一种电力需求响应的用户筛选方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及电力系统需求响应技术领域，尤其涉及一种电力需求响应的用户筛选方法、系统及设备。

背景技术

电力需求响应是指电力市场价格明显升高(降低)或系统安全可靠性存在风险时，用户根据价格或激励措施，暂时改变其用电行为，减少(增加)用电，从而促进电力供需平衡、保障电网稳定运行和抑制电价上升的短期行为。现有参与需求响应的用户筛选机制相对粗放，存在邀约冗余度过大，以及优质用户难以挖掘等问题。广东、江苏等地已发布需求响应评估细则，考虑用户规模大、结算简单等实际需求，一般采用负荷均值、最值限制等指标模型或“无效用户”判定等评估用户需求响应，不关注某时段的响应效果，这导致实际响应过程中单体用户响应精准度不够，存在电网侧邀约冗余度过大、激励成本过高等问题。

现有技术中公开了居民用户需求响应高潜力用户筛选方法，采用获取居民用户非侵入式负荷监测数据；数据的清洗及预处理，生成用户可调节负荷曲线；对用户可调节负荷曲线进行用户类别划分；依照划分后的各个用户类别的中心曲线，筛选其中需求响应潜力高的类别；输出筛选出的这些类别内的用户信息，即具有高需求响应潜力的居民用户名称、户号以及所属台区。从用户调节负荷曲线对用户进行类别划分，不能准确的得到各个用户的需求响应时段的有效响应，将导致仅从类别内筛选的用户，准确度不高。

现有技术中还公开了通过基于优先权机制，构建需求侧响应饱和用户竞争模型，构建需求响应中心的补贴费用加权模型，对需求响应中心的补贴费用加权模型进行优化，基于区块链技术，对需求侧响应用户自动筛选和补贴结算。现有技术中还公开了通过构建用户用能满意度模型，用户的可参与调整的负荷能力统计，根据用户的负荷特性把负荷分为可中断负荷(可参需求响应负荷)、温控负荷和不受控制的负荷，构建用户筛选模型，筛选能参与需求响应的用户。现有技术中还公开了通过从剩余响应用户中选择一部分用户作为本轮筛选的候选用户，然后依据电力负荷缺口和候选用户的负荷削减能力建立整数线性规划模型和求解，并与筛选的结果用户进行交互；根据用户反馈情况，判断是否需要进行下一轮筛选，若需要依次循环直至完成上级系统下发的电力负荷缺口。但是，通过建立补贴费用加权模型、用户用能满意度模型和整数线性规划模型等三种方式，模型求解以及建立过程都较为繁琐，导致电网和用户之间需求响应邀约量冗余过大，无法满足实际应用需求。

因此，目前的现有技术中电网和用户之间需求响应邀约量冗余过大导致电网支付的激励成本过高，实际响应过程中单体用户响应精准度不够。

发明内容

本发明提供了一种电力需求响应的用户筛选方法、系统及设备，实现有效挖掘优质需求响应用户，减少邀约量冗余度，响应过程中提高单体用户响应精准度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电力需求响应的用户筛选方法，包括：

根据采集的历史需求响应数据，将若干个用户进行需求响应有效性判断，得到各用户的初步有效响应负荷；

根据初步有效响应负荷，将各用户进行第一层级指标评估，获得各用户对应的第一响应评价得分；

根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分；

根据各第二响应评价得分，将各需求响应参与用户进行优质用户筛选，得到优质需求响应用户。

实施本发明实施例，根据采集的历史需求响应数据，将若干个用户进行需求响应有效性判断，得到各用户的初步有效响应负荷；根据初步有效响应负荷，将各用户进行第一层级指标评估，获得各用户对应的第一响应评价得分；根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分；根据各第二响应评价得分，将各需求响应参与用户进行优质用户筛选，得到优质需求响应用户。通过第一层级指标评估和第二层级指标评估的两层递进式的需求响应优质用户筛选方法，需求响应事件中能够参与的用户初步评分和动态评分及排序，更好地挖掘优质需求响应用户，可实现同一需求响应事件下减少互动用户邀约数或目标邀约量，从而达到减少邀约量冗余度的效果，响应过程中精确邀约优质需求响应用户，提高单体用户响应精准度。

作为优选方案，历史需求响应数据包括历史需求响应时段、用户实际最大负荷、实际响应平均负荷、基线平均负荷、基线最大负荷和需求响应事件的响应邀约量。

作为优选方案，根据采集的历史需求响应数据，将若干个用户进行需求响应有效性判断，得到各用户的初步有效响应负荷，具体为：

当需求响应中当前用户的实际最大负荷小于基线最大负荷时，计算基线平均负荷与当前用户的实际响应平均负荷的差值，获得当前用户的第一负荷差值，公式为：

其中，

根据需求响应事件的响应邀约量、预设下限系数和预设上限系数，将当前用户的第一负荷差值进行需求响应有效性判断，获得当前用户的初步有效响应负荷。

作为优选方案，根据需求响应事件的响应邀约量、预设下限系数和预设上限系数，将当前用户的第一负荷差值进行需求响应有效性判断，获得当前用户的初步有效响应负荷，具体为：

若当前用户的第一负荷差值满足第一响应有效条件，则当前用户的初步有效响应负荷为0；其中，第一响应有效条件根据需求响应事件的响应邀约量和预设下限系数得到，公式为：

其中，

若当前用户的第一负荷差值满足第二响应有效条件，则当前用户的初步有效响应负荷与第一负荷差值相等；其中，第二响应有效条件根据需求响应事件的响应邀约量、预设下限系数和预设上限系数得到，公式为：

其中，β为预设上限系数；

若当前用户的第一负荷差值满足第三响应有效条件，则根据当前用户的第一负荷差值和预设上限系数，计算当前用户的初步有效响应负荷；其中，第一响应有效条件根据需求响应事件的响应邀约量和预设上限系数得到，公式为：

其中，根据当前用户的第一负荷差值和预设上限系数，计算当前用户的初步有效响应负荷，公式为：

其中，

作为优选方案，根据初步有效响应负荷，将各用户进行第一层级指标评估，获得各用户对应的第一响应评价得分，具体为：

将当前用户的初步有效响应负荷和第一负荷差值进行比值计算，计算当前用户的初步有效响应率，公式为：

其中，γ为初步有效响应率；

将当前用户的初步有效响应率进行第一层级指标评估，得到当前用户对应的第一响应评价得分，公式为：

其中，

作为优选方案，根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，具体为：

根据各第一响应评价得分，筛选出第一响应评价得分相同的用户，得到各需求响应参与用户；

当不存在第一响应评价得分相同的用户时，将第一响应评价得分为第一级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，则将第一响应评价得分为第二级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，将第一响应评价得分为第三级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，将第一响应评价得分为第四级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，将第一响应评价得分为第五级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；其中，响应邀约条件为当前的全部需求响应参与用户的需求响应容量满足需求响应事件的响应邀约量。

作为优选方案，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分，具体为：

计算基线最大负荷和当前的需求响应参与用户的实际负荷的差值，获得当前的需求响应参与用户的第二负荷差值，公式为：

其中，ΔP

根据当前的需求响应参与用户的实际负荷和基线最大负荷，计算当前的需求响应参与用户的需求响应时段满足率，公式为：

其中，δ

根据需求响应事件的响应邀约量、当前的需求响应参与用户的第二负荷差值、预设下限系数和预设上限系数，计算当前的需求响应参与用户的有效响应负荷，公式为：

其中，ΔP

根据当前的需求响应参与用户的有效响应负荷，计算当前的需求响应参与用户的实际负荷满足率，公式为：

其中，

根据当前的需求响应参与用户的实际负荷满足率和需求响应时段满足率，计算当前的需求响应参与用户的评估响应负荷，公式为：

其中，R

将当前的需求响应参与用户的评估响应负荷和需求响应事件的响应邀约量进行比值计算，获得当前的需求响应参与用户的单次响应率，公式为：

其中，η为单次响应率；

根据当前的需求响应参与用户的单次响应率，计算当前的需求响应参与用户的第二响应评价得分，公式为：

其中，U

作为优选方案，根据各第二响应评价得分，将各需求响应参与用户进行优质用户筛选，得到优质需求响应用户，具体公式为：

U

其中，U

为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种电力需求响应的用户筛选系统，包括：需求响应有效性判断模块、第一层级指标评估模块、第二层级指标评估模块和优质用户筛选模块；

其中，需求响应有效性判断模块用于根据采集的历史需求响应数据，将若干个用户进行需求响应有效性判断，得到各用户的初步有效响应负荷；

第一层级指标评估模块用于根据初步有效响应负荷，将各用户进行第一层级指标评估，获得各用户对应的第一响应评价得分；

第二层级指标评估模块用于根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分；

优质用户筛选模块用于根据各第二响应评价得分，将各需求响应参与用户进行优质用户筛选，得到优质需求响应用户。

为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现电力需求响应的用户筛选方法。

附图说明

图1：为本发明提供的一种电力需求响应的用户筛选方法的一种实施例的流程示意图；

图2：为本发明提供的一种电力需求响应的用户筛选方法的一种实施例的两层递进式的需求响应用户筛选简化流程图；

图3：为本发明提供的一种电力需求响应的用户筛选系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，为本发明实施例提供的一种电力需求响应的用户筛选方法的流程示意图。本实施例通过两层递进式筛选需求响应优质用户，减少邀约量冗余度，响应过程中提高单体用户响应精准度。该用户筛选方法包括步骤101至步骤104，各步骤具体如下:

步骤101：根据采集的历史需求响应数据，将若干个用户进行需求响应有效性判断，得到各用户的初步有效响应负荷。

在本实施例中，通过采集历史需求响应数据后进行响应有效性判断和两层层级评估指标计算，两层递进式的需求响应用户筛选简化流程，如图2所示，S1、历史需求响应数据采集；S2、用户需求响应有效性判断；S3、第一层级评估指标计算；S4、第二层级评估指标计算；S5、需求响应优质用户筛选，包括用户得分计算、用户得分排序和优质用户推荐。

可选的，历史需求响应数据包括历史需求响应时段、用户实际最大负荷、实际响应平均负荷、基线平均负荷、基线最大负荷和需求响应事件的响应邀约量。

在本实施例中，采集历史需求响应数据时，采集历史需求响应时段、需求响应中的用户实际最大负荷、实际响应平均负荷(实际平均负荷)、基线平均负荷、基线最大负荷、需求响应事件的响应邀约量等数据。根据采集的历史需求响应数据，计算电力用户初步需求响应有效容量，即获得用户的初步有效响应负荷，计算过程中，用户的需求响应有效性判断公式如下：

其中，P

可选的，步骤101具体包括步骤1011至步骤1012，各步骤具体如下:

步骤1011：当需求响应中当前用户的实际最大负荷小于基线最大负荷时，计算基线平均负荷与当前用户的实际响应平均负荷的差值，获得当前用户的第一负荷差值，公式为：

其中，

在本实施例中，判断需求响应中实际最大负荷是否小于基线最大负荷，公式为：

max(P

其中，P

计算基线平均负荷与实际平均负荷的差值，即第一负荷差值，公式：

步骤1012：根据需求响应事件的响应邀约量、预设下限系数和预设上限系数，将当前用户的第一负荷差值进行需求响应有效性判断，获得当前用户的初步有效响应负荷。

在本实施例中，设定有效响应判断的下限系数α和上限系数β，即预设下限系数α和预设上限系数β，将预设下限系数和预设上限系数作为倍数，判断第一负荷差值与需求响应事件的响应邀约量的倍数之间的大小关系，判断出响应是否有效，并相应计算出初步有效响应负荷。

可选的，步骤1012具体包括S11至步骤S13，各步骤具体如下:

S11：若当前用户的第一负荷差值满足第一响应有效条件，则当前用户的初步有效响应负荷为0；其中，第一响应有效条件根据需求响应事件的响应邀约量和预设下限系数得到，公式为：

其中，

在本实施例中，基线平均负荷与实际平均负荷的差值若小于需求响应事件的响应邀约量的α倍，即第一负荷差值小于需求响应事件的响应邀约量的α倍，则响应无效，需求响应有效容量为0，即初步有效响应负荷为0，公式表示为：当

S12：若当前用户的第一负荷差值满足第二响应有效条件，则当前用户的初步有效响应负荷与第一负荷差值相等；其中，第二响应有效条件根据需求响应事件的响应邀约量、预设下限系数和预设上限系数得到，公式为：

其中，β为预设上限系数；

在本实施例中，第一负荷差值大于需求响应事件的响应邀约量的α倍，且小于需求响应事件的响应邀约量的β倍，则响应有效，需求响应有效容量与第一负荷差值相等，即初步有效响应负荷为第一负荷差值，公式表示为：当

S13：若当前用户的第一负荷差值满足第三响应有效条件，则根据当前用户的第一负荷差值和预设上限系数，计算当前用户的初步有效响应负荷；其中，第一响应有效条件根据需求响应事件的响应邀约量和预设上限系数得到，公式为：

其中，根据当前用户的第一负荷差值和预设上限系数，计算当前用户的初步有效响应负荷，公式为：

其中，

在本实施例中，基线平均负荷与实际平均负荷的差值若超过需求响应事件的响应邀约量的β倍，则即第一负荷差值超过需求响应事件的响应邀约量的β倍，则响应有效，需求响应有效容量按β倍的响应邀约量计算0，即初步有效响应负荷为β倍的第一负荷差值，公式表示为：当

步骤102：根据初步有效响应负荷，将各用户进行第一层级指标评估，获得各用户对应的第一响应评价得分。

在本实施例中，

可选的，步骤102具体包括步骤1021至步骤1022，各步骤具体如下:

步骤1021：将当前用户的初步有效响应负荷和第一负荷差值进行比值计算，计算当前用户的初步有效响应率，公式为：

其中，γ为初步有效响应率；

步骤1022：将当前用户的初步有效响应率进行第一层级指标评估，得到当前用户对应的第一响应评价得分，公式为：

其中，

在本实施例中，根据上述步骤101确定的需求响应事件中电力用户评定的初步有效响应负荷计算电力用户的初步有效响应率，根据初步有效响应率进行相应的等级打分，得到第一层级的用户响应得分，即用户对应的第一响应得分。

步骤103：根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分。

可选的，根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，具体为:

根据各第一响应评价得分，筛选出第一响应评价得分相同的用户，得到各需求响应参与用户；

当不存在第一响应评价得分相同的用户时，将第一响应评价得分为第一级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，则将第一响应评价得分为第二级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，将第一响应评价得分为第三级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，将第一响应评价得分为第四级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；判断当前的全部的需求响应参与用户是否满足响应邀约条件，若不满足，将第一响应评价得分为第五级的用户添加至当前的需求响应参与用户中；其中，响应邀约条件为当前的全部需求响应参与用户的需求响应容量满足需求响应事件的响应邀约量。

在本实施例中，预设筛选条件为单个用户需求响应评分相同的用户，用户需求响应评分即第一响应评价。第一层级的评估逻辑将初步得出各参与用户的分数段。第一响应评价得分的分数段仅有5档，分别为从第一级到第五级。会有较多用户处在同个分数段。这些用户均参与的话也是造成响应容量冗余的原因，进一步用第二层级的评分机制进行筛选。

在本实施例中，若不存在单个用户需求响应评分相同的用户，就按第一层级评估的得分结果评定即可，可按用户响应得分逐级选择实施需求响应的用户对象，从得分为1的第一级开始选择，第一级的选完，如果需求响应容量预估不够，再选择得分为0.8的第二级γ≥120％，如果需求响应容量预估依然不够，再选择得分为0.8的第三级90％≤γ＜120％，依此类推，直至选到足够的需求响应容量为止，选出若干个需求响应参与用户。

需要说明的是，在电力需求响应中，并不是用户响应量越大越好，当用户响应量超过1.2倍属于过度响应，得分相应降低，即将γ≥120％的第一响应评价得分设为0.8。

可选的，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分，具体包括步骤S31至步骤S37，各步骤具体如下:

在本实施例中，第二层级的指标评估计算公式如下：

ΔP

其中，R

步骤S31：计算基线最大负荷和当前的需求响应参与用户的实际负荷的差值，获得当前的需求响应参与用户的第二负荷差值，公式为：

其中，ΔP

在本实施例中，获取具体需求响应时段t的基线负荷P

步骤S32：根据当前的需求响应参与用户的实际负荷和基线最大负荷，计算当前的需求响应参与用户的需求响应时段满足率，公式为：

/>

其中，δ

在本实施例中，从时间角度分析每个时段实际负荷是否小于该时段基线负荷的概率，计算电力用户需求响应时段满足率

步骤S33：根据需求响应事件的响应邀约量、当前的需求响应参与用户的第二负荷差值、预设下限系数和预设上限系数，计算当前的需求响应参与用户的有效响应负荷，公式为：

其中，ΔP

在本实施例中，获取该时段需求响应事件的响应邀约量ΔP

步骤S34：根据当前的需求响应参与用户的有效响应负荷，计算当前的需求响应参与用户的实际负荷满足率，公式为：

其中，

在本实施例中，从负荷角度评估每个时段实际负荷与目标负荷的偏差，计算电力用户需求响应实际负荷的满足率，即需求响应参与用户的实际负荷满足率

步骤S35：根据当前的需求响应参与用户的实际负荷满足率和需求响应时段满足率，计算当前的需求响应参与用户的评估响应负荷，公式为：

其中，R

在本实施例中，根据实际负荷满足率和需求响应时段满足率，计算需求响应参与用户时段有效响应负荷，即需求响应参与用户的评估响应负荷R

步骤S36：将当前的需求响应参与用户的评估响应负荷和需求响应事件的响应邀约量进行比值计算，获得当前的需求响应参与用户的单次响应率，公式为：

其中，η为单次响应率；

步骤S37：根据当前的需求响应参与用户的单次响应率，计算当前的需求响应参与用户的第二响应评价得分，公式为：

其中，U

步骤104：根据各第二响应评价得分，将各需求响应参与用户进行优质用户筛选，得到优质需求响应用户。

可选的，步骤104具体公式为:

U

其中，U

实施本发明实施例，根据采集的历史需求响应数据，将若干个用户进行需求响应有效性判断，得到各用户的初步有效响应负荷；根据初步有效响应负荷，将各用户进行第一层级指标评估，获得各用户对应的第一响应评价得分；根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分；根据各第二响应评价得分，将各需求响应参与用户进行优质用户筛选，得到优质需求响应用户。通过第一层级指标评估和第二层级指标评估的两层递进式的需求响应优质用户筛选方法，需求响应事件中能够参与的用户初步评分和动态评分及排序，更好地挖掘优质需求响应用户，可实现同一需求响应事件下减少互动用户邀约数或目标邀约量，从而达到减少邀约量冗余度的效果，响应过程中精确邀约优质需求响应用户，提高单体用户响应精准度。

实施例二

相应地，参见图3，图3是本发明提供的电力需求响应的用户筛选系统的实施例二的结构示意图。如图3所示，电力需求响应的用户筛选系统包括需求响应有效性判断模块301、第一层级指标评估模块302、第二层级指标评估模块303和优质用户筛选模块304；

其中，需求响应有效性判断模块301用于根据采集的历史需求响应数据，将若干个用户进行需求响应有效性判断，得到各用户的初步有效响应负荷；

第一层级指标评估模块302用于根据初步有效响应负荷，将各用户进行第一层级指标评估，获得各用户对应的第一响应评价得分；

第二层级指标评估模块303用于根据各第一响应评价得分和预设筛选条件，筛选出若干个需求响应参与用户，根据历史需求响应数据，将各需求响应参与用户进行第二层级指标评估，获得各需求响应参与用户对应的第二响应评价得分；

优质用户筛选模块304用于根据各第二响应评价得分，将各需求响应参与用户进行优质用户筛选，得到优质需求响应用户。

实施本发明实施例，可以利用两层递进式有效需求响应容量计算和得分评定，可在满足第一层级的需求响应容量的用户中，精准筛选出具体需求响应时段能满足需求响应的优质用户，从而解决电网和用户之间需求响应邀约量冗余过大的问题。明通过具体时段的电力用户需求响应有效容量及细化评分分数段，可解决实际响应过程中单体用户响应精准度不够的问题。

另外，本申请实施例还提供一种计算机设备，计算机设备包括处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意方法实施例中的步骤。

上述的一种电力需求响应的用户筛选系统可实施上述方法实施例的一种电力需求响应的用户筛选方法。上述方法实施例中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。本申请实施例的其余内容可参照上述方法实施例的内容，在本实施例中，不再进行赘述。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。