一种考虑用户特性的多元用户需求响应的方法

技术领域

本发明涉及电力系统需求响应技术领域，特别是涉及一种考虑用户特性的多元用户聚合参与需求响应的方法。

背景技术

随着负荷用电形势日趋多元化、以及配电侧电动汽车、储能及新能源发电等分布式资源的快速发展，电力需求侧管理资源特性各异、高度分散，对系统级的需求侧资源综合协调优化技术及调节手段提出了越来越高的要求。此外，随着电动汽车、工业过程负荷、云计算负荷等新型具有柔性调节能力的负荷的大量接入，用户在用电行为特征方面的多元性突显。高度分散的用户需求响应特性各异，亟需基于更加精准的多元集群用户的特性，充分整合各类资源，发挥集群多元用户间的互补性，建立基于用户特性的多元用户需求响应策略，以实现更好促进资源优化配置的目的。

中国专利公开号CN111969592A公开了一种考虑用户满意度和电力系统需求响应策略的双层优化策略，构建区域内冷热电等负荷的数学模型，并在兼顾经济效益和用户满意度的前提下确定整体的需求响应策略；中国专利公开号CN111952978A提供了一种基于用户响应量的各个时段需求响应激励策略，并基于激励策略进一步优化用户的实时响应量，在考虑用户差异化响应特性下保障需求响应策略的经济性；以上两种方法均未能考虑用户用电特性和社会特性对需求响应策略的综合影响，未能整合多元用户需求响应潜力，也未能实现对需求响应资源的优化配置。

发明内容

为解决上述提到的技术问题，本发明提供了一种考虑用户特性的多元用户聚合参与需求响应的方法。

本发明的设计目的通过以下技术方案实施：

提供一种考虑用户特性的多元用户聚合参与需求响应的方法，包括以下步骤：

S1：对数据采集终端采集到的多元用户的电力数据进行分析，提取多元用户典型用电特征，并将用户的社会经济信息离散化，提取用户社会特征；综合考虑用户的用电特征和社会特征，基于负荷特征聚类理论，确定典型用户的用电行为特性；

S2：建立每类典型用户中的可转移负荷和可中断负荷的用电特性模型，并利用等效聚合方法确定所有可转移负荷和可中断负荷的整体用电特性模型；

S3：基于所有可转移负荷和可中断负荷的整体用电特性模型，确定可转移负荷和可中断负荷的需求响应特性模型，构建不同时间尺度的需求响应调度方法，确定多时间尺度的需求响应激励策略。

作为进一步改进，所述多元用户用电行为特性包括用电负荷特性和用户社会特性。用电负荷特性包括日平均负荷、日负荷率和平时段用电百分比等指标，用电社会特性包括用户的社会阶级、为减少电费而降低用电量的意愿、对分时电价的响应意愿等。

作为进一步改进，所述每类典型用户的可转移负荷和可中断负荷的用电特性模型包括负荷功率调整限值、负荷功率调度时段限制、用电需求约束；所述可转移负荷和可中断负荷的整体用电特性模型可以拟合包含不同类型负荷的整体效果，对全部负荷特性参数进行聚合。

作为进一步改进，所述不同时间尺度的需求响应调度方法包括日前需求响应策略和日内需求响应调度策略；根据最终的需求响应策略，对发电企业、电网企业和用户等的效益进行评估，并对需求响应资源进行补偿或激励。

本发明提出的一种考虑用户特性的多元用户聚合参与需求响应的方法，取得的技术效果为：

（1）针对特性各异、高度分散的多元用电负荷，基于负荷特征聚类理论，可以建立用户用电特性和社会特性，为刻画用户肖像、个性化服务和隐私保护研究提供参考。

（2）本发明建立每类用户多种负荷的用电特性模型，并聚合整个区域的用电负荷特性，将有助于突破分散的个体负荷用户的需求响应潜力局限性，发挥终端多元用户的互补优势，提高各类用户负荷之间的耦合关联程度。

（3）本发明基于用户特性构建多时间尺度的需求响应模型，有利于凝聚电力系统多元用户的负荷需求响应资源，为创建灵活的多元集群用户需求响应制度提供重要技术支撑。

附图说明

图1为本发明所提供的一种考虑用户特性的多元用户聚合参与需求响应的方法的整体流程图。

图2为本发明所提供的可转移负荷和可中断负荷用电特性建模的流程图。

图3为本发明所提供的不同时间尺度的需求响应的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。

结合图1所示，本发明实施实施例提供的一种考虑用户特性的多元用户聚合参与需求响应的方法，包括以下步骤：

S1：对数据采集终端采集到的多元用户负荷数据进行预处理，修改或删除有明显错误的数据，并确定每个用户典型用电特征，包括日平均负荷、日负荷率和平时段用电百分比等指标。此外，对区域内的用户进行调查，量化用户的社会阶级、为减少电费而降低用电量的意愿和对分时电价的响应意愿等特征，并综合考虑用户用电特征和社会特征，基于负荷特征聚类理论，对量化后的用户用电特性-社会特性曲线进行聚类，得到典型用户的用电行为特性。

S2：建立每类典型用户中的可转移负荷和可中断负荷的用电特性模型，并利用等效聚合方法确定所有可转移负荷和可中断负荷的整体用电特性模型；

S3：基于所有可转移负荷和可中断负荷的整体用电特性模型，确定可转移负荷和可中断负荷的需求响应特性模型，构建不同时间尺度的需求响应调度方法，确定多时间尺度的需求响应激励策略。

结合图2所示，本发明所提供的可转移负荷和可中断负荷用电特性建模方法如下所示：

S21：建立每类用户中可转移负荷的用电特性，其每个时段负荷功率的变化功率连续，具有负荷功率调整的最大值，其调度时域多为负荷低谷，此外，负荷调整后的功率应该满足原有的用电需求。

S22：建立每类用户中可中断负荷的用电特性，其每个时段负荷功率的变化功率离散，其调度时域也多为负荷低谷，此外，负荷调整后的功率应该满足原有的用电需求。

S23：建立所有用户的可转移负荷和可中断负荷的整体用电特性，其功率变化范围满足整体叠加的功率限值，调度区间为各类负荷调度区间的交集，且整体调整后的负荷功率和整个区域原有的用电需求相等。

结合图3所示，基于可转移负荷和可中断负荷的整体用电特性模型，确定每类典型用户可转移负荷和可中断负荷的需求响应特性模型，构建不同时间尺度的需求响应调度方法，确定多时间尺度的需求响应激励策略的具体步骤如下：

S31：在日前需求响应调度策略中，需求侧可调度资源聚合商基于区域可转移负荷和可中断负荷的用电特性，确定区域内负荷的受控时段、受控功率和价格响应特性等参数。并根据电力调度中心的调度需求，初步确定可适配的需求响应资源。

S32：在日内需求响应调度策略中，需求侧可调度资源聚合商确定区域内负荷的可调度时间、可调度功率和激励响应特性等参数。并在日前需求响应策略的基础上，根据电力调度中心的需求响应调整情况，最终确定可适配的需求响应资源。

S33：根据最终的需求响应策略，从安全性、经济性、可靠性等方面对发电企业、电网企业和用户的效益进行评估，并对需求响应资源进行补偿或激励。

以上对本发明实施例所提供的一种考虑用户特性的多元用户聚合参与需求响应的方法进行了详细介绍，本文中利用具体实例对本发明的原理进行了介绍，用于阐述本发明的核心思想，不能将本说明书内容理解为对本发明保护范围的限制。