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一種計及需求響應(yīng)措施的負(fù)荷區(qū)間預(yù)測方法與流程

文檔序號:12124598閱讀:1812來源:國知局

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測和規(guī)劃領(lǐng)域,涉及一種計及需求響應(yīng)措施的負(fù)荷區(qū)間預(yù)測方法。



背景技術(shù):

電力是社會發(fā)展的基礎(chǔ),作為整個國家能源戰(zhàn)略的核心要素,在現(xiàn)代社會起著不可或缺的作用。電力負(fù)荷特性的分析和預(yù)測是電力系統(tǒng)研究、規(guī)劃和運維中必不可少的重要支撐技術(shù)之一,也是電力系統(tǒng)可靠運行、高效運行和經(jīng)濟運行的重要保障。

需求響應(yīng)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)在電力市場條件下產(chǎn)生的用電管理概念,電力用戶針對市場價格信號或者激勵機制做出響應(yīng),并改變過去的電力消費模式,優(yōu)化用電方式,從而提高終端用電效率,在完成同樣用電功能的同時減少電力功率和電量消耗,實現(xiàn)低成本電力服務(wù),達到節(jié)約能源和保護環(huán)境的目的。它突破了傳統(tǒng)的電力管理模式,改變了依靠單純地擴大供應(yīng)能力以滿足日益增長的電力需要的方式,在更高層次上處理供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)的關(guān)系。隨著當(dāng)前國家節(jié)能減排工作的重視,需求響應(yīng)已經(jīng)成為各級電網(wǎng)公司日常工作的重要組成部分。

需求響應(yīng)對負(fù)荷特性的改變具有明顯作用,而目前的負(fù)荷預(yù)測工作大多是從經(jīng)濟、社會、氣象等方面來預(yù)測未來負(fù)荷,因此傳統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測模型將不足以正確表達負(fù)荷的發(fā)展趨勢,需要系統(tǒng)考慮需求響應(yīng)對負(fù)荷預(yù)測的影響,以提高負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明目的:為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的負(fù)荷預(yù)測方法準(zhǔn)確性低的問題,本發(fā)明提供一種計及需求響應(yīng)措施的負(fù)荷區(qū)間預(yù)測方法,能夠更好地反映負(fù)荷的變化情況。

技術(shù)方案:為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明中的計及需求響應(yīng)措施的負(fù)荷區(qū)間預(yù)測方法,包括以下步驟:

步驟1:獲取待預(yù)測區(qū)域在待預(yù)測時段之前某一歷史時段的SCADA顯示負(fù)荷數(shù)據(jù)、負(fù)荷需求響應(yīng)措施和相應(yīng)的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù);

步驟2:建立負(fù)荷需求響應(yīng)措施的執(zhí)行效果率模型;

步驟3:根據(jù)步驟2中的執(zhí)行效果率模型,求出歷史時段負(fù)荷需求響應(yīng)措施的執(zhí)行效果率,并對該歷史時段的SCADA顯示負(fù)荷進行還原,得到該歷史時段的SCADA還原負(fù)荷;

步驟4:利用步驟3中歷史時段的SCADA還原負(fù)荷,通過時間序列法預(yù)測出該待預(yù)測時間段的基礎(chǔ)負(fù)荷區(qū)間;

步驟5:根據(jù)待預(yù)測時間段的實際需求響應(yīng)規(guī)劃,根據(jù)步驟2中的執(zhí)行效果率模型求出預(yù)測時間段的需求響應(yīng)措施執(zhí)行效果率;

步驟6:根據(jù)步驟5中求出的執(zhí)行效果率對步驟3中預(yù)測出的基礎(chǔ)負(fù)荷區(qū)間進行修正,得到該預(yù)測時段計及需求響應(yīng)措施的預(yù)測負(fù)荷區(qū)間。

有益效果:本發(fā)明中計及需求響應(yīng)措施的負(fù)荷區(qū)間預(yù)測方法,利用大數(shù)據(jù)技術(shù)SCADA進行預(yù)測負(fù)荷區(qū)間,首先考慮分時電價、尖峰電價、實時電價、可中斷負(fù)荷等可能存在的多種需求響應(yīng)措施將歷史時段的SCADA顯示負(fù)荷數(shù)據(jù)進行還原得到未進行需求響應(yīng)的負(fù)荷,然后再估計待預(yù)測時段的基礎(chǔ)負(fù)荷區(qū)間,最后再將需求響應(yīng)措施的影響添加進來得到預(yù)測負(fù)荷區(qū)間。本發(fā)明方法可適應(yīng)各地區(qū)的實際情況,而負(fù)荷還原技術(shù)的應(yīng)用易于與原有的負(fù)荷預(yù)測算法相結(jié)合;采用本方法,能夠更加完善地考慮需求響應(yīng)對負(fù)荷的影響,使得負(fù)荷預(yù)測結(jié)果更加準(zhǔn)確,對電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行和調(diào)度提供良好的指導(dǎo)意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中計及需求響應(yīng)措施的負(fù)荷區(qū)間預(yù)測方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明,本實施列對本發(fā)明不構(gòu)成限定。

如圖1所示,本發(fā)明中計及需求響應(yīng)措施的負(fù)荷區(qū)間預(yù)測方法,包括以下步驟:

步驟1:獲取待預(yù)測區(qū)域在待預(yù)測時段之前某一歷史時段的SCADA顯示負(fù)荷數(shù)據(jù)、負(fù)荷需求響應(yīng)措施和相應(yīng)的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)。

上述待預(yù)測時段可以是目標(biāo)年份,其之前的某一歷史時段可以是目標(biāo)年份之前的若干年。

目前,常見的負(fù)荷需求響應(yīng)措施有分時電價、尖峰電價、實時電價和可中斷負(fù)荷,電力系統(tǒng)對負(fù)荷進行規(guī)劃中有時會采用一種負(fù)荷需求響應(yīng)措施,有時會多種并存。

不同的負(fù)荷需求響應(yīng)措施所依據(jù)的數(shù)據(jù)也不同,例如:對于分時電價、尖峰電價和實時電價需求響應(yīng)措施主要依據(jù)各行業(yè)電價數(shù)據(jù),而可中斷負(fù)荷需求響應(yīng)措施則主要依據(jù)企業(yè)詳細負(fù)控數(shù)據(jù)以及可中斷負(fù)荷合同方案。因此,根據(jù)負(fù)荷需求響應(yīng)措施獲取相應(yīng)的負(fù)荷數(shù)據(jù)和需求響應(yīng)規(guī)劃數(shù)據(jù)。

步驟2:建立需求響應(yīng)的執(zhí)行效果率模型。

不同的負(fù)荷需求響應(yīng)措施具有不同的執(zhí)行效果,下面分別介紹不同響應(yīng)措施的執(zhí)行效果計算方法。

(1)分時電價響應(yīng)措施的執(zhí)行效果計算

分時電價措施根據(jù)消費者心理學(xué)模型,可得實施分時電價之后的負(fù)荷變化由各時段的電價差所對應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移率確定,總結(jié)成公式如下:

式中μfg為峰谷電價差導(dǎo)致峰時段產(chǎn)生的單位負(fù)荷減少量與實行TOU前峰時段平均負(fù)荷的比值,μfp為峰平電價差導(dǎo)致峰時段產(chǎn)生的單位時段負(fù)荷減少量與實行TOU前峰時段平均負(fù)荷的比值,μpg為平谷電價差導(dǎo)致平時段產(chǎn)生的單位負(fù)荷減少量與實行TOU前平時段平均負(fù)荷的比值。均可通過消費者心理學(xué)曲線讀取。

設(shè)削峰量所占原有峰值的比例為分時電價的執(zhí)行效果率CTOU,則

其中∑L(k)為實施分時電價后各行業(yè)類型典型日負(fù)荷的疊加和,∑L(k0)為未實施分時電價時各行業(yè)類型典型日負(fù)荷的疊加和。

(2)尖峰電價響應(yīng)措施的執(zhí)行效果計算

尖峰電價實施后,根據(jù)目前江蘇的尖峰電價政策,一天可分為尖峰、峰、平、谷四個時段,且除尖峰時段外,其他時段價格不變。根據(jù)電力需求彈性模型,可得簡化公式如下:

式中ρ尖尖為尖峰時段的自彈性系數(shù),ρ峰尖、ρ平尖、ρ谷尖分別為尖峰時段和峰時段、平時段、谷時段之間的交叉彈性系數(shù);ΔQ/Q為電量變化率,ΔP/P為電價變化率。

假設(shè)每個時間段中變化的電量都平均分配在各個時間點上,則電價調(diào)整后各時間點的負(fù)荷變化為:

其中Qi0和Qi1分別為尖峰電價實施前后第i時段(第k小時所屬時段)的電量,Ti為第i時段的時長。

定義尖峰電價的效果率為尖峰電價削減的峰荷量占未實施尖峰電價時的最大負(fù)荷量的比例,記為CCPP,則

其中∑L(k)為實施尖峰電價后各行業(yè)類型典型日負(fù)荷的疊加和,∑L(k0)為未實施尖峰電價時各行業(yè)類型典型日負(fù)荷的疊加和。

(3)實時電價響應(yīng)措施的執(zhí)行效果計算

實時電價比較特殊,其電價變化周期非常短。設(shè)實時電價1小時變化一次,根據(jù)電力需求彈性系數(shù)的模型,在不考慮運營商與用戶之間的合約關(guān)系的情況下,將自彈性與交叉彈性的響應(yīng)行為合并,即得到實時電價需求響應(yīng)模型:

其中i=1、2、…24;Qi0為i時段初始電量,Qi為i時段實時電價后變化后的電量;Pj0為j時段的初始價格,Pj為j時段實時電價后的價格;當(dāng)i=j(luò)時,ρij為需求價格自彈性系數(shù),當(dāng)i≠j時,ρij為需求價格交叉彈性系數(shù)。

第l天第i時段的電量變化的具體情況:

假設(shè)第i時段的電量在第i時段中均勻分配,則可以得到第l天第i時段負(fù)荷的變化量為:

其中Ti為第i時段的時長。

與分時電價類似,定義峰荷減少量所占原有峰荷的比例為實時電價的執(zhí)行效果率CRTP,則

其中ΣL(k)為實施實時電價后各行業(yè)類型典型日負(fù)荷的疊加和,ΣL(k0)為未實施實時電價時各行業(yè)類型典型日負(fù)荷的疊加和。

(4)可中斷負(fù)荷響應(yīng)措施的執(zhí)行效果計算

可中斷負(fù)荷的實際降負(fù)荷效果和該措施的執(zhí)行力度有很大的關(guān)系,執(zhí)行力度可以通過同時率相乘法和曲線疊加法來求。

同時率相乘法求執(zhí)行力度:①在實施可中斷負(fù)荷IL的時間范圍內(nèi),獲取第i天的氣象數(shù)據(jù)、參與IL的各樣本企業(yè)的最大負(fù)荷Lij'和日期類型(j代表各企業(yè));②根據(jù)各樣本企業(yè)未參與IL時的歷史數(shù)據(jù),結(jié)合第i天的氣象數(shù)據(jù)和日期類型,利用多元線性回歸預(yù)測出第i天各企業(yè)的還原負(fù)荷(不考慮參與IL的負(fù)荷)Lij;③結(jié)合第i天的樣本企業(yè)的總規(guī)劃降負(fù)荷量ΣLif和同時率k,可以得到第i天的IL執(zhí)行力度④IL的平均執(zhí)行力度其中N為可以求得IL執(zhí)行力度的天數(shù)。

曲線疊加法求執(zhí)行力度:①在實施IL的時間范圍內(nèi),獲取第i天的氣象數(shù)據(jù)、參與IL的各企業(yè)的負(fù)荷曲線點集lij'(k)和日期類型(j代表各企業(yè),k=0,1,2,…,23);②根據(jù)各企業(yè)未參與IL時的歷史數(shù)據(jù),結(jié)合第i天的氣象數(shù)據(jù)和日期類型,利用多元線性回歸預(yù)測出第i天各企業(yè)的還原負(fù)荷曲線點集lij(k)(不考慮參與IL的負(fù)荷);③將第i天各企業(yè)的實際負(fù)荷曲線和還原負(fù)荷曲線分別按點進行疊加并選取最大值max(Σlij'(k))和max(∑lij(k)),則第i天的IL執(zhí)行力度④IL的平均執(zhí)行力度其中N為可以求得IL執(zhí)行力度的天數(shù)。

根據(jù)抽樣原理,將求得的IL平均執(zhí)行力度擴展到所有參與IL的企業(yè)中去,可得第i天實際IL降負(fù)荷量為:

ΔLi=Sif×Riv (10)

式中Riv為IL平均執(zhí)行力度,Sif為第i天的參與IL的所有企業(yè)的總規(guī)劃降負(fù)荷量;

則還原得到的第i天負(fù)荷值Li為:

Li=Li'+ΔLi (11)

其中Li'為第i天的實際負(fù)荷,Li為第i日的還原負(fù)荷;

則第i天的可中斷負(fù)荷執(zhí)行效果率為:

步驟3:根據(jù)步驟2中的模型,根據(jù)歷史時段的實際需求響應(yīng)規(guī)劃,求得歷史時段需求響應(yīng)措施的執(zhí)行效果,并對該歷史時段的SCADA顯示負(fù)荷進行還原,得到該歷史時段未執(zhí)行需求響應(yīng)措施的負(fù)荷情況,為了便于描述稱之為SCADA還原負(fù)荷。

例如,若待預(yù)測地區(qū)在歷史時段的實際需求響應(yīng)為實時電價——可中斷負(fù)荷,則該地區(qū)的需求響應(yīng)效果率為:

CDR=1-(1-CRTP)(1-CIL) (13)

第i天的SCADA顯示負(fù)荷為Li,則SCADA還原負(fù)荷為

步驟4:利用步驟3中歷史時段的SCADA還原負(fù)荷,通過時間序列法預(yù)測出待預(yù)測時間段未計及需求響應(yīng)的負(fù)荷,得到該待預(yù)測時間段的基礎(chǔ)負(fù)荷區(qū)間。

步驟5:根據(jù)待預(yù)測時間段的實際需求響應(yīng)規(guī)劃(包括實際電價和可中斷負(fù)荷規(guī)劃等),根據(jù)步驟2中的模型求出預(yù)測時間段的需求響應(yīng)措施執(zhí)行效果率。

步驟6:則根據(jù)步驟5中求出的執(zhí)行效果率對步驟3中預(yù)測出的基礎(chǔ)負(fù)荷區(qū)間進行修正,得到該預(yù)測時段計及需求響應(yīng)措施的預(yù)測負(fù)荷區(qū)間。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出以上實施列對本發(fā)明不構(gòu)成限定,相關(guān)工作人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi),所進行的多樣變化和修改,均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

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