一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法。执行价格机制的电力需求响应，用户的用电量受价格机制和不确定性因素影响，不确定性因素包括不确定性内部因素和不确定性外部因素，构建用电量电价弹性矩阵、用电量内因弹性矩阵和用电量外因弹性矩阵，并利用三个矩阵计算获得执行需求响应机制后的耗电量。本发明专利技术方法将多重不确定性与电量电价弹性矩阵统一表示，便于指导电力系统中需求响应的电量预测和电价制定工作。

An estimation method of power consumption Considering Uncertain electricity price elasticity matrix

The invention discloses a power consumption estimation method taking into account the uncertain electricity price elasticity matrix. Executive power demand price mechanism in response to user's electricity price mechanism and influence factors of uncertainty, uncertainty factors including uncertainty of internal factors and external factors of uncertainty, with the construction of electricity price elasticity matrix, internal elastic matrix and the electricity use of external elastic matrix, and calculate the execution power consumption demand response mechanism after using three matrix. The method of the invention combines the multiple uncertainties and the electricity price elasticity matrix, which is convenient for guiding the power demand prediction and the electricity price formulation in the power system.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法
本专利技术涉及一种电网用户耗电量的计算方法，特别是涉及了一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法。
技术介绍
以风能和太阳能为代表的新能源发电具有间歇性和波动性，随着新能源在电力系统中发电比例的提高，仅依靠传统发电机组实现电力供需平衡已经不能满足系统需求。电力需求响应是通过负荷的主动行为，帮助系统实现平衡，当系统供电不足时削减负荷，当系统供电充裕时增加负荷。价格机制是实现负荷参与需求响应的主要市场手段，电量电价弹性矩阵可以清晰的表示出耗电量变化与价格变化之间的关系。然而，目前的现有电力需求响应的用电量和电价关系中没有考虑不确定性因素，比如通信设备故障、控制设备故障、设备随机启停和外界环境温度变化都没有被考虑到弹性矩阵中，不利于电力需求响应的电量预测和电价制定。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的问题，本专利技术提供了一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法，可以将多重不确定性与电量电价弹性矩阵统一表示，便于指导电力系统中需求响应的电量预测和电价制定：本专利技术采用的技术方案是：首先执行价格机制的电力需求响应，用户的用电量受价格机制和不确定性因素影响，不确定性因素包括不确定性内部因素和不确定性外部因素，构建用电量电价弹性矩阵E1、用电量内因弹性矩阵E2和用电量外因弹性矩阵E3，并利用三个矩阵计算获得执行需求响应机制后的耗电量。所述的价格机制是指将一天时间划分为n个时间段，用户在各个时间段的用电电价不同，每个时间段的用电电价表示为Pi。所述的不确定性内部因素主要包括通信设备故障、控制设备故障和设备随机启停，所述的不确定性外部因素主要包括外界环境温度变化。所述的方法在执行价格机制的需求响应下具体为：1)计算价格机制的自弹性系数和互弹性系数，再构建用电量电价弹性矩阵E1：本时间段的用电电价变化会影响本时间段的用电量，采用以下公式计算每个时间段的价格机制需求响应的自弹性系数εii：式中，△Qi表示第i时间段用电量相比执行需求响应之前的变化，△Pi表示第i时间段的用电电价相比执行需求响应之前的变化，Qi表示执行需求响应之前第i时间段用户的用电量，Pi表示执行需求响应之前第i时间段的用电电价，i表示时间段的序号；本时间段的用电电价变化也会影响其他时间段的用电量，采用以下公式计算每两个时间段的价格机制需求响应之间的互弹性系数εij：式中，△Pj表示第j时间段的用电电价相比执行需求响应之前的变化，Pj表示执行需求响应之前第j时间段的用电电价；采用以下公式计算电量变化与价格机制之间的关系作为用电量电价弹性矩阵E1：2)计算不确定性内部因素的自弹性系数和互弹性系数，再构建用电量内因弹性矩阵E2：本时间段的不确定性内部因素会影响本时间段的用电量，采用以下公式计算每个时间段的不确定性内部因素需求响应的自弹性系数ρii，类比于电量电价的自弹性系数：ρii＝-△Qi/Qi,i∈[1,n]式中，△Qi表示第i时间段用电量相比执行需求响应之前的变化，Qi表示执行需求响应之前第i时间段用户的用电量，i表示时间段的序号；本时间段的不确定性内部因素也会影响其他时间段的用电量，采用以下公式计算每个时间段的不确定性内部因素需求响应的互弹性系数ρij：ρij＝-△Qi/Qi,i∈[1,n],j∈[1,n]，i≠j采用以下公式计算电量变化与不确定性内部因素之间的关系作为用电量内因弹性矩阵E2：3)计算不确定性外部因素的自弹性系数和互弹性系数，再构建用电量外因弹性矩阵E3：本时间段的不确定性外部因素会影响本时间段的用电量，采用以下公式计算每个时间段的不确定性外部因素需求响应的自弹性系数σii：式中，△Qi表示第i时间段用电量相比执行需求响应之前的变化，Qi表示执行需求响应之前第i时间段用户的用电量，i表示时间段的序号，△Oi表示第i时间段外界环境温度值相比执行需求响应之前的变化，Oi表示执行需求响应之前第i时间段的外界环境温度值；本时间段的不确定性外部因素也会影响其他时间段的用电量，采用以下公式计算每个时间段的不确定性外部因素需求响应的互弹性系数σij：采用以下公式计算电量变化与不确定性外部因素之间的关系作为用电量外因弹性矩阵E3：4)采用以下公式计算获得执行需求响应后的耗电量：其中，Q’i表示执行需求响应后的第i时间段的用电量，i＝1～n；Ii表示不确定性内部因素在第i时间段是否发生的概率。对于所述不确定性内部因素，当出现通信设备故障、控制设备故障和设备关机的情况时，会导致需求响应失败，将不确定性内部因素在第i时间段是否发生的概率表示为Ii，不确定性内部因素发生则Ii等于1，不确定性内部因素不发生则Ii等于0。对于所述不确定性外部因素，当外界环境温度出现过高或过低时，会影响用户对空调、热泵等温控负荷的调控，第i时间段的外界环境温度值表示为Oi。然而，目前的电量电价弹性矩阵没有考虑不确定性因素，比如通信设备故障、控制设备故障、设备随机启停和外界环境温度变化都没有被考虑到弹性矩阵中，不利于电力需求响应的电量预测和电价制定。本专利技术在耗电量估测中引入了不确定性因素进行需求响应，使得用户用电的状况紧密结合到用电情况统计和控制用电过程中，来提高电量利用率，提高稳定性，有利于不利于电力需求响应的电量预测和电价制定。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术将不确定性内部因素以及不确定性外部因素考虑进电量电价弹性矩阵并进行统一表示，提高需求响应下耗电量估测的精确度，用于提高电网的稳定性和经济性，便于指导电力需求响应工作的开展，为电量预测和电价政策提供依据。附图说明图1是考虑不确定性的电量电价弹性矩阵示意图。具体实施方式以下结合实施例及其附图作进一步说明。本专利技术的实施例如下：(1)具体实施将1天时间划分为3个时间段，执行需求响应前1天的电价恒定为耗电量为执行需求响应后，每个时间段的电价为因此，计算得假设此用户的电量电价弹性矩阵E1为(2)不确定性内部因素发生的概率为通过公式ρij＝-△Qi/Qi＝-εij·(△Pj/Pj),i∈[1,n],j∈[1,n]求得电量内因弹性矩阵E2为(3)外界环境温度预测值为实际值为因此，计算得通过实施仿真统计获得此用户的电量外因弹性矩阵E3为(4)综合考虑不确定性内部因素和不确定性外部因素的电量电价弹性矩阵可以求得执行需求响应后的耗电量为：由此可见，本专利技术通过考虑不确定性的电量电价弹性矩阵，有效计算出了执行需求响应后的耗电量。便于指导电力需求响应工作的开展，为电量预测和电价政策提供依据，实现了其技术效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法，其特征在于：执行价格机制的电力需求响应，用户的用电量受价格机制和不确定性因素影响，不确定性因素包括不确定性内部因素和不确定性外部因素，构建用电量电价弹性矩阵E1、用电量内因弹性矩阵E2和用电量外因弹性矩阵E3，并利用三个矩阵计算获得执行需求响应机制后的耗电量。

【技术特征摘要】
1.一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法，其特征在于：执行价格机制的电力需求响应，用户的用电量受价格机制和不确定性因素影响，不确定性因素包括不确定性内部因素和不确定性外部因素，构建用电量电价弹性矩阵E1、用电量内因弹性矩阵E2和用电量外因弹性矩阵E3，并利用三个矩阵计算获得执行需求响应机制后的耗电量。2.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法，其特征在于：所述的价格机制是指将一天时间划分为n个时间段，用户在各个时间段的用电电价不同，每个时间段的用电电价表示为Pi。3.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法，其特征在于：所述的不确定性内部因素主要包括通信设备故障、控制设备故障和设备随机启停，所述的不确定性外部因素主要包括外界环境温度变化。4.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性电量电价弹性矩阵的耗电量估测方法，其特征在于：所述的方法在执行需求响应下具体为：1)计算价格机制的自弹性系数和互弹性系数，再构建用电量电价弹性矩阵E1：采用以下公式计算每个时间段的价格机制需求响应的自弹性系数εii：式中，△Qi表示第i时间段用电量相比执行需求响应之前的变化，△Pi表示第i时间段的用电电价相比执行需求响应之前的变化，Qi表示执行需求响应之前第i时间段用户的用电量，Pi表示执行需求响应之前第i时间段的用电电价，i表示时间段的序号；采用以下公式计算每两个时间段的价格机制需求响应之间的互弹性系数εij：式中，△Pj表示第j时间段的用电电价相比执行需求响应之前的变化，Pj表示执行需求响应之前第j时间段的用电电价；采用以下公式计算电量变化与价格机制之间的关系作为用电量电价弹性矩阵E1：2)计算不确定性内部因素的自弹性系数和互弹性系数，再构建用电量内因弹性矩阵E2：采用以下公式计算每个时间段的不确定性内部因素需求响应的自弹性系数ρii：ρii＝-△Qi/Qi,i∈[1,n]式中，△Qi表示第i时间段用电量相比执行需求响应之前的变化，Qi...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠红勋，李瑶虹，丁一，宋永华，余磊，陆伟伟，加鹤萍，
申请(专利权)人：浙江大学，国家电网公司，国网江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33