[发明专利]基于TOPSIS法的光伏用户群内用户重要性评估方法

权利要求书

1.一种基于TOPSIS法的光伏用户群内用户重要性评估方法，其特征在于，按照以下步骤顺序进行：

一、建立光伏用户群的系统结构；

二、建立光伏用户的收益模型；

三、对光伏用户群内光伏用户重要性进行评估与排序。

2.根据权利要求1所述的基于TOPSIS法的光伏用户群内用户重要性评估方法，其特征在于，所述步骤一按照以下步骤顺序进行：

A1、确定基于内部电价的光伏用户群运营框架

光伏用户群由n个光伏用户及唯一的运营商所构成，所有光伏用户以内部电价与运营商进行交易，运营商再以电网电价与电网进行电能交易，n≥2；

电网电价是指光伏用户与电网直接交易的电价；

A2、设定光伏用户的用电行为

当光伏发电量大于光伏用户用电量，多余的电能按照内部售电价格p_s出售给CO；当光伏用户发电量小于自身用电量时，光伏用户需要根据内部购电价格p_b从运营商购买电量；

A3、设定运营商制定合适的内部价格策略

运营商制定的内部价格应满足条件：①内部售电价格p_s≥上网电价λ_s；②内部购电价格p_b≤电网电价λ_b。

3.根据权利要求2所述的基于TOPSIS法的光伏用户群内用户重要性评估方法，其特征在于，所述步骤二按照以下步骤顺序进行：

把每天光伏用户发电的时间T平均分成m段，每段的时间间隔为Δt＝T/m，在第k个时段，第i光伏用户的净功率计算为D_i(k)＝E_i(k)-u_i(k)——式Ⅰ；

E_i(k)表示第i光伏用户在第k个时段的发电量；u_i(k)表示第i光伏用户在第k个时段的用电量；

B1、建立光伏用户直接与电网交易的收益模型

当光伏用户与电网直接交易时，余电光伏用户以电价λ_s将多余的电量出售给电网，缺电光伏用户以电网购电电价λ_b从电网购买电量；

余电光伏用户在第k时间段的收益由两部分组成：一部分为自发自用收益、另一部分为余电上网收益，可表示为P_i(k)＝[λ_bu_i(k)+λ_sD_i(k)]Δt——式Ⅱ；

第i缺电光伏用户的在第k时间段的收益计算为：P_i(k)＝λ_bE_i(k)Δt——式Ⅲ；

第i光伏用户在计算周期T内的收益为：

式Ⅳ中，P_i表示计算周期T内第i光伏用户的收益，当第i光伏用户为余电光伏用户时，收益为自用收益和上网收益；当第i光伏用户为缺电光伏用户时，收益为自用收益；

定义为

B2、建立合作联盟模式下光伏用户的收益模型

n个光伏用户形成合作联盟S后，合作联盟S在一个计算周期的收益为

定义b_k为

相对于各光伏用户与电网直接交易模型，合作联盟模型在计算周期T内增加的总收益Δv为：

式Ⅷ中，P、Q分别代表余电光伏用户与缺电光伏用户的集合；

光伏用户群共有n个光伏用户，基于Shapley值对联盟收益分配，对于任意一个光伏用户i，它在一个周期T内的收益计算公式为

其中，

式Ⅸ和式Ⅹ中，s_i是联盟中包含微电网i的所有子集，|s|是子集s中的光伏用户个数；w(|s|)是加权因子；v(s)是集合s产生的收益；v(s/i)表示集合s中除去微电网i后，剩下的微电网形成合作联盟所获得的总收益；

B3、建立内部电价模式下光伏用户和运营商的收益模型：

当光伏用户是光伏用户群的一员，光伏用户在第k时段以内部售电电价p_s(k)和购电电价p_b(k)与运营商进行交易，余电光伏用户收益为：

P_i^c(k)＝[λ_bu_i(k)+p_s(k)D_i(k)]Δt——式Ⅺ；

在内部电价下，缺电光伏用户的在第k时间段的收益由两部分组成，一部分是自发自用收益；另一部分为购电节省的成本，光伏用户收益为

P_i^c(k)＝λ_bE_i(k)Δt+[p_b(k)-λ_b]D_i(k)Δt——式Ⅻ

第i光伏用户在计算周期T内的收益为：

运营商在计算周期T内的收益为：

4.根据权利要求3所述的基于TOPSIS法的光伏用户群内用户重要性评估方法，其特征在于，所述步骤三按照以下步骤顺序进行：

C1、对光伏用户群内光伏用户重要性的评估标准进行定义：

定义评估光伏用户重要性评估标准如下：a)分享光伏电量；b)对运营商收益的贡献；c)光伏用户的装机容量；

分享电能越多的光伏用户越重要；

第i光伏用户在一个计算周期T内分享的电量为

第i光伏用户在联盟博弈下的收益减去在集群中的收益就是第i光伏用户对运营商收益的贡献值，第i光伏用户在一个计算周期内的贡献值计算为C_i＝v_i-P_i^c——式XVI；

同时考虑第i光伏用户的装机容量F_i；

C2、对光伏用户群内光伏用户重要性评价标准的优先级与权重进行计算

排序结果如下：1)分享光伏电能；2)对运营商收益的贡献；3)光伏用户的装机容量；

评估指标的排名越靠前，权重系数越大，根据“排名权重”方法计算评价标准的权重系数为

式XVII中，f代表评价标准的总数目，λ_j表示第j条评价标准的权重系数；

C3、对基于TOPSIS法的光伏用户重要性进行评估与排序

定义第i光伏用户在第j条标准下的取值为：

其中，j＝1,2,3；

通过线性变换对光伏用户的数据y_ij进行数据预处理，得到规范决策矩阵Z：式XIX中,表示所有光伏用户中对应第j条标准取得的最大值；

规范决策矩阵Z乘以权重系数得到加权规范阵X为：x_ij＝λ_j·z_ij——式XX；

定义理想解和负理想解为：

计算第i光伏用户到理想光伏用户与负理想光伏用户的距离：

计算光伏用户与光伏群内理想光伏用户的接近程度：

最后，通过由大到小排列光伏用户的重要程度。