[发明专利]基于用户满意度的两阶段负荷需求响应模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种两阶段负荷需求响应模型，具体的，涉及一种基于用户满意度的两阶段负荷需求响应模型，其属于电力系统优化运行技术，新能源并网技术，电力市场技术，最优潮流技术，需求响应技术等多种技术交叉的理论模型。

背景技术

电力系统持续增大的负荷造成峰谷差增大以及大规模新能源并网给电力系统安全，稳定运行带来的一系列问题是电力系统优化运行领域的经典问题之一。新能源发电具有间歇性，随机性以及波动性等特点，这些特点使得新能源发电具有很差的可控性，即风能，太阳能等可再生能源发电入网时会产生响应的功率波动，如何平抑其对电网造成的功率波动并提高电网对其消纳能力是亟待解决的问题。与此同时，在环境恶化和能源危机的背景下，智能电网的概念被提出来了，智能电网提出的“智能互动”包括信息和电能的双向互动，鼓励用户改变传统用电方式，积极参与电网运行，根据实时电价调整用电模式。由此可见，需求侧管理技术是建设智能电网的关键技术之一。需求侧管理技术包括通信技术，负荷控制技术等。

需求侧管理在上世纪70年代能源危机时备受青睐，它的初始目标是终端节电，降低能耗，提高能源使用效率。随着世界电力工业的发展，需求侧管理逐渐被赋予了新的涵义，一直到今天，需求侧管理是指通过采取有效措施，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保护环境，实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动的总称。

除此之外，本发明还涉及到最优潮流技术。最优潮流问题指的是在满足特定的系统运行和安全约束的条件下，通过调节系统中可利用的控制手段实现预定目标的稳定运行状态。它把电力系统经济调度和潮流计算有机融合到一起，以潮流方程为基础，进行经济与安全的全面优化，最终达到优化资源配置，降低发电，输电成本，提高对用户的服务质量的目的。实时电价的概念是1988年由Schweppe等人引入电力系统的，它将经济学中达到全社会效益最优的边际成本定价理论应用到电能这一特殊商品，强调了电能随时间和空间的不同而不同。随着最优潮流技术的飞速发展和日趋实用化，基于最优潮流的实时电价理论和表达式被提出来了，有学者揭示了OPF模型中潮流方程对应的拉格朗日乘子与节点功率注入边际成本之间的关系，进一步证明了OPF是一种极具潜力的实时电价计算方法。

虽然很多文献在基于电价信息下用户参与需求响应课题取得一定成果，但是针对电网中各用户基于节点电价信息，以用户满意度为优化目标同时在时间和空间2种维度下进行需求响应的文献不多。特别是大规模新能源并网造成的系统功率波动仅仅靠追踪负荷来调节发电侧来保证系统安全，稳定，经济运行是远远不够的，因此，根据用户节点电价信息，通过优化其用电方式，来达到平缓电价波动并促使用户积极主动参与电网用户侧互动行为。

发明内容

为了解决以上诸多问题，本发明提出了一种基于用户满意度的两阶段负荷需求响应模型。

本发明的技术解决方案如下：一种以用户侧用户满意度为目标进行两阶段需求响应策略，主要分为两部分：第一阶段负荷需求响应模型和第二阶段需求响应模型。在进行两阶段需求响应模型之前，首先要建立一个含风电场的最优潮流模型。其中最优潮流模型包括目标函数和约束条件两部分，最优潮流目标函数为所有常规机组的燃料费用最小。最优潮流约束条件包括等式约束和不等式约束，等式约束为系统有功功率和无功功率平衡，不等式约束包括发电机有功出力约束，发电机无功出力约束，有载调压变压器变比约束，节点电压幅值平方，支路电流平方上下限约束。风电场由若干双馈感应风力发电机组成，将风机模型当做PQ节点加入到潮流方程中，其风机有功出力与风速呈现分段函数，其有功出力曲线图如图1。建立了上述含风电场最优潮流模型之后，采用跟踪中心轨迹内点法进行求解最优潮流模型，根据短期边际成本定价理论，各节点的有功无功实时电价等于系统成本对各节点有功无功负荷的微增率，本模型中的潮流方程前的朗格朗日乘子正具有此经济意义，它代表了系统成本对节点注入功率的微增率。因此以潮流方程前的朗格朗日乘子作为节点电价进行两阶段需求响应。