分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法，包括：对分布式发电系统或微电网及区域内所有电力用户进行详细的电力需求、用电情况及参与保险意愿等调研，将整个区域划分为若干个电能质量层级子区域；对各层级子区域分别布置电能质量监测装置，获取其电能质量各单项指标数据；采用一种基于模糊一致性判断矩阵的改进AHP法和灰色理论建立综合评价体系，得到各子区域的电能质量综合评估等级指标；拟合各层级子区域电力用户总费用的各组成项与电能质量综合评估等级的关系，构建电力用户意愿支付函数；结合质量保险理论，构建系统运营方的利润函数；构建电能按质定价模型，获得各层级子区域电力用户向系统运营方支付的电价水平。
【技术实现步骤摘要】
分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法
本专利技术涉及一种分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法，属电气工程和电能定价机制领域。
技术介绍
随着世界能源和环境问题的日益严峻，大力发展分布式发电系统和微电网是实现未来能源可持续发展的必然趋势。但分布式发电系统和微电网中含有多种微源，具有随机性强、波动大等特点，而且包含大量电力电子装置，其运行面临较严重的电能质量问题。而电能质量问题将导致电气环境污染、威胁系统安全运行、降低能量效率、损坏用户设备等严重后果。大力发展分布式发电系统和微电网、提高电能质量是推动新能源发电事业可持续发展的两个重要内容。一方面，随着电能质量治理水平的不断提高，诸如电能质量控制中心等先进技术得以应用，未来分布式发电系统和微电网中实现电能质量的用户定制成为可能。另一方面，随着电力市场化发展等电力改革的不断推进，电能质量的优劣将直接影响分布式发电系统和微电网能否被允许并网，根据质量等级进行合理的按质定价成为重要的趋势。分布式发电系统和微电网区域中，电力用户所需要担负的电能费用不仅和系统发电成本有关，也和其定制的质量等级以及电能质量的治理成本密切相关。系统运营方向电力用户收取电能费用前，应首先对电力用户的质量需求及用电成本进行调研，并实现系统本身电能质量的合理评估，若未达到电力用户的质量要求，则根据用户需求对该处进行质量治理。目前，已有相关成果主要集中在电能质量综合评估技术的研究方面：申请号为200810020219.2、200910045003.6、201210196636.9、201110206251.1、201110445808.7和201310664699.7等专利技术专利申请书分别从物元法、层次分析法、模糊算法、突变决策模型、灰色加权关联分析算法等不同技术路线提出多种电能质量综合评估方法，但其基本为针对普通电网电能质量综合评估的研究，未能充分考虑分布式发电系统和微电网在指标特征、权重排序、用户需求、层级划分等多方面的特殊性，而且，均未涉及电能的按质定价问题。同时，目前针对分布式发电系统和微电网的按质定价方法的研究尚不多。本专利技术专利针对分布式发电系统和微电网中不同电力用户具有不同的电能质量等级需求特性，提出一种融合电能质量综合评估技术和质量保险理论的电能按质定价方法，从而可为电力市场情境下系统运营方和用户方合理地协商确定分级电价提供有效依据。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对目前分布式发电系统和微电网缺乏与其电能质量水平关联的合理定价机制缺陷，提出一种融合电能质量综合评估技术和质量保险理论的电能按质定价方法，能满足兼顾电能质量合理评价、用户质量需求定制、电能质量治理成本、分布式发电系统和微电网运行经济优化等多方面的要求。为解决上述目的所需的技术问题，针对分布式发电系统和微电网的运行管理，本专利技术提出一种融合了电能质量综合评估技术和质量保险理论的电能按质定价方法，包括步骤：1、对分布式发电系统或微电网运营方及区域内所有电力用户进行详细的电力需求、用电效益情况、参与保险意愿等多个方面的详细调研，并根据调研结果将整个区域合理划分为N个电能质量层级子区域；各电能质量层级可记为qi(i＝1,2,...,N)，层级越高表示该子区域用户对电能质量水平的需求越高。2、对各层级子区域分别布置电能质量监测装置，获取其电能质量各单项指标数据，并将各监测装置所获信息汇集至分布式发电系统或微电网电能质量监控中心。3、根据所得电能质量各单项指标数据，采用一种基于模糊一致性判断矩阵的改进层次分析法(AHP)和灰色理论建立综合评价体系，得到各子区域的电能质量综合评估等级指标。其具体步骤又可细分为：步骤301，根据实际情况合理选择n个电能质量单项指标集合，建立综合评估的多指标体系，并实现各指标的归一化处理和等级界线划分。步骤302，采用0.1～0.9标度法，并通过专家打分建立模糊一致性判断矩阵G＝(gij)n×n，通过式子eij＝gij/gji将其转化为正互反矩阵E＝(eij)n×n，并输入误差限制ε和最大迭代次数M，进而采用几何平均法和迭代计算方法求得满足精度要求的权重排序向量W＝(wi)n。步骤303，通过灰色理论求取关联度矩阵(设有m个样本)：①构建初始样本指标矩阵B＝(bij)n×m；②通过式子将样本数据无量纲化，得到矩阵X＝(xij)n×m；③通过式子(i＝2,3,...m；k＝1,2,...n)计算关联系数，并得到关联矩阵Y＝(yij)n×(m-1)，其中：Δi(k)＝|xki-x1i|，ρ＝0.5，步骤304，通过式子λ＝10×(W*Y)，得到电能质量综合评估指标数据并取整为电能质量等级qi(i∈[1,10])。4、根据步骤1中相关调研数据，拟合各层级子区域电力用户总费用CTi的各组成项与电能质量综合评估等级qi的关系，主要包括：用户电能基本费用CB、各层级平均质量治理费用CZi和各层级用户平均电能使用费用CUi。CB可设为常数，CZi和CUi可分别基于调研数据进行数据拟合：①CZi与用户定制质量等级和实际质量等级之间的等级差Δqi的关系基本符合正相关的二次函数关系②CUi与电能质量层级qi的关系基本符合负相关的二次函数关系因系统中电能质量等级设定为非连续的分层分级分布，可将上述拟合特性曲线按电能质量层级qi离散化。设为电力用户总费用CTi曲线的最小值段，q*为处对应的电能质量等级。以电力用户最经济用电角度考虑，q*应该是电力用户最意愿选择的电能质量等级，而当该子区域实际供电质量等级为qi时，其意愿支付函数Pi可表示为Pi＝min(CB+CZi+CUi)-CUi(3)5、从分布式发电系统或微电网运营方角度出发，综合考虑发电成本、基本电价、质量治理费用、保险赔偿等各种因素构建系统利润函数其中，Qi为qi层级电力用户的实际电能使用总量；Ri为不考虑保险因素时qi层级的基本电价；ci为qi层级电力用户是否参保选择系数，参保时ci＝1，否则ci＝0；di为qi层级电力用户参保金额比例系数，以百分比值表示；CG表示系统实际平均发电成本，其值可通过调研确定；Si为qi层级参保用户的退还保险金，可表示为00,Δqi≤0---(5)]]>其中，Ki1、Ki2为赔偿系数。6、以系统运营方利润最大化为目标，以分布式发电系统或微电网中各qi层级电力用户的净效用剩余量Ui＝Pi-Ri为约束，构建分布式发电系统或微电网电能按质定价优化模型...
【技术保护点】
一种分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法，包括如下步骤： 步骤1、对分布式发电系统或微电网运营方及区域内所有电力用户进行详细的电力需求、用电效益情况、参与保险意愿等多个方面的详细调研，并根据调研结果将整个区域合理划分为N个电能质量层级子区域；各电能质量层级可记为qi(i＝1,2,...,N)，层级越高表示该子区域用户对电能质量水平的需求越高； 步骤2、对各层级子区域分别布置电能质量监测装置，获取其电能质量各单项指标数据，并将各监测装置所获信息汇集至分布式发电系统或微电网电能质量监控中心； 步骤3、根据所得电能质量各单项指标数据，采用一种基于模糊一致性判断矩阵的改进层次分析法(AHP)和灰色理论建立综合评价体系，得到各子区域的电能质量综合评估等级指标。其具体步骤又可细分为： 步骤301，根据实际情况合理选择n个电能质量单项指标集合，建立综合评估的多指标体系，并实现各指标的归一化处理和等级界线划分； 步骤302，采用0.1～0.9标度法，并通过专家打分建立模糊一致性判断矩阵G＝(gij)n×n，通过式子eij＝gij/gji将其转化为正互反矩阵E＝(eij)n×n，并输入误差限制ε和最大迭代次数M，进而采用几何平均法和迭代计算方法求得满足精度要求的权重排序向量W＝(wi)n； 步骤303，通过灰色理论求取关联度矩阵(设有m个样本)： ①构建初始样本指标矩阵B＝(bij)n×m； ②通过式子将样本数据无量纲化，得到矩阵X＝(xij)n×m；③通过式子(i＝2,3,...m；k＝1,2,...n)计算关联系数，并得到关联矩阵Y＝(yij)n×(m‑1)，其中：Δi(k)＝|xki‑x1i|，ρ＝0.5， 步骤304，通过式子λ＝10×(W*Y)，得到电能质量综合评估指标数据并取整为电能质量等级qi(i∈[1,10]) 步骤4、根据步骤1中相关调研数据，拟合各层级子区域电力用户总费用CTi的各组成项与电能质量综合评估等级qi的关系，主要包括：用户电能基本费用CB、各层级平均质量治理费用CZi和各层级用户平均电能使用费用CUi；CB可设为常数，CZi和CUi可分别基于调研数据进行数据拟合： ①CZi与用户定制质量等级和实际质量等级之间的等级差Δqi的关系基本符合正相关的二次函数关系 ②CUi与电能质量层级qi的关系基本符合负相关的二次函数关系 如图2所示，因系统中电能质量等级设定为非连续的分层分级分布，可将上述拟合特性曲线按电能质量层级qi离散化。设为电力用户总费用CTi曲线的最小值段，q*为处对应的电能质量等级。以电力用户最经济用电角度考虑，q*应该是电力用户最意愿选择的电能质量等级，而当该子区域实际供电质量等级为qi时，其意愿支付函数Pi可表示为Pi＝min(CB+CZi+CUi)‑CUi (3) 步骤5、从分布式发电系统或微电网运营方角度出发，综合考虑发电成本、基本电价、质量治理费用、保险赔偿等各种因素构建系统利润函数 其中，Qi为qi层级电力用户的实际电能使用总量；Ri为不考虑保险因素时qi层级的基本电价；ci为qi层级电力用户是否参保选择系数，参保时ci＝1，否则ci＝0；di为qi层级电力用户参保金额比例系数，以百分比值表示；CG表示系统实际平均发电成本，其值可通过调研确定；Si为qi层级参保用户的退还保险金，可表示为 其中，Ki1、Ki2为赔偿系数。 步骤6、以系统运营方利润最大化为目标，以分布式发电系统或微电网中各qi层级电力用户的净效用剩余量Ui＝Pi‑Ri为约束，构建分布式发电系统或微电网电能按质定价优化模型 求解该优化模型，可得满足按质定价原则的电能基本电价Ri，再结合用户参加保险情况，可最终获得各qi层级用户需向分布式发电系统或微电网运营方支付的电价水平 。...
【技术特征摘要】
1.一种分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法，包括如下步骤：步骤1、对分布式发电系统或微电网运营方及区域内所有电力用户进行详细的电力需求、用电效益情况、参与保险意愿等多个方面的详细调研，并根据调研结果将整个区域合理划分为N个电能质量层级子区域；各电能质量层级可记为qi(i＝1,2,...,N)，层级越高表示该子区域用户对电能质量水平的需求越高；步骤2、对各层级子区域分别布置电能质量监测装置，获取其电能质量各单项指标数据，并将各监测装置所获信息汇集至分布式发电系统或微电网电能质量监控中心；步骤3、根据所得电能质量各单项指标数据，采用一种基于模糊一致性判断矩阵的改进层次分析法AHP和灰色理论建立综合评价体系，得到各子区域的电能质量综合评估等级指标；其具体步骤又可细分为：步骤301，根据实际情况合理选择n个电能质量单项指标集合，建立综合评估的多指标体系，并实现各指标的归一化处理和等级界线划分；步骤302，采用0.1～0.9标度法，并通过专家打分建立模糊一致性判断矩阵G＝(gij)n×n，通过式子eij＝gij/gji将其转化为正互反矩阵E＝(eij)n×n，并输入误差限制ε和最大迭代次数M，进而采用几何平均法和迭代计算方法求得满足精度要求的权重排序向量W＝(wi)n；步骤303，设有m个样本，通过灰色理论求取关联度矩阵：①构建初始样本指标矩阵B＝(bij)n×m；②通过式子将样本数据无量纲化，得到矩阵X＝(xij)n×m；③通过式子(i＝2,3,...m；k＝1,2,...n)计算关联系数，并得到关联矩阵Y＝(yij)n×(m-1)，其中：Δi(k)＝|xki-x1i|，ρ＝0.5，步骤304，通过式子λ＝10×(W*Y)，得到电能质量综合评估指标数据并取整为电能质量等级qi(i∈[1,10])；步骤4、根据步骤1中相关调研数据，拟合各层级子区域电力用户总费用CTi的各组成项与电能质量综合评估等级qi的关系，主要包括：用户电能基本费用CB、各层级平均质量治理费用CZi和各层级用户平均电能使用费用CUi；CB可设为常数，CZi和CUi可分别基于调研数据进行数据拟合：①CZi与用户定制质量等级和实际质量等级之间的等级差Δqi的关系基本符合正相关的二次函...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁国庆，唐海定，黄耀波，王强，谢志云，余子文，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。