一种需求响应优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种需求响应优化调度方法及系统，包括：对每个时刻基于预先构建的用户行为模型和所有用户综合参与意愿的最低阈值，得到电网对用户参与需求响应的激励水平；基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平和各时刻的需求响应调度负荷预测总容量，对电网调度需求响应的成本最小进行优化计算，得到成本最小时负荷资源调度方式；所述用户行为模型是基于用户参与需求响应的概率与电网激励水平的关系进行构建。本发明专利技术考虑了用户参与需求响应的不确定性，基于用户参与需求响应的概率和激励的关系实现了优化电网运行成本的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种需求响应优化调度方法及系统
本专利技术涉及电力系统需求侧管理
，具体涉及一种需求响应优化调度方法及系统。
技术介绍
需求响应作为源网荷互动系统运行过程中众多环节的关键一部分，承载着需求侧管理的重要职责。尤其是在出现日常峰值用电时，调度中心如何考虑将需求侧电力用户负荷资源、备用旋转发电机组以及分布式电源进行整合，从而实现负荷平抑一直是现电力系统规划所重点关注的问题。电力用户尤其是工业用户的可控负荷将会作为优质资源参与电网的需求响应。主要原因在于一来其可控容量大，对电网实现削峰填谷增益效果明显，二来其负荷使用情况相对稳定，在较长一段时间内易于预测。目前已有不少学者和工程团队针对需求响应的实施过程中，资源如何整合或者是整合规划调度的方案提出了诸多的见解。分别包括了以下几个方向：考虑网络损耗、电压和频率稳定或者最经济的资源调度。但是可以确信的是这些研究或者工程应用在实施过程中，前提要求都是默认了需求侧资源的拥有者即电力用户都会主动参与需求响应的调度。但是在实际过程中并非所有的电力用户都会积极响应电网的需求响应调度要求。面对电网的不同激励水平，电力用户都会表现出不同程度的响应概率，而响应概率反应的是电力用户参与意愿的不确定性。为了抵消电力用户参与的不确定性，以往调度中心都是采用一刀切的方式，直接以高额的激励补贴费或者合约方式要求电力用户参与需求响应或者行政手段命令，专利技术人发现这种方式将会导致电网给予电力用户的激励补贴费用高，从而提高了电网进行需求响应调度时的经济成本，另外如果采用行政手段命令将会降低电力用户的用电体验，不符合目前提高电力用户用电体验的要求。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供了一种需求响应优化调度方法，包括：对每个时刻基于预先构建的用户行为模型和所有用户综合参与意愿的最低阈值，得到电网对用户参与需求响应的激励水平；基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平和各时刻的需求响应调度负荷预测总容量，对电网调度需求响应的成本最小进行优化计算，得到成本最小时负荷资源调度方式；所述用户行为模型是基于用户参与需求响应的概率与电网激励水平的关系进行构建。优选的，所述用户行为模型的构建包括：对不同历史激励水平下用户的参与概率进行拟合得到理想响应概率下的激励死区临界点和实际饱和激励水平；基于所述理想响应概率下的激励死区临界点和实际饱和激励水平构建电网对用户预测的理想响应概率曲线；基于实时采集的不同激励水平下用户参与需求响应的状态，确定实际响应概率下的激励死区临界点和实际饱和激励水平；基于所述实际响应概率下的激励死区临界点和所述实际饱和激励水平构建运行过程中用户对电网的实际响应概率曲线；基于所述电网对用户预测的理想响应概率曲线和所述运行过程中用户对电网的实际响应概率曲线，确定用户参与需求响应的概率与电网激励水平的关系。优选的，所述对每个时刻基于预先构建的用户行为模型和所有用户综合参与意愿的最低阈值，得到电网对用户参与需求响应的激励水平，包括：基于所述用户行为模型确定在相同的激励水平下各用户参与需求响应的不确定性；基于所述在相同的激励水平下各用户参与需求响应的不确定性确定用户整体参与需求响应的概率；基于所述用户整体参与需求响应的概率与所有用户综合参与意愿的最低阈值的关系，得到电网对用户参与需求响应的激励水平。优选的，所述电网对用户参与需求响应的激励水平，按下式计算：式中：Γ为用户整体参与需求响应的概率；K为具备参与需求响应潜力的用户；μu,k,t为用户k在t时刻参与需求响应的状态；Γk,1为在相同的激励水平λu,k,t下各用户参与需求响应的不确定性；Fset为所辖范围内用户参与需求响应的概率最低的置信阈值；其中，所述在相同的激励λu,k,t下各用户参与需求响应的不确定性Γk,1，按下式计算：式中：λu,k,t为电网对用户参与需求响应的激励水平；f(λu,k,t)在激励水平为λu,k,t时，理想响应下用户参与需求响应的概率；g(λu,k,t)在激励水平为λu,k,t时，实际响应下用户参与需求响应的概率；λ2,k为同一参与需求响应的概率时，理想响应对应的激励水平；λ3,k为同一参与需求响应的概率时，实际响应对应的激励水平。优选的，所述在激励水平为λu,k,t时，理想响应下用户参与需求响应的概率f(λu,k,t)，按下式计算：式中：λ0,k为理想响应概率下的激励死区临界点；λ4,k为实际饱和激励水平；所述在激励水平为λu,k,t时，实际响应下用户参与需求响应的概率g(λu,k,t)，按下式计算：式中：λ1,k为实际响应概率下的激励死区临界点；λ4,k为实际饱和激励水平。优选的，所述基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平和各时刻的需求响应调度负荷预测总容量，对电网调度需求响应的成本最小进行优化计算，得到成本最小时负荷资源调度方式，包括：基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平、参与需求响应的用户以及所述参与需求响应的用户提供的负荷响应量，确定电网对参与需求响应的用户总激励补贴成本；基于电网对每个备用旋转发电机组并网的补贴费用、参与需求响应的备用旋转发电机组，以及所述参与需求响应的备用旋转发电机组提供的发电容量，确定所有备用旋转发电机组参与需求响应的代价成本；基于电网对分布式电源并网的补贴费用、参与需求响应的分布式电源以及所述参与需求响应的分布式电源提供的出力，确定所有分布式电源参与需求响应的成本；对所述电网对参与需求响应的用户总激励补贴成本、所述所有备用旋转发电机组参与需求响应的代价成本，以及所有分布式电源参与需求响应的成本之和最小进行优化计算，得到成本最小时负荷资源调度方式；其中，所述需求响应调度负荷总容量包括：所有参与需求响应的用户提供的负荷响应量、所有参与需求响应的备用旋转发电机组提供的发电容量和所有参与需求响应的分布式电源提供的出力。优选的，所述电网对参与需求响应的用户总激励补贴成本，按下式计算：式中：F1为电网对参与需求响应的用户总激励补贴成本；K为电网所辖范围内所有有潜力参与需求响应的用户；λu,k,t为用户k在t时刻参与需求响应的激励水平；μu,k,t为用户k在t时刻参与需求响应的状态；T为每个用户参与时长；为用户k在t时刻提供的负荷响应量。优选的，所述所有备用旋转发电机组参与需求响应的代价成本，按下式计算：式中：F2为所有备用旋转发电机组参与需求响应的代价成本；TG,E为备用旋转发电机组发电的截止时间；TG,S为备用旋转发电机组发电的起始时间；L为备用旋转发电机组的数量；μG,l,t为备用发电机组l在t时刻的发电并网状态；a×OG,l,t2+b×OG,l,t+c为备用旋转发电机组的发电成本，OG,l,t为备用旋转发电机组l在t时刻提供的发电容量；λG,l,t为电网对分布式电源并网的补贴费用。优选的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种需求响应优化调度方法，其特征在于，包括：/n对每个时刻基于预先构建的用户行为模型和所有用户综合参与意愿的最低阈值，得到电网对用户参与需求响应的激励水平；/n基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平和各时刻的需求响应调度负荷预测总容量，对电网调度需求响应的成本最小进行优化计算，得到成本最小时负荷资源调度方式；/n所述用户行为模型是基于用户参与需求响应的概率与电网激励水平的关系进行构建。/n

【技术特征摘要】
1.一种需求响应优化调度方法，其特征在于，包括：
对每个时刻基于预先构建的用户行为模型和所有用户综合参与意愿的最低阈值，得到电网对用户参与需求响应的激励水平；
基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平和各时刻的需求响应调度负荷预测总容量，对电网调度需求响应的成本最小进行优化计算，得到成本最小时负荷资源调度方式；
所述用户行为模型是基于用户参与需求响应的概率与电网激励水平的关系进行构建。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户行为模型的构建包括：
对不同历史激励水平下用户的参与概率进行拟合得到理想响应概率下的激励死区临界点和实际饱和激励水平；
基于所述理想响应概率下的激励死区临界点和实际饱和激励水平构建电网对用户预测的理想响应概率曲线；
基于实时采集的不同激励水平下用户参与需求响应的状态，确定实际响应概率下的激励死区临界点和实际饱和激励水平；
基于所述实际响应概率下的激励死区临界点和所述实际饱和激励水平构建运行过程中用户对电网的实际响应概率曲线；
基于所述电网对用户预测的理想响应概率曲线和所述运行过程中用户对电网的实际响应概率曲线，确定用户参与需求响应的概率与电网激励水平的关系。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个时刻基于预先构建的用户行为模型和所有用户综合参与意愿的最低阈值，得到电网对用户参与需求响应的激励水平，包括：
基于所述用户行为模型确定在相同的激励水平下各用户参与需求响应的不确定性；
基于所述在相同的激励水平下各用户参与需求响应的不确定性确定用户整体参与需求响应的概率；
基于所述用户整体参与需求响应的概率与所有用户综合参与意愿的最低阈值的关系，得到电网对用户参与需求响应的激励水平。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电网对用户参与需求响应的激励水平，按下式计算：



式中：Γ为用户整体参与需求响应的概率；K为具备参与需求响应潜力的用户；μu,k,t为用户k在t时刻参与需求响应的状态；Γk,1为在相同的激励水平λu,k,t下各用户参与需求响应的不确定性；Fset为所辖范围内用户参与需求响应的概率最低的置信阈值；
其中，所述在相同的激励λu,k,t下各用户参与需求响应的不确定性Γk,1，按下式计算：



式中：λu,k,t为电网对用户参与需求响应的激励水平；f(λu,k,t)在激励水平为λu,k,t时，理想响应下用户参与需求响应的概率；g(λu,k,t)在激励水平为λu,k,t时，实际响应下用户参与需求响应的概率；λ2,k为同一参与需求响应的概率时，理想响应对应的激励水平；λ3,k为同一参与需求响应的概率时，实际响应对应的激励水平。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在激励水平为λu,k,t时，理想响应下用户参与需求响应的概率f(λu,k,t)，按下式计算：



式中：λ0,k为理想响应概率下的激励死区临界点；λ4,k为实际饱和激励水平；
所述在激励水平为λu,k,t时，实际响应下用户参与需求响应的概率g(λu,k,t)，按下式计算：



式中：λ1,k为实际响应概率下的激励死区临界点；λ4,k为实际饱和激励水平。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平和各时刻的需求响应调度负荷预测总容量，对电网调度需求响应的成本最小进行优化计算，得到成本最小时负荷资源调度方式，包括：
基于所述电网对用户参与需求响应的激励水平、参与需求响应的用户以及所述参与需求响应的用户提供的负荷响应量，确定电网对参与需求响应的用户总激励补贴成本；
基于电网对每个备用旋转发电机组并网的补贴费用、参与需求响应的备用旋转发电机组，以及所述参与需求响应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宋宋，袁金斗，何胜，王昊，张兴华，王鑫，刘强，陈珂，李磊，薛云耀，周颖，曹望璋，王浩吉，张露露，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11