一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，立足电网、社会需求，将可靠、经济、环保作为衡量需求响应效果的三大指标。可靠性指标主要是衡量需求响应过程中用户的参与方式、响应时间和响应容量的可靠性程度；经济性指标主要是衡量实施需求响应单位响应容量成本和因需求响应事件所带来的电网峰谷差的减少；环保性指标主要是指实施需求响应后从环境污染物排放量和用户能耗等级来衡量。在指标计算中，对难以量化的指标以相对值或等级形式表示，易于理解、计算。在指标求解中，采用模糊综合分析方法，可以较好解决评估指标模糊、难以量化的问题，适用于不同电网的不同需求响应阶段。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法
本专利技术属于用电服务
，具体涉及一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法。
技术介绍
智能电网借助物联网、云计算、数据挖掘等新兴IT技术，通过智能量测、高效控制、高速通信等技术，灵活地管理、调度、整合需求侧资源，电力需求侧管理正从原来单纯依靠强制拉闹的限电方式转变为依靠电力电子及通信技术的负荷转移控制、可中断负荷控制以及最大需量控制，而需求响应正成为需求侧管理的研究热点。随着需求侧管理试点城市建设的不断推进，在不同激励、电价机制的作用下，需求响应正进入实际应用阶段。因需求侧资源具有类型复杂、特性各异、控制多样等特点,在事件中易出现响应指令难以及时准确接收、未能满足理想响应容量、响应速度未能满足调度要求等问题，导致实际结果与预期结果差距较大，这将给电网安全、稳定、运行带来极大挑战。类比于发电侧资源，如何衡量需求侧资源的可靠性、经济性和环保性成为电网面临的难题。需求响应效果评估的目标是从电网角度出发，对需求侧资源聚合作用下产生的削减曲线进行统一、全面的评价，其结果直接影响电网、用户的利益，甚至会影响需求响应的未来发展。因此，构建需求响应效果评估体系成为需求响应规模化应用亟需解决的难点。目前很多研究集中在如何评价用户需求响应潜力、激励机制、互动机理等方面，对需求响应效果评估指标及体系的研究较少。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，立足电网、社会需求，将可靠、经济、环保作为衡量需求响应效果的三大指标，并通过统一的计算方法来确保指标之间的可比性及累加性，最后以模糊综合评价法求解。本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，包括以下步骤：1)确定需求响应调度效果评价指标，所述指标包括可靠性指标、经济性指标和环保性指标；2)确定需求响应效果评价等级及评判集；将需求响应效果评价等级由高到低分为6级，定义为评判集，将所述步骤1)的每个指标分别设定6个量化区间，所述6个等级与每个指标6个量化区间一一相对应；3)确定需求响应效果评价因素集；4)确定单指标因素集的判断矩阵Rk,k＝1,2,3；5)确定需求响应效果评价因素集的权重系数矩阵；6)计算需求响应调度效果的模糊评估结果。前述的步骤1)中，所述可靠性指标包括响应方式可靠性指标Rtype、响应时间可靠性指标Rtime和响应容量可靠性指标Rcap，其中：响应方式可靠性指标Rtype是指通过自动响应方式参与需求响应调度的用户数占所有参与用户数的比例，计算公式如式(1)所示：其中，n为参与需求响应调度的用户总数；Ri(con)为第i个用户的控制标识，为0-1决策变量，当控制方式为自动响应方式时，Ri(con)＝1，否则Ri(con)＝0；响应时间可靠性指标Rtime是指实际调度容量超过理想调度容量80％的时间比例；响应容量可靠性指标Rcap是指在调度容量大于80％理想调度容量范围内，权重系数与调度容量比例的乘积。前述的步骤1)中，所述经济性指标包括单位响应容量成本Eunit和减少的电网峰谷差Egap，其中：单位响应容量成本Eunit是指某次事件下电网公司为需求侧单位响应容量所付出的成本，计算公式如下，其中，n为参与需求响应调度的用户总数，Ci(t)为第i个用户t时段的响应容量；为整个调度周期内第i个用户的响应容量的总量；pi为单位电量下电网给予的经济补偿；为需求侧产生的响应总容量；减少的电网峰谷差Egap是指在需求响应事件期内，因需求响应事件而导致电网峰谷差减少的比率，计算公式如下，其中，Pfor(max),Pfor(min)为事件未发生时预测的电网最大、最小负荷，P(max),P(min)为事件期内的电网最大、最小负荷。前述的步骤1)中，所述环保性指标包括减少的环境污染物排放量BC,N和用户能耗等级Blevel，其中：减少的环境污染物排放量BC,N是指因执行需求响应事件而减少的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化碳、二氧化硫、颗粒物和碳氢化物排放量，计算公式如下，其中，n为参与需求响应调度的用户总数，αj，j＝1,2,…,6为污染物排放量计算系数，α1为一氧化碳排放量计算系数、α2二氧化碳排放量计算系数、α3氮氧化碳排放量计算系数、α4二氧化硫排放量计算系数、α5颗粒物排放量计算系数、α6碳氢化物排放量计算系数，为响应总容量；用户能耗等级Blevel参考国家、省市、电网出台能耗指标考核标准，分为1级能耗、2级能耗和3级能耗，能耗水平依次升高。前述的步骤3)中，所述需求响应效果评价因素集分为两层：上层的综合评判因素集为：U＝{u1,u2,u3}＝{可靠性指标，经济性指标，环保性指标}，底层的单指标因素集分别为：u1＝{u11,u12,u13}＝{响应方式可靠性指标,响应时间可靠性指标,响应容量可靠性指标},u2＝{u21,u22}＝{单位响应容量成本,减少的电网峰谷差},u3＝{u31,u32}＝{减少的环境污染物排放量，用户能耗等级}。前述的步骤4)中，判断矩阵分别为：可靠性指标因素集的判断矩阵R1为：经济性指标因素集的判断矩阵R2为：环保性指标因素集的判断矩阵R3为：其中，行表示某单指标因素集的某个单因素，列表示该单因素的评价集的评价等级所占的份额。前述的步骤5)中，需求响应效果评价因素集的权重系数矩阵分别为：所述综合评判因素集权重系数矩阵为：A＝|a1a2a3|，且a1+a2+a3＝1；所述单指标因素集权重系数矩阵为：A1＝|a11a12a13|，且a11+a12+a13＝1，A2＝|a21a22|，且a21+a22＝1，A3＝|a31a32|，且a31+a32＝1，其中，a1,a2,a3为综合评判因素集U中各因素相对评判集的权重系数，A1，A2，A3分别为可靠性指标，经济性指标，环保性指标因素集权重系数矩阵，a11,a12,a13为单指标因素集U1中各因素相对评判集的权重系数，a21,a22为单指标因素集U2中各因素相对评判集的权重系数，a31,a32为单指标因素集U3中各因素相对评判集的权重系数。前述的步骤6)，计算需求响应调度效果的模糊评估结果，包括以下步骤：6-1)用复合运算求出单指标因素集Uk，k＝1,2,3的综合评判结果Bk：Bk＝Ak*Rk＝[bk1bk2...bk6]；其中，R1，R2，R3分别为可靠性指标因素集的判断矩阵，经济性指标因素集的判断矩阵，环保性指标因素集的判断矩阵,B1表示可靠性指标因素集的综合评判结果，B2表示经济性指标因素集的综合评判结果，B3表示环保性指标因素集的综合评判结果；6-2)首先求解综合评判因素集U的判断矩阵R：然后得到综合评判因素集U的最终综合评判结果B：B＝A*R＝[b1b2...b6]其中，b1，b2，b3，b4，b5和b6表示6个评判等级所占的份额；6-3)选取b1，b2，b3，b4，b5和b6中最大数值作为本次需求响应调度效果评价结果。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术综合考虑安全、可靠、经济、环保等多类因素，提出了具体的指标计算方式，以相对值方式确保指标的可比性和累加性，所需数据来源方便，易于理解，并通过模糊综合评价法求解，可计及不同的电网目标，具有应用对象广，适用性强的特点。附图说明图1是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于：包括以下步骤：1)确定需求响应调度效果评价指标，所述指标包括可靠性指标、经济性指标和环保性指标；2)确定需求响应效果评价等级及评判集；将需求响应效果评价等级由高到低分为6级，定义为评判集，将所述步骤1)的每个指标分别设定6个量化区间，所述6个等级与每个指标6个量化区间一一相对应；3)确定需求响应效果评价因素集；4)确定单指标因素集的判断矩阵Rk(k＝1,2,3)；5)确定评价因素集的权重系数矩阵；6)计算需求响应调度效果的模糊评估结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于：包括以下步骤：1)确定需求响应调度效果评价指标，所述指标包括可靠性指标、经济性指标和环保性指标；所述可靠性指标包括响应方式可靠性指标Rtype、响应时间可靠性指标Rtime和响应容量可靠性指标Rcap，其中：响应方式可靠性指标Rtype是指通过自动响应方式参与需求响应调度的用户数占所有参与用户数的比例，计算公式如下：其中，n为参与需求响应调度的用户总数；Ri(con)为第i个用户的控制标识，为0-1决策变量，当控制方式为自动响应方式时，Ri(con)＝1，否则Ri(con)＝0；响应时间可靠性指标Rtime是指实际调度容量超过理想调度容量80％的时间比例；响应容量可靠性指标Rcap是指在调度容量大于80％理想调度容量范围内，权重系数与调度容量比例的乘积；所述经济性指标包括单位响应容量成本Eunit和减少的电网峰谷差Egap，其中：单位响应容量成本Eunit是指某次事件下电网公司为需求侧单位响应容量所付出的成本，计算公式如下，其中，n为参与需求响应调度的用户总数，Ci(t)为第i个用户t时段的响应容量；为整个调度周期内第i个用户的响应容量的总量；pi为单位电量下电网给予的经济补偿；为需求侧产生的响应总容量；减少的电网峰谷差Egap是指在需求响应事件期内，因需求响应事件而导致电网峰谷差减少的比率，计算公式如下，其中，Pfor(max),Pfor(min)为事件未发生时预测的电网最大、最小负荷，P(max),P(min)为事件期内的电网最大、最小负荷；所述环保性指标包括减少的环境污染物排放量BC,N和用户能耗等级Blevel，其中：减少的环境污染物排放量BC,N是指因执行需求响应事件而减少的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化碳、二氧化硫、颗粒物和碳氢化物排放量，计算公式如下其中，n为参与需求响应调度的用户总数，为响应总容量，αj，j＝1,2,…,6为污染物排放量计算系数，其中，α1为一氧化碳排放量计算系数、α2二氧化碳排放量计算系数、α3氮氧化碳排放量计算系数、α4二氧化硫排放量计算系数、α5颗粒物排放量计算系数、α6碳氢化物排放量计算系数，用户能耗等级Blevel参考国家、省市、电网出台能耗指标考核标准，分为1级能耗、2级能耗和3级能耗，能耗水平依次升高；2)确定需求响应效果评价等级及评判集；将需求响应效果评价等级由高到低分为6级，定义为评判集，将所述步骤1)的每个指标分别设定6个量化区间，所述6个等级与每个指标6个量化区间一一相对应；3)确定需求响应效果评价因素集；4)确定单指标因素集的判断矩阵Rk,k＝1,2,3；5)确定需求响应效果评价因素集的权重系数矩阵；6)计算需求响应调度效果的模糊评估结果。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈璐，杨永标，徐石明，栾宁，李捷，薛璐，黄莉，颜盛军，谢敏，周静，
申请(专利权)人：国家电网公司，国电南瑞科技股份有限公司，南京南瑞集团公司，江苏省电力公司南京供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11