电力需求侧参与缓解配电线路过载的方法

摘要

本发明公开了一种电力需求侧参与缓解配电线路过载的方法，对于实际配电线路中可能出现的线路过载的情况，通过对用户用电特征的分析，进行需求侧可调度容量预测，提出基于价格的需求侧作用手段，根据反映用户负荷变化与电力价格变化关联关系的需求弹性矩阵，运用峰谷电价对负荷曲线进行作用，实现移峰填谷，再对仍然存在一定的过载风险的高峰段使用基于激励的需求侧策略，以经济损失的最小作为可中断负荷切除的标准，最终使得线路过载的风险大幅度下降。本发明给出了不同行业的可调度容量的分析方法，提供了电价对负荷曲线的作用方法，给出了高峰时段内可中断负荷的切负荷方案的优化方法。

主权项

一种电力需求侧参与缓解配电线路过载的方法，其特征在于，所述方法通过模糊均值C算法对同一负荷的不同日的负荷曲线以及不同负荷的曲线进行聚类分析计算，挖掘其可调度容量，对目标日负荷曲线运用弹性系数矩阵E进行削峰填谷，对价格作用后高峰时段的负荷进行可中断负荷的切负荷寻优，制定损失最小的切负荷方案；所述对目标日负荷曲线运用弹性系数矩阵E进行削峰填谷通过下述方法实现：(a1)电力需求弹性反映了用电量的相对变动对电价相对变动的反映程度，因此，可定义某一时段t的电力需求价格弹性系数ε_t如式(1)所示：${ϵ}_t=-\frac{\partial W_t/W_t}{\partial {\rho }_t/{\rho }_t}---\left(1\right)$其中，W_t为时段t的用电量；ρ_t为时段t的电价；为W_t的相对增量；为ρ_t的相对增量；在实际情况中，用户在时段t用电量不仅与当时的电价有关，还将受到其他时段电价影响；式(1)中偏导符号的运用就是表示时段的电量t不仅是时段t电价的函数，也是其他时段电价的函数；因此，弹性系数矩阵的结构如式(2)所示：(a2)对于各行业的特性不同，使用不同的价格弹性矩阵，工业负荷对价格较敏感，商业负荷对价格较不敏感；(a3)将日负荷分为24等份，即为1～24h，取每段时间i内的功率P_i进行计算，可得公式(3)如下：$\left[\begin{array}{c}\partial P_1/P_1\\ \partial P_2/P_2\\ .\\ .\\ .\\ \partial P_{24}/P_{24}\end{array}\right]=E\left[\begin{array}{c}\partial {\rho }_1/{\rho }_1\\ \partial {\rho }_2/{\rho }_2\\ .\\ .\\ .\\ \partial {\rho }_{24}/{\rho }_{24}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{ϵ}_{11}& ...& {ϵ}_{124}\\ .& & .\\ .& & .\\ .& & .\\ {ϵ}_{241}& ...& {ϵ}_{2424}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\partial {\rho }_1/{\rho }_1\\ \partial {\rho }_2/{\rho }_2\\ .\\ .\\ .\\ \partial {\rho }_{24}/{\rho }_{24}\end{array}\right]---\left(3\right)$实现新的峰谷电价后的用电量为：(a4)模型中用了峰谷电价作为控制变量参与缓解配电线路过载的优化计算，峰谷电价将直接决定移峰效果，通过对目标日的峰时段负荷曲线与基准日的峰时段负荷曲线的最小二乘拟合，确定适应本模型的最优峰谷电价；目标函数如下：$F_1=\mathrm{Min}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{(\Delta P_{t,i}-\Delta P_{\mathrm{overload},i})}^2---\left(5\right)$式中，i表示各分类用户，ΔP_t,i表示各类用户的日负荷曲线基于价格响应所产生的变化量，ΔP_overload,i表示各类用户实际每一时间段的过载量或者为主站下达的各类用户各时段过载切除量；(a5)为了保证寻优计算中的可选电价符合峰谷电价的制定原则，引入峰谷电价比γ，γ＝ρ_f/ρ_g，约束条件如下：A_min≤γ≤A_max   (6)A_min和A_max分别为其下限和上限；目前峰谷电价比γ集中在1.96:1和5:1之间；(a6)考虑到分时电价的实行可能会给供电方带来经营风险，谷时段的电网边际成本为ρ_min，峰时段边际成本为ρ_max，电价服从以下约束：ρ_min≤ρ≤ρ_max   (7)。