Rmax(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的最大响应完成度{Rmax(1),Rmax(2),…,Rmax(m),…,Rmax(n)}：步骤2.10、利用式(10)计算第m次响应当天用户总体的响应完成率L(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天用户总体的响应完成率{L(1),L(2),…,L(m),…,L(n)}：步骤2.11、利用式(11)计算第m次响应当天的响应收益率K(m)，从而得到前n次响应中每次响应当天的响应收益率{K(1),K(2),…,K(m),…,K(n)}：式(11)中：αmin(m)表示第m次响应当天激励政策奖励的响应程度起始阈值，αmid(m)表示第m次响应当天激励政策奖励的响应程度中间值，αmax(m)表示第m次响应当天激励政策奖励的响应程度饱和阈值；k1(m)表示第m次响应当天激励政策奖励线性区间(αmin(m),αmid(m))的斜率，k2(m)表示第m次响应当天激励政策奖励线性区间(αmid(m),αmax(m))的斜率；步骤2.12、利用式(12)计算前n－1次响应的响应完成度和响应收益率的均值步骤2.13、利用式(13)计算响应行为模型参数的线性区斜率c和死区阈值Kmin；步骤三、制定用户响应的可靠性指标，利用主成分分析法将响应的可靠性指标标准化：步骤3.1、利用式(14)计算第n次响应当天第t个响应时段的响应权重系数b(n)(t)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴红斌，任印泽，夏勇，陈振宇，栾开宁，杨世海，曹晓冬，
申请(专利权)人：合肥工业大学，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34