[发明专利]一种季节性分时电价优化制定方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网需求侧管理领域，涉及分时电价制定方法，具体涉及一种季节性分时电价优化制定方法。

背景技术

近年来，我国经济不断发展，科技水平不断提高，人们对于高质量能源的需求也随之不断提高，如何应对来自气候变化的影响，保障能源安全、高效、清洁使用成为了热议话题，由此所引发的世界范围内的能源革命悄然来临。在电力行业中，随着智能电网的推广和电力市场的完善，对需求侧资源的重视程度不断加深，需求侧管理正在成为各国优先发展的策略。需求侧管理是通过采取有效措施，引导电力用户科学用电、合理用电、节约用电，提高电能利用效率，优化资源配置，保护环境，实现最低成本的电力服务所进行的用电管理活动。作为需求侧管理的重要手段，以分时电价、实时电价等为代表的需求侧响应正在世界范围内开展实施，并取得了良好的实际效果。目前，我国已有28个省市实施了分时电价策略，实施对象主要集中在工业、商业和农业。这种电价策略不同于传统电价，它基于规制经济学中的高峰负荷定价理论，根据不同时段或时期供电成本不同而使电费不同，再通过电价的变化来影响用户，使其主动地将高峰时段的电力需求部分转移到其他时段，进而达到削峰填谷、提高用户侧和供电侧经济性、增加电网利用率等目的。

现阶段，国内外学者对分时电价已经有很深入的研究，并且通过实施相关措施积累很多相关经验，这些研究目前主要集中在几个方面。一是基于用户侧的分时电价研究，重点是峰谷时段划分以及确定合理的峰谷电价比；二是用户需求响应模型的求取，即用户对分时电价响应行为的建模。然而，这些研究大多是以每日24时内负荷的分时电价为前提的，并没有考虑到用户负荷会因为季节变化、经济水平和地区气候等因素发生变化。因此，在全年内采用固定的峰谷分时电价在实际实施中缺少灵活性，不能够有效地调动用户合理用电的积极性。特别是近年来，我国第三产业用电和居民用电不断增加，导致了用于供热和制冷的负荷不断增加，这部分负荷绝大多数发生在峰时段，而供暖和制冷的负荷明显与季节相关，因此在制定分时电价的过程中，充分考虑负荷的季节特性是十分必要的。

本发明在现有分时电价研究的基础上，对区域用户负荷特性进行分析，建立具有季节特性的用户响应模型，并通过制定优化目标，对季节分时电价进行多目标求解，得到满足季节需求的最优分时电价。基于这种方法求取的季节性分时电价能够同时满足用电侧和供电侧的季节性要求，充分考虑季节特性，尊重用户用电习惯，有效改善负荷曲线，提高负荷率，实现削峰填谷，对于地区分时电价的制定具有指导意义。

发明内容

本发明提出一种季节性分时电价制定方法，包括以下步骤：

1)用户负荷数据预处理，根据预处理后的用户负荷特性，采用聚类分析法进行负荷的季节性时段划分及峰谷时段划分；

2)基于需求价格弹性理论，建立考虑季节特性的用户响应模型；

3)兼顾考虑用户侧和供电侧，以用户用电支出、用电习惯满意度和曲线负荷率作为优化目标建立优化模型；

4)采用带精英策略和离差排序的快速非支配排序遗传优化算法求解多目标函数，获得综合最优电价。

进一步，步骤1)包括：

S101：采用异常数据剔除和缺失数据插值重构的数据预处理方法，对用户负荷数据进行预处理；

S102：基于连续一年的用户负荷数据，进行峰谷时段划分和季节性时段划分。

峰谷时段划分是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平时段、低谷多个时段，对各时段分别制定不同的电价；分时电价中，平时段电价通常为基础电价，高峰、低谷时段电价通常是以平时段电价为基础进行上下浮动，分时电价可以表示为：

p_k＝p₀(1+α)

式中k＝1,2,3表示高峰、平时段、低谷三个时段，p_k表示k时段的电价；p₀表示平均电价；α为i时段电价相对平均电价浮动比例，满足-1<α<1，其中-1<α<0表示向下浮动，即为低谷时段电价，0<α<1表示向上浮动，即为高峰时段电价，α＝0表示不浮动，即为平时段电价。

季节时段划分是根据负荷曲线的相似程度，结合时间尺度为分类标准，采用模糊C均值聚类算法对用户用电负荷曲线进行聚类分析，得到可表征区域季节电量特性的负荷类别：