分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法

摘要

分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法，包括：对分布式发电系统或微电网及区域内所有电力用户进行详细的电力需求、用电情况及参与保险意愿等调研，将整个区域划分为若干个电能质量层级子区域；对各层级子区域分别布置电能质量监测装置，获取其电能质量各单项指标数据；采用一种基于模糊一致性判断矩阵的改进AHP法和灰色理论建立综合评价体系，得到各子区域的电能质量综合评估等级指标；拟合各层级子区域电力用户总费用的各组成项与电能质量综合评估等级的关系，构建电力用户意愿支付函数；结合质量保险理论，构建系统运营方的利润函数；构建电能按质定价模型，获得各层级子区域电力用户向系统运营方支付的电价水平。

主权项

一种分布式发电系统和微电网的电能按质定价方法，包括如下步骤： 步骤1、对分布式发电系统或微电网运营方及区域内所有电力用户进行详细的电力需求、用电效益情况、参与保险意愿等多个方面的详细调研，并根据调研结果将整个区域合理划分为N个电能质量层级子区域；各电能质量层级可记为q_i(i＝1,2,...,N)，层级越高表示该子区域用户对电能质量水平的需求越高； 步骤2、对各层级子区域分别布置电能质量监测装置，获取其电能质量各单项指标数据，并将各监测装置所获信息汇集至分布式发电系统或微电网电能质量监控中心； 步骤3、根据所得电能质量各单项指标数据，采用一种基于模糊一致性判断矩阵的改进层次分析法(AHP)和灰色理论建立综合评价体系，得到各子区域的电能质量综合评估等级指标。其具体步骤又可细分为： 步骤301，根据实际情况合理选择n个电能质量单项指标集合，建立综合评估的多指标体系，并实现各指标的归一化处理和等级界线划分； 步骤302，采用0.1～0.9标度法，并通过专家打分建立模糊一致性判断矩阵G＝(g_ij)_n×n，通过式子e_ij＝g_ij/g_ji将其转化为正互反矩阵E＝(e_ij)_n×n，并输入误差限制ε和最大迭代次数M，进而采用几何平均法和迭代计算方法求得满足精度要求的权重排序向量W＝(w_i)_n； 步骤303，通过灰色理论求取关联度矩阵(设有m个样本)： ①构建初始样本指标矩阵B＝(b_ij)_n×m； ②通过式子将样本数据无量纲化，得到矩阵X＝(x_ij)_n×m；③通过式子(i＝2,3,...m；k＝1,2,...n)计算关联系数，并得到关联矩阵Y＝(y_ij)_n×(m‑1)，其中：Δ_i(k)＝|x_ki‑x_1i|，ρ＝0.5， 步骤304，通过式子λ＝10×(W*Y)，得到电能质量综合评估指标数据并取整为电能质量等级q_i(i∈[1,10]) 步骤4、根据步骤1中相关调研数据，拟合各层级子区域电力用户总费用C_Ti的各组成项与电能质量综合评估等级q_i的关系，主要包括：用户电能基本费用C_B、各层级平均质量治理费用C_Zi和各层级用户平均电能使用费用C_Ui；C_B可设为常数，C_Zi和C_Ui可分别基于调研数据进行数据拟合： ①C_Zi与用户定制质量等级和实际质量等级之间的等级差Δq_i的关系基本符合正相关的二次函数关系 ②C_Ui与电能质量层级q_i的关系基本符合负相关的二次函数关系 如图2所示，因系统中电能质量等级设定为非连续的分层分级分布，可将上述拟合特性曲线按电能质量层级q_i离散化。设为电力用户总费用C_Ti曲线的最小值段，q^*为处对应的电能质量等级。以电力用户最经济用电角度考虑，q^*应该是电力用户最意愿选择的电能质量等级，而当该子区域实际供电质量等级为q_i时，其意愿支付函数P_i可表示为P_i＝min(C_B+C_Zi+C_Ui)‑C_Ui      (3) 步骤5、从分布式发电系统或微电网运营方角度出发，综合考虑发电成本、基本电价、质量治理费用、保险赔偿等各种因素构建系统利润函数 其中，Q_i为q_i层级电力用户的实际电能使用总量；R_i为不考虑保险因素时q_i层级的基本电价；c_i为q_i层级电力用户是否参保选择系数，参保时c_i＝1，否则c_i＝0；d_i为q_i层级电力用户参保金额比例系数，以百分比值表示；C_G表示系统实际平均发电成本，其值可通过调研确定；S_i为q_i层级参保用户的退还保险金，可表示为 其中，K_i1、K_i2为赔偿系数。 步骤6、以系统运营方利润最大化为目标，以分布式发电系统或微电网中各q_i层级电力用户的净效用剩余量U_i＝P_i‑R_i为约束，构建分布式发电系统或微电网电能按质定价优化模型 求解该优化模型，可得满足按质定价原则的电能基本电价R_i，再结合用户参加保险情况，可最终获得各q_i层级用户需向分布式发电系统或微电网运营方支付的电价水平 。