本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)用戶耗電量的計(jì)算方法，特別是涉及了一種考慮不確定性電量電價(jià)彈性矩陣的耗電量估測(cè)方法。

背景技術(shù)：

以風(fēng)能和太陽(yáng)能為代表的新能源發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性，隨著新能源在電力系統(tǒng)中發(fā)電比例的提高，僅依靠傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)電力供需平衡已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)需求。電力需求響應(yīng)是通過(guò)負(fù)荷的主動(dòng)行為，幫助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平衡，當(dāng)系統(tǒng)供電不足時(shí)削減負(fù)荷，當(dāng)系統(tǒng)供電充裕時(shí)增加負(fù)荷。價(jià)格機(jī)制是實(shí)現(xiàn)負(fù)荷參與需求響應(yīng)的主要市場(chǎng)手段，電量電價(jià)彈性矩陣可以清晰的表示出耗電量變化與價(jià)格變化之間的關(guān)系。

然而，目前的現(xiàn)有電力需求響應(yīng)的用電量和電價(jià)關(guān)系中沒(méi)有考慮不確定性因素，比如通信設(shè)備故障、控制設(shè)備故障、設(shè)備隨機(jī)啟停和外界環(huán)境溫度變化都沒(méi)有被考慮到彈性矩陣中，不利于電力需求響應(yīng)的電量預(yù)測(cè)和電價(jià)制定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述背景技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種考慮不確定性電量電價(jià)彈性矩陣的耗電量估測(cè)方法，可以將多重不確定性與電量電價(jià)彈性矩陣統(tǒng)一表示，便于指導(dǎo)電力系統(tǒng)中需求響應(yīng)的電量預(yù)測(cè)和電價(jià)制定：

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

首先執(zhí)行價(jià)格機(jī)制的電力需求響應(yīng)，用戶的用電量受價(jià)格機(jī)制和不確定性因素影響，不確定性因素包括不確定性內(nèi)部因素和不確定性外部因素，構(gòu)建用電量電價(jià)彈性矩陣e1、用電量?jī)?nèi)因彈性矩陣e2和用電量外因彈性矩陣e3，并利用三個(gè)矩陣計(jì)算獲得執(zhí)行需求響應(yīng)機(jī)制后的耗電量。

所述的價(jià)格機(jī)制是指將一天時(shí)間劃分為n個(gè)時(shí)間段，用戶在各個(gè)時(shí)間段的用電電價(jià)不同，每個(gè)時(shí)間段的用電電價(jià)表示為pi。

所述的不確定性內(nèi)部因素主要包括通信設(shè)備故障、控制設(shè)備故障和設(shè)備隨機(jī)啟停，所述的不確定性外部因素主要包括外界環(huán)境溫度變化。

所述的方法在執(zhí)行價(jià)格機(jī)制的需求響應(yīng)下具體為：

1)計(jì)算價(jià)格機(jī)制的自彈性系數(shù)和互彈性系數(shù)，再構(gòu)建用電量電價(jià)彈性矩陣e1：

本時(shí)間段的用電電價(jià)變化會(huì)影響本時(shí)間段的用電量，采用以下公式計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的價(jià)格機(jī)制需求響應(yīng)的自彈性系數(shù)εii：

式中，△qi表示第i時(shí)間段用電量相比執(zhí)行需求響應(yīng)之前的變化，△pi表示第i時(shí)間段的用電電價(jià)相比執(zhí)行需求響應(yīng)之前的變化，qi表示執(zhí)行需求響應(yīng)之前第i時(shí)間段用戶的用電量，pi表示執(zhí)行需求響應(yīng)之前第i時(shí)間段的用電電價(jià)，i表示時(shí)間段的序號(hào)；

本時(shí)間段的用電電價(jià)變化也會(huì)影響其他時(shí)間段的用電量，采用以下公式計(jì)算每?jī)蓚€(gè)時(shí)間段的價(jià)格機(jī)制需求響應(yīng)之間的互彈性系數(shù)εij：

式中，△pj表示第j時(shí)間段的用電電價(jià)相比執(zhí)行需求響應(yīng)之前的變化，pj表示執(zhí)行需求響應(yīng)之前第j時(shí)間段的用電電價(jià)；

采用以下公式計(jì)算電量變化與價(jià)格機(jī)制之間的關(guān)系作為用電量電價(jià)彈性矩陣e1：

2)計(jì)算不確定性內(nèi)部因素的自彈性系數(shù)和互彈性系數(shù)，再構(gòu)建用電量?jī)?nèi)因彈性矩陣e2：

本時(shí)間段的不確定性內(nèi)部因素會(huì)影響本時(shí)間段的用電量，采用以下公式計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的不確定性內(nèi)部因素需求響應(yīng)的自彈性系數(shù)ρii，類(lèi)比于電量電價(jià)的自彈性系數(shù)：

ρii＝-△qi/qi,i∈[1,n]

式中，△qi表示第i時(shí)間段用電量相比執(zhí)行需求響應(yīng)之前的變化，qi表示執(zhí)行需求響應(yīng)之前第i時(shí)間段用戶的用電量，i表示時(shí)間段的序號(hào)；

本時(shí)間段的不確定性內(nèi)部因素也會(huì)影響其他時(shí)間段的用電量，采用以下公式計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的不確定性內(nèi)部因素需求響應(yīng)的互彈性系數(shù)ρij：

ρij＝-△qi/qi,i∈[1,n],j∈[1,n]，i≠j

采用以下公式計(jì)算電量變化與不確定性內(nèi)部因素之間的關(guān)系作為用電量?jī)?nèi)因彈性矩陣e2：

3)計(jì)算不確定性外部因素的自彈性系數(shù)和互彈性系數(shù)，再構(gòu)建用電量外因彈性矩陣e3：

本時(shí)間段的不確定性外部因素會(huì)影響本時(shí)間段的用電量，采用以下公式計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的不確定性外部因素需求響應(yīng)的自彈性系數(shù)σii：

式中，△qi表示第i時(shí)間段用電量相比執(zhí)行需求響應(yīng)之前的變化，qi表示執(zhí)行需求響應(yīng)之前第i時(shí)間段用戶的用電量，i表示時(shí)間段的序號(hào)，△oi表示第i時(shí)間段外界環(huán)境溫度值相比執(zhí)行需求響應(yīng)之前的變化，oi表示執(zhí)行需求響應(yīng)之前第i時(shí)間段的外界環(huán)境溫度值；

本時(shí)間段的不確定性外部因素也會(huì)影響其他時(shí)間段的用電量，采用以下公式計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的不確定性外部因素需求響應(yīng)的互彈性系數(shù)σij：

采用以下公式計(jì)算電量變化與不確定性外部因素之間的關(guān)系作為用電量外因彈性矩陣e3：

4)采用以下公式計(jì)算獲得執(zhí)行需求響應(yīng)后的耗電量：

其中，q’i表示執(zhí)行需求響應(yīng)后的第i時(shí)間段的用電量，i＝1～n；ii表示不確定性內(nèi)部因素在第i時(shí)間段是否發(fā)生的概率。

對(duì)于所述不確定性內(nèi)部因素，當(dāng)出現(xiàn)通信設(shè)備故障、控制設(shè)備故障和設(shè)備關(guān)機(jī)的情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致需求響應(yīng)失敗，將不確定性內(nèi)部因素在第i時(shí)間段是否發(fā)生的概率表示為ii，不確定性內(nèi)部因素發(fā)生則ii等于1，不確定性內(nèi)部因素不發(fā)生則ii等于0。

對(duì)于所述不確定性外部因素，當(dāng)外界環(huán)境溫度出現(xiàn)過(guò)高或過(guò)低時(shí)，會(huì)影響用戶對(duì)空調(diào)、熱泵等溫控負(fù)荷的調(diào)控，第i時(shí)間段的外界環(huán)境溫度值表示為oi。

然而，目前的電量電價(jià)彈性矩陣沒(méi)有考慮不確定性因素，比如通信設(shè)備故障、控制設(shè)備故障、設(shè)備隨機(jī)啟停和外界環(huán)境溫度變化都沒(méi)有被考慮到彈性矩陣中，不利于電力需求響應(yīng)的電量預(yù)測(cè)和電價(jià)制定。

本發(fā)明在耗電量估測(cè)中引入了不確定性因素進(jìn)行需求響應(yīng)，使得用戶用電的狀況緊密結(jié)合到用電情況統(tǒng)計(jì)和控制用電過(guò)程中，來(lái)提高電量利用率，提高穩(wěn)定性，有利于不利于電力需求響應(yīng)的電量預(yù)測(cè)和電價(jià)制定。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明將不確定性內(nèi)部因素以及不確定性外部因素考慮進(jìn)電量電價(jià)彈性矩陣并進(jìn)行統(tǒng)一表示，提高需求響應(yīng)下耗電量估測(cè)的精確度，用于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，便于指導(dǎo)電力需求響應(yīng)工作的開(kāi)展，為電量預(yù)測(cè)和電價(jià)政策提供依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1是考慮不確定性的電量電價(jià)彈性矩陣示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的實(shí)施例如下：

(1)具體實(shí)施將1天時(shí)間劃分為3個(gè)時(shí)間段，執(zhí)行需求響應(yīng)前1天的電價(jià)恒定為耗電量為

執(zhí)行需求響應(yīng)后，每個(gè)時(shí)間段的電價(jià)為

因此，計(jì)算得假設(shè)此用戶的電量電價(jià)彈性矩陣e1為

(2)不確定性內(nèi)部因素發(fā)生的概率為通過(guò)公式ρij＝-△qi/qi＝-εij·(△pj/pj),i∈[1,n],j∈[1,n]求得電量?jī)?nèi)因彈性矩陣e2為

(3)外界環(huán)境溫度預(yù)測(cè)值為實(shí)際值為因此，計(jì)算得

通過(guò)實(shí)施仿真統(tǒng)計(jì)獲得此用戶的電量外因彈性矩陣e3為

(4)綜合考慮不確定性內(nèi)部因素和不確定性外部因素的電量電價(jià)彈性矩陣可以求得執(zhí)行需求響應(yīng)后的耗電量為：

由此可見(jiàn)，本發(fā)明通過(guò)考慮不確定性的電量電價(jià)彈性矩陣，有效計(jì)算出了執(zhí)行需求響應(yīng)后的耗電量。便于指導(dǎo)電力需求響應(yīng)工作的開(kāi)展，為電量預(yù)測(cè)和電價(jià)政策提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了其技術(shù)效果。