【技术实现步骤摘要】
一种考虑分时电价和激励补偿的尖峰负荷调整方法
[0001]本专利技术涉及电力系统需求侧响应领域，具体涉及一种考虑分时电价和激励补偿的尖峰负荷调整方法。
技术介绍
[0002]需求响应是指电力用户响应电价或激励信号而转移或削减负荷的行为。分时电价(TOU)是需求响应策略的重要组成部分，实施TOU电价策略既能延缓电网投资由能改善系统运行稳定性，被广泛应用于电力市场。然而针对特殊时段，即使实施峰谷分时电价，峰时段中的峰时刻负荷(即尖峰负荷)仍旧较高。尖峰负荷的存在不仅降低电力设备的利用率，也对电力系统的安全可靠运行产生不利影响，因此有必要针对尖峰负荷的需求响应策略开展研究，通过需求响应手段转移或削减尖峰负荷，以提高系统运行的可靠性。目前国内外对于尖峰负荷调控的研究仍处于探索阶段，多种需求侧调控方式相结合的研究更是处于起步阶段。
[0003]对于尖峰负荷的调控问题，目前国内外研究主要基于完全开放的电力市场环境，通过自由竞价的方式实施。但国内的电力市场发展仍处于半开放阶段，需求侧调控方式仍以分时电价为主。因此，如何在分时电价的基础上建立合理可行的尖峰负荷调整机制成为需求侧响应研究亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种考虑分时电价和激励补偿的尖峰负荷调整方法，以期能够在分时电价的基础上再次对尖峰负荷进行调控，降低电网尖峰负荷和峰谷差，从而提高电网运行的可靠性和稳定性。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：>[0006]本专利技术一种考虑分时电价和激励补偿的尖峰负荷调整方法的特点是按如下步骤进行；
[0007]步骤一、建立考虑电网侧和用户侧目标函数的分时电价优化模型：
[0008]步骤1.1、利用式(1)和式(2)分别建立电网侧目标函数：
[0009][0010][0011]式(1)和式(2)中，F1(
·
)和F2(
·
)分别表示最小化峰值负荷和最小化峰谷差，q'
i
为优化后时刻i的负荷电量，p
p
、p
f
和p
v
分别为峰、平、谷时段的电价，T为持续时间；
[0012]步骤1.2、利用式(3)和式(4)分别建立用户侧目标函数：
[0013]F3(p
p
,p
f
,p
v
)＝max(K)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0014]F4(p
p
,p
f
,p
v
)＝max(S)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0015]式(3)和式(4)中，F3(
·
)和F4(
·
)分别表示最大用电相似度K和最大用户满意度S，
并有：
[0016][0017][0018]式(5)和式(6)中，q
i
表示优化前时刻i的负荷电量，和分别表示优化前和优化后各时刻的平均电量，p0是优化前的初始电价，p
i
代表时刻i的分时电价；
[0019]步骤1.3、建立电价优化过程中的约束函数：
[0020]步骤1.3.1、利用式(7)建立供电方约束S1：
[0021][0022]式(7)中，s表示某一时段，p、f、v分别表示峰、平、谷时段，Q
s
表示s时段分时电价前的总电量；Q'
s
表示分时电价后s时段的电量；p
s
表示分时电价后s时段的电价；
[0023]步骤1.3.2、利用式(8)建立用户侧约束S2：
[0024][0025]式(8)中，λ表示调整系数；
[0026]步骤1.3.3、利用式(9)和式(10)分别建立峰平电价约束S3与平谷电价约束S4：
[0027]S3＝p
p-p
f
＞0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0028]S4＝p
f-p
v
＞0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0029]步骤1.3.4、利用式(11)建立边际成本约束S5：
[0030]S5＝p
v-p
d
＞0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0031]式(11)中，p
d
表示边际成本；
[0032]步骤二、建立基于分时电价的尖峰时段划分模型：
[0033]步骤2.1、利用式(12)计算分时电价下的优化后时刻i的负荷电量q'
i
：
[0034]q
′
i
＝q
i
+Δq
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0035]式(12)中，Δq
i
为时刻i的负荷变化量；并有：
[0036][0037]式(13a)中，p
l
是时刻l对应的分时电价；k
l
是时刻l所在时段的时刻数；i和l均为时刻；e
il
是与时刻i和时刻l所在时段对应的三阶弹性系数；并有：
[0038][0039]式(13b)中，Δp
s＝{p,f,v}
和ΔQ
s＝{p,f,v}
分别为分时电价前后s时段的电价变化和负荷变化，令k,j＝p,f,v，电价弹性系数e
kj
表示时段j的电价变化对时段k负荷的影响；
[0040]步骤2.2、利用式(14)计算时刻i的峰时段隶属度U
i
：
[0041][0042]式(14)中，q
min
和q
max
分别为分时电价下的最小和最大负荷；
[0043]步骤2.3、利用式(15)建立峰、平、谷移动变量m
s＝{p，f，v}
，使m
s
∈[0,1]，并进行初始化：
[0044][0045]式(15)中，Δm表示迭代步长；并有：
[0046][0047]式(16)中，N表示迭代步数；
[0048]步骤2.4、对移动变量m
s
按照迭代步长Δm进行分步迭代，并利用式(17)计算隶属度U
i
与移动变量m
s
的指数相似度r
is
：
[0049][0050]步骤2.5、利用式(18)建立峰平谷时段划分的优化目标函数F5：
[0051][0052]式(18)中，G
s
表示时段s包含的时刻集合，并利用式(19)和式(20)分别添加移动变量位置约束和时段长度约束：
[0053][0054][0055]式(20)中，Card(G
s
)表示时段s中的时刻数，l
min
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑分时电价和激励补偿的尖峰负荷调整方法，其特征是按如下步骤进行；步骤一、建立考虑电网侧和用户侧目标函数的分时电价优化模型：步骤1.1、利用式(1)和式(2)分别建立电网侧目标函数：步骤1.1、利用式(1)和式(2)分别建立电网侧目标函数：式(1)和式(2)中，F1(
·
)和F2(
·
)分别表示最小化峰值负荷和最小化峰谷差，q'
i
为优化后时刻i的负荷电量，p
p
、p
f
和p
v
分别为峰、平、谷时段的电价，T为持续时间；步骤1.2、利用式(3)和式(4)分别建立用户侧目标函数：F3(p
p
,p
f
,p
v
)＝max(K)
ꢀꢀꢀꢀ
(3)F4(p
p
,p
f
,p
v
)＝max(S)
ꢀꢀꢀꢀ
(4)式(3)和式(4)中，F3(
·
)和F4(
·
)分别表示最大用电相似度K和最大用户满意度S，并有：有：式(5)和式(6)中，q
i
表示优化前时刻i的负荷电量，和分别表示优化前和优化后各时刻的平均电量，p0是优化前的初始电价，p
i
代表时刻i的分时电价；步骤1.3、建立电价优化过程中的约束函数：步骤1.3.1、利用式(7)建立供电方约束S1：式(7)中，s表示某一时段，p、f、v分别表示峰、平、谷时段，Q
s
表示s时段分时电价前的总电量；Q'
s
表示分时电价后s时段的电量；p
s
表示分时电价后s时段的电价；步骤1.3.2、利用式(8)建立用户侧约束S2：式(8)中，λ表示调整系数；步骤1.3.3、利用式(9)和式(10)分别建立峰平电价约束S3与平谷电价约束S4：S3＝p
p-p
f
＞0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)S4＝p
f-p
v
＞0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)步骤1.3.4、利用式(11)建立边际成本约束S5：S5＝p
v-p
d
＞0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)式(11)中，p
d
表示边际成本；
步骤二、建立基于分时电价的尖峰时段划分模型：步骤2.1、利用式(12)计算分时电价下的优化后时刻i的负荷电量q'
i
：q
′
i
＝q
i
+Δq
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)式(12)中，Δq
i
为时刻i的负荷变化量；并有：式(13a)中，p
l
是时刻l对应的分时电价；k
l
是时刻l所在时段的时刻数；i和l均为时刻；e
il
是与时刻i和时刻l所在时段对应的三阶弹性系数；并有：式(13b)中，Δp
s＝{p,f,v}
和ΔQ
s＝{p,f,v}
分别为分时电价前后s时段的电价变化和负荷变化，令k,j＝p,f,v，电价弹性系数e
kj
表示时段j的电价变化对时段k负荷的影响；步骤2.2、利用式(14)计算时刻i的峰时段隶属度U
i
：式(14)中，q
min
和q
max
分别为分时电价下的最小和最大负荷；步骤2.3、利用式(15)建立峰、平、谷移动变量m
s＝{p,f,v}
，使m
s
∈[0,1]，并进行初始化：式(15)中，Δm表示迭代步长；并有：式(16)中，N表示迭代步数；步骤2.4、对移动变量m
s
按照迭代步长Δm进行分步迭代，并利用式(17)计算隶属度U
i
与移动变量m
s
的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨贺钧，张新宇，马英浩，张大波，吴红斌，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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