[发明专利]一种基于需求响应的配电网供电可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力供电系统技术领域，具体涉及一种基于需求响应的配电网供电可靠性评估方法。

技术背景

配电系统作为直接与用户相连的部分,直接影响着用户正常供电，其在安全、可靠以及经济供电方面发挥着重要作用。需求侧响应（尤其是分时电价机制）的引入，改变了电力用户的传统用电模式，使其更积极的参与到电力系统的削峰填谷的行为中去，从而减少电力损耗，通过需求侧响应实现双向互动等优势，能有效的提高配电网的供电可靠性。然而，配电网可靠性评估算法的研究相对比较滞后，现有方法无法体现需求侧响应的引入对其的影响。

目前，配电网的供电可靠性评估算法多主要有解析法和蒙特卡罗模拟法两种方法。这两种方法都是在单一负荷水平（峰值负荷或平均负荷）下进行可靠性评估的，这就导致了评估结果的精度大大降低。

配电系统作为直接与用户联系的部分，其供电质量、供电可靠性等方面极易受到用户负荷变化的影响。特别是现在负荷曲线峰谷差值在逐渐拉大。恒定负荷水平下的可靠性评估方法就受到了较大的限制。而且，随着需求侧响应技术的发展，电力部门通过各种激励手段引导用户用电并参与到电力系统的削峰填谷行为中去，进而改善负荷曲线，提高配电网的供电可靠性。现有的可靠性评估方法不能很好地计及需求响应技术的实施对配电网供电可靠性的影响。

发明内容

本发明的发明目的就在于提供一种基于需求响应的配电网供电可靠性评估算法。需求侧响应的实施可以降低电力系统的峰谷差值，通过分时电价机制，以电价为经济杠杆改善负荷曲线，从而达到提高配电网供电可靠性的效果。

本发明给出了分时电价对负荷曲线的修正过程，并采用计及负荷变化的基于二分法聚类负荷分析的可靠性评估算法。该方法有效的解决了基于需求响应的配电网供电可靠性评估问题。

本发明的技术方案为：一种基于需求响应的配电网供电可靠性评估算法，其实现过程分为四个步骤：

第一步：建立基于分时电价的需求响应模型；

(1)时段划分

作为峰谷分时电价的定价基础，峰谷时段划分必须能够正确的反映出实际负荷曲线的峰谷特性，并可以有效的与电力需求相衔接。峰谷时段的划分大致可分为三步：首先，按照运行状况运用模糊聚类方法将系统运行划分为峰时段T_on、谷时段T_off、平时段T_mid三个基础时段；然后，通过对比各时段区间分界时刻点电力用户负荷曲线比重结构特征的变化情况，评估各时刻点的电力用户分时电价的响应程度；最后，融合各时刻点需求相应评估结果，修正调整基础时段划分区间。

(2)价格弹性系数

电力价格弹性系数是电力需求量变动对价格变动的反应程度，即电力需求量的变化率与电力售价变化率的比值。如式(1)所示：

(1)

式中，代表电力需求改变量，代表电力需求量，代表用户电价改变量，代表用户电价。

执行峰谷分时电价后，用户在某一时段的电力需求不仅受当前电价水平的影响，而且还要受到其他时段的电价水平的影响。用户的电量在各时段之间是由替代效应的。因此根据峰、平、谷三时段的电量分配和电价设置，形成的等式形式中含有峰谷电力价格弹性矩阵，如下式(2)所示：

(2)

式中，、和分别表示峰、平、谷三个时段的电力电量改变量；、和分别表示峰、平、谷三个时段的用户电价改变量；

在峰谷电力弹性矩阵中，由于不同时段的电力商品之间为互补关系，因此，弹性矩阵中自弹性系数为正值，而交叉弹性系数为负值。各弹性系数数值的大小可利用多元回归分析原理，通过统计大量历史数据值求得。

(3)引入分时电价后的负荷修正量

分时电价的实施不仅使用户降低自身的用电量，最重要的还是将电力负荷从高电价时段转移到低电价时段，起到削峰填谷的作用，电力电量改变量如上式(2)所示，进而可得到相应的负荷的改变量如下式(3)所示：

(3)

式中，为相应的小时数；和分别为实施峰谷分时电价前后的第t个小时的负荷。

第二步：建立改进的基于需求响应的负荷优化模型；

(1)优化目标