一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法技术方案

本发明专利技术提供了一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法，属于电力系统负荷调度技术领域；解决了新型电力系统中新能源出力不足引起的地区负荷难以紧急控制的问题；包括如下步骤：S1：确定参与负荷控制的N个用户，构建相关负荷曲线历史数据库，根据相关负荷曲线历史数据库进行拟合函数的选择和确定；S2：确定地区电网功率控制指标ΔPc；S3：根据N个用户负荷曲线的拟合函数、负荷控制时间、经济电量损失建立多目标函数模型；S4：基于水循环算法对多目标函数模型进行寻优计算求解；S5：根据最优解形成N个用户负荷控制的最优方案；本发明专利技术应用于新型电力系统的负荷控制。于新型电力系统的负荷控制。于新型电力系统的负荷控制。

【技术实现步骤摘要】
一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法


[0001]本专利技术提供了一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法，属于电力系统负荷调度


技术介绍

[0002]新能源装机容量的不断提升，为电网提供了充裕的清洁绿色电量，但是由于新能源发电自身存在的间歇性、随机性和波动性等特点也大幅度削弱了发电侧的灵活调节能力，给电力系统带来巨大的电能平衡压力。尤其在恶劣天气、煤电价格、迎峰度冬等重要因素影响下，“源荷互动”模式将有效推动负荷紧急控制决策，保障民生电力安全稳定运行。
[0003]传统的负荷控制通常考虑由电网频率稳定性引起的大规模负荷控制，主要用于大电网的稳定性研究。新型电力系统的“源荷互动”模式中，负荷控制主要考虑由新能源发电带来的电网电量缺口从而引起的负荷侧主动、提前预警和响应情况，以解决新型电力系统的发展问题。对于地区电网的负荷控制，应当有大量、多元的用户群体参与到需求响应中，同时制定高效的控制方案，电网调度和负荷用户深度参与，以保证电力的安全、可靠、有效供应。
[0004]地区电网中，不同用户行业的负荷特性导致负荷控制和调节方式存在较大差异。传统的化工、冶炼等高耗能行业负荷仍是重要的社会经济发展的重要组成部分，在负荷控制中如何友好、合理地对该类负荷进行控制成为主要考虑因素，在考虑行业负荷特性的同时，还要兼顾负荷控制的时间、社会经济的成本损失以及民生用电的安全可靠等诸多因素。因此，在新型电力系统中亟待探索充分考虑负荷变化特性，同时兼顾负荷控制多元目标的负荷控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决新型电力系统中新能源出力不足引起的地区负荷难以紧急控制的问题，提出了一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法，包括如下步骤：S1：确定参与负荷控制的N个用户，构建相关负荷曲线历史数据库，根据相关负荷曲线历史数据库进行拟合函数的选择和确定；S2：确定地区电网功率控制指标ΔPc；S3：根据N个用户负荷曲线的拟合函数、负荷控制时间、经济电量损失建立多目标函数模型；S4：基于水循环算法对多目标函数模型进行寻优计算求解；S5：根据最优解形成N个用户负荷控制的最优方案。
[0007]所述步骤S1具体包括如下步骤：S11：根据地区电网用户负荷的变化特性将负荷进行分类，负荷曲线的表达式如
下：P=f(t)；上式中：P为负荷有功数值，t为时间；S12：根据负荷曲线数据，提取负荷曲线正常变化阶段的数据构建函数拟合数据库，其表达式如下：；上式中：Δp为负荷变化量，f(t
n
)和f(t1)分别为负荷曲线在t
n
和t1时刻对应的负荷值；函数拟合数据库中负荷曲线每次取值的数据集的表达式如下：；上式中参数需要满足如下条件：；上式中P
m
为设定的负荷变化阈值；S13：采用负荷历史批量曲线数据构建函数拟合的数据库，负荷历史批量曲线数据的表达式如下：；上式中：Δp
j
为第j次负荷降低时的历史数据集，j=1,2,
……
,m，ΔP为用户负荷历史曲线数据集合，由m次用户负荷历史曲线构成；S14：采用幂函数、指数函数和对数函数来对用户负荷曲线进行有效拟合，确定合适的拟合函数和参数，拟合函数的表达式如下：；上式中：a、b为函数的参数。
[0008]所述步骤S14中确定合适的拟合函数的步骤如下：S1401：取负荷历史批量曲线数据中的某次取值数据集用于确定负荷曲线的拟合函数；S1402：根据拟合序列计算拟合函数的拟合优度；S1403：根据拟合优度确定拟合函数类型。
[0009]所述步骤S14中确定合适的拟合函数的参数的步骤如下：S1411：在确定拟合函数之后，重新拟合构建参数b值数据库，基于曼哈顿距离的聚类算法确定参数b值；S1412：确定参数b值后重新拟合计算拟合优度，根据拟合优度最优和最低值确定
参数a值的区间；S1413：最终确定拟合函数以及参数a、b的取值。
[0010]所述基于曼哈顿距离的聚类算法确定参数b值的步骤如下：S14121：确定数据集B，样本数m，设定样本组数p，取相应的样本中心b
c
；S14122：计算曼哈顿距离；S14123：根据聚类中心和曼哈顿距离进行聚类分组；S14124：重新计算聚类中心；S14125：重新计算曼哈顿距离；S14126：经过步骤S14122
‑
S14124的重新迭代，当聚类中心不变时，此时的聚类中心为确定的b值。
[0011]所述步骤S3中构建的多目标函数模型的表达式如下：；；上式中：F1为目标函数1，F2为目标函数2，Δt为负荷控制时间，ΔW为负荷控制所损失的电量，d
i
(t)为第i个用户负荷曲线的拟合函数；上述多目标函数模型的约束条件包括平衡约束和不等式约束，其中平衡约束的表达式如下：；不等式约束的表达式如下：；上式中：a
i.0
表示第i个负荷曲线的拟合函数的参数a值的下限，a
i.m
表示第i个负荷曲线的拟合函数的参数a值的上限。
[0012]本专利技术相对于现有技术具备的有益效果为：1. 本专利技术遵循新型电力系统“源网荷互动”的新型模式对负荷控制进行研究，针对新能源为主体的电网运行缺点提出地区负荷控制的对策，保障新型电力系统的安全稳定运行。
[0013]2. 本专利技术提出根据负荷瞬时变化趋势进行分类的思路，主要从电网运行的角度出发，兼顾负荷的用户行为、市场影响等综合因素，充分提升了负荷控制的调节性和灵活性。
[0014]3. 本专利技术提出负荷曲线的拟合方法，采用拟合优度、基于曼哈顿距离聚类等方法进行最优函数的选择，提高的负荷控制的准确性。
[0015]4. 本专利技术从负荷控制的时间和电量损失进行数学建模，基于水循环算法进行最
优求解，兼顾了新型电力系统负荷控制的时效性和经济性。
附图说明
[0016]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术方法的流程图；图2为负荷曲线的拟合函数计算的流程图；图3为基于曼哈顿距离的参数b值聚类计算的流程图；图4为基于水循环算法对多目标函数模型进行寻优计算求解的流程图。
具体实施方式
[0017]如图1至图4所示，本专利技术依据电网的电量缺口确定地区电网负荷控制计划，结合电网限电序位表和能源高耗能企业选拉序位表中用户名单进行负荷控制。本专利技术采用负荷控制名单用户的历史运行数据对其负荷变化率进行拟合，主要采用幂函数、指数函数和对数函数三类函数进行负荷变化率的拟合。根据负荷控制的时间、指标、电量损失等多个目标建立多目标函数模型，通过多目标函数模型的优化求解得到地区电网负荷控制的最优化组合，制定地区电网负荷控制最优方案，为电网调度运行提供可靠、有效、科学、合理的辅助决策，推动新型电力系统的安全稳定发展。
[0018]本专利技术提出的新型电力系统负荷控制的辅助决策方法的流程如图1所示，需要先确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：确定参与负荷控制的N个用户，构建相关负荷曲线历史数据库，根据相关负荷曲线历史数据库进行拟合函数的选择和确定；S2：确定地区电网功率控制指标ΔPc；S3：根据N个用户负荷曲线的拟合函数、负荷控制时间、经济电量损失建立多目标函数模型；S4：基于水循环算法对多目标函数模型进行寻优计算求解；S5：根据最优解形成N个用户负荷控制的最优方案。2.根据权利要求1所述的一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括如下步骤：S11：根据地区电网用户负荷的变化特性将负荷进行分类，负荷曲线的表达式如下：P=f(t)；上式中：P为负荷有功数值，t为时间；S12：根据负荷曲线数据，提取负荷曲线正常变化阶段的数据构建函数拟合数据库，其表达式如下：；上式中：Δp为负荷变化量，f(t
n
)和f(t1)分别为负荷曲线在t
n
和t1时刻对应的负荷值；函数拟合数据库中负荷曲线每次取值的数据集的表达式如下：；上式中参数需要满足如下条件：；上式中P
m
为设定的负荷变化阈值；S13：采用负荷历史批量曲线数据构建函数拟合的数据库，负荷历史批量曲线数据的表达式如下：；上式中：Δp
j
为第j次负荷降低时的历史数据集，j=1,2,
……
,m，ΔP为用户负荷历史曲线数据集合，由m次用户负荷历史曲线构成；S14：采用幂函数、指数函数和对数函数来对用户负荷历史曲线进行有效拟合，确定合适的拟合函数和参数，拟合函数的表达式如下：；上式中：a、b为函数的参数。
3.根据权利要求2所述的一种新型电力系统负荷控制的辅助决策方法，其特征在于：所述步骤S14中确定合适的拟合函数的步骤如下：S1401：取负荷历史批量曲线数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文刚，蒋涛，姬玉泽，田瑞敏，李海燕，王新瑞，徐囡，徐国斌，韩卫恒，刘志良，郝鑫杰，李远，徐丽美，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司晋城供电公司，
类型：发明
国别省市：