[发明专利]一种多时间尺度的电力需求侧响应方法

说明书

技术领域

本发明属于智能电网技术，特别涉及了一种多时间尺度的电力需求侧响应方法。

背景技术

电力需求侧响应(Demand response,DR)是在电力市场化的基础上，由电力需求侧管理(Demand side management,DSM)发展而来。传统的电力需求侧响应技术主要分为基于价格机制和基于激励机制两大类。基于价格的需求响应是指通过时变电价合理安排用户用电，现阶段主要分为三类：分时电价(Time of Use Pricing,TOU)、实时电价(Real Time Pricing,RTP)和尖峰电价(Critical Peak Pricing,CPP)，分时电价参与电价在一段时间内固定的月前调度；实时电价参与日前调度和对响应时间要求较高的日内调度；尖峰电价一般参与对需求响应时间要就更高的调频调度。基于激励的需求响应是指通过合约或奖惩措施保证用户及时有效响应指令，现主要包括直接负荷控制(Direct Load Control,DLC)、可中断负荷(Interruptible Load,IL)、需求侧竞价(Demand Side Bidding,DSB)、紧急需求响应(Emergency Demand Response,EDR)、容量/辅助服务计划(Capacity/Ancillary Service Program,CASP)这几类，根据电网运行要求分别参与日前调度、日内调度、调频调度和系统旋转备用安排等。

智能电网环境下，智能小区/楼宇建设有了新的内涵与发展方向，其研究主要集中在智能配电网技术、分布式电源自愈供电、基于实时电价的智能用电系统研究等方面。针对分布式电源发展，国外学者提出了家庭能量管理系统及相关方法，不仅可用于单一用户用电智能化，同时可服务多用户智能用电的全局优化。2010年上海世博园智能电网示范工程中，国家电网企业馆开发并展示了智能楼宇用电用能管理系统，介绍了楼宇管理系统的系统架构，阐述了楼宇用电智能化的系统设计及实现方式，通过双向互动技术实现楼宇的综合控制及节能化建设，并展示了楼宇节能减排的效果。

随着新能源发电技术的发展，传统电力系统逐渐向新能源电力系统方向转变，新能源电力系统具有双侧随机性、不可控性、整体性以及智能性的特征，因此新能源电力背景下的需求侧响应技术及其保障机制的研究也成为研究方向之一。基于新型电力系统的新能源并网技术研究包括：①风电场、光伏电站集群有功控制；②大规模新能源基地无功电压控制；③计及大规模新能源的在线安全稳定预警与控制决策；④新能源与常规电源的协调控制；⑤新能源与储能的协调控制。有关分布式电源消纳技术的研究，国内目前主要集中在大规模风电与柔性负荷协调控制分配、提高分布式发电出力预测精度等方面，对考虑分时电价和用户意愿，利用以用户成本最低和电网调峰为目标的需求侧响应策略，实现分布式电源消纳的研究较少。分布式电源发电技术日渐成熟，户用光伏电源作为可在电力系统末端直接为负荷供电的设备，其直接并网将会给电网带来双向潮流、高次谐波和电力系统波动等问题。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种多时间尺度的电力需求侧响应方法，结合多种参数，实现电网的调峰需求和光伏电源的消纳。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种多时间尺度的电力需求侧响应方法，包括以下步骤：

(1)通过高级量测和智能算法对参数进行检测与分析，所述参数包括负荷群用电关联度、分时电价以及光伏发电出力；

(2)根据步骤(1)检测到的参数，在多时间尺度上，针对智能家电和电动汽车负荷在内的负荷群，建立预防控制策略和紧急控制策略；

(3)所述光伏发电出力分为实时测量数据和日前预测数据，针对两种数据，分别建立实时需求响应措施和日前用电负荷调度措施，实现光伏发电功率的就地消纳。

进一步地，在步骤(1)中，采用模糊C均值聚类算法求得负荷群用电关联度，具体过程如下：

(a)建立对各用电负荷的用电状态进行评价的指标x_k，k＝1,2,…,n，n为用电负荷的个数；

(b)计算或更新隶属度矩阵U＝[u_ik]_c×n，矩阵U为c行n列矩阵，c为聚类的类别数，u_ik为矩阵U的第i行第k列的元素：

对于如果d_ik＞0，则有：

如果使d_ik＝0，则有u_ik＝1；