一种基于用户响应的分时电价制定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于用户响应的分时电价制定方法，涉及电力系统需求侧响应领域，包括根据模糊聚类方法对用电时段进行划分；根据用户响应度对用电时段划分进行修正；结合建立用户响应行为模型，设定优化目标和约束条件；建立分时电价模型，得到用电时段划分情况和分时电价制定结果。本发明专利技术避免了人为主观因素对分类结果的影响，对于已经实施过分时电价的地区，采用用户响应度对划分方式进行修正，确保已经实施分时电价且实施效果良好的时段得以保留，很好地维持了原始曲线的峰谷特性，有利于电价方案的长期实施，同时使用户的用电成本有一定程度的下降，有利于激发用户参与响应的积极性。积极性。积极性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于用户响应的分时电价制定方法


[0001]本专利技术涉及电力系统需求侧响应领域，特别是一种基于用户响应的分时电价制定方法。

技术介绍

[0002]分时电价是基于价格的需求响应方式之一，通过价格信号引导用户自发调整用电方式，在削峰填谷、平稳负荷、缓解电力供应紧张、提高负荷率、促进新能源消纳等方面发挥了重要的作用。分时电价的主要内容包括用电时段的划分和分时电价的制定，电价政策将直接影响到用户的电费支出和电力公司的电费收益。因此，合理的分时电价政策就显得尤为重要。
[0003]目前，有关用电时段的划分方式主要集中在以下两个方面：一是基于用户的负荷曲线进行分析：传统方法主要通过半梯度隶属度函数对时段进行划分，但未能解决分类边界隶属度值难以确定的问题。针对该问题有学者提出了考虑用户响应度的时段划分模型，解决了上述问题。二是基于供电成本变化分析，虽然该方法反映了不同时间的供电成本，但忽略了分时电价引导需求改变的价格职能。
[0004]另一方面，分时电价能够引导用户对自身用电行为进行调整，因此研究电价对用户用电行为的改变情况也是十分重要的。当前针对需求响应行为的建模方法主要有三种：第一种是基于价格弹性矩阵对用户在不同时段的负荷调整行为进行描述；第二种是基于统计学的建模方法，通过分析历史数据对用户的电价
‑
负荷关系进行拟合，建立回归模型；第三种是考虑消费者心理学，分析得到用户价格变化
‑
响应程度的分段曲线。
[0005]本申请公开了一种基于用户响应和考虑峰谷倒置的分时电价制定方法，通过设置峰谷电价比来维持曲线原有的峰谷特性有时并不能完全维持原有的峰谷特性，为了避免这一问题，本专利技术对峰谷约束条件进行了描述并设置在模型中，相比传统模型能够较好地维持峰谷特性，防止实施分时电价后扭曲峰谷特性而导致对分时电价的频繁调整，有利于降低电费和供电成本，实现双赢。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于上述和/或现有的基于用户响应的分时电价制定方法中存在的问题，提出了本专利技术。
[0008]因此，本专利技术所要解决的问题在于如何提供一种基于用户响应的分时电价制定方法。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于用户响应的分时电价制定方法，其包括，根据模糊聚类方法对用电时段进行划分；根据用户响应度对用电时段划
分进行修正；根据电量价格弹性矩阵和消费者心理学相结合建立用户响应行为模型，设定优化目标和约束条件；根据优化目标和约束条件，建立分时电价模型，得到用电时段划分情况和分时电价制定结果。
[0010]作为本专利技术所述基于用户响应的分时电价制定方法的一种优选方案，其中：所述模糊聚类方法包括，定义典型日负荷曲线上各点分别组成时刻集合T＝{t1,t2,
…
t
24
}和负荷集合采用偏大型半梯度隶属度函数计算各时刻的峰隶属度采用偏小型半梯度隶属度函数计算各时刻的谷隶属度公式如下：
[0011][0012]以各时刻的峰谷隶属度为统计量，分别形成峰谷隶属度集合x
i
和原始矩阵X；
[0013][0014]式中将矩阵中的数据进行标准化处理；
[0015][0016]建立模糊相似矩阵R；
[0017][0018]式中，r
ij
为模糊相似矩阵中的元素，且有r
ij
∈[0,1]。
[0019]作为本专利技术所述基于用户响应的分时电价制定方法的一种优选方案，其中：所述对用电时段进行划分包括，求解传递闭包t(R)，对模糊相似矩阵R依次求二次方，当第一次出现时，R
k
就是所求得的传递闭包，将传递闭包定义为：
[0020]t(R)＝(t
ij
)
24
×
24
[0021]求取传递闭包在不同聚类水平δ下的截矩阵R
δ
；
[0022]R
δ
＝(δγ
ij
)
24
×
24
，
[0023]在δ由1减小的过程中，不同的聚类水平下会产生不同的分类结果，当聚类数取3时，得到高峰、平时和低谷的聚类集合T
p
、T
f
、T
v
，即定义为峰时段、平时段和谷时段。
[0024]作为本专利技术所述基于用户响应的分时电价制定方法的一种优选方案，其中：所述用户响应度包括，各时点t
i
的响应度
[0025][0026]式中：N为参与分时电价不同类型用户的种类数；λ
j
为第j类用户在所有用户中用电量的占比；为第j类用户在时点t
i
的响应度：
[0027]式中：为实施分时电价前后第j类用户在时段t
i
占所有分时电价用户用电量比重变化的差值；为实施分时电价前后第j类用户占所有分时电价用户用电量比重变化的差值；为实施分时电价前后第j类用户在时段t
i
占日用电总量比重变化的差值；为实施分时电价前后第j类用户占日用电总量比重变化的差值。
[0028]作为本专利技术所述基于用户响应的分时电价制定方法的一种优选方案，其中：所述进行修正包括，在已经实施分时电价的区域对用电时段进行重新划分需要考虑用户的响应程度，当用电时段响应程度明显时，保留原有的划分方式；当用电时段响应程度不明显时，按照模糊聚类方法的划分结果确定。
[0029]作为本专利技术所述基于用户响应的分时电价制定方法的一种优选方案，其中：所述电量价格弹性矩阵包括，利用电量价格弹性矩阵建立用户的负荷转移模型；以一天n个用电时段为一个周期，则时段i在实施分时电价后的负荷描述为：
[0030][0031]式中，Q
i
为分时电价后时刻i的负荷，Q
i
·0为分时电价前时刻i的原始负荷，ε
ik
为时刻i和k之间的弹性系数，p
k
和p
k
·0分别为分时电价后和分时电价前时刻i的电价；定义时刻i的用电量变化率为
[0032]令为峰谷电价浮动比，代入上式，得到：
[0033]式中表示因其他时刻电价变化而导致向时刻i的用电量转移，ε
ii
l
i
表示时刻i电价变化导致的用电量增减；
[0034]在考虑负荷的自弹性和交叉弹性效应后，每个用电时段的负荷削减和转移的比例系数表示为：
[0035][0036]式中，T
p
,T
f
,T
v
分别为用电峰时段、平时段和谷时段，λ
pp...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于用户响应的分时电价制定方法，其特征在于：根据模糊聚类方法对用电时段进行划分；根据用户响应度对用电时段划分进行修正；根据电量价格弹性矩阵和消费者心理学相结合建立用户响应行为模型，设定优化目标和约束条件；根据优化目标和约束条件，建立分时电价模型，得到用电时段划分情况和分时电价制定结果。2.如权利要求1所述的基于用户响应的分时电价制定方法，其特征在于：所述模糊聚类方法包括，定义典型日负荷曲线上各点分别组成时刻集合T＝{t1,t2,
…
t
24
}和负荷集合采用偏大型半梯度隶属度函数计算各时刻的峰隶属度采用偏小型半梯度隶属度函数计算各时刻的谷隶属度公式如下：以各时刻的峰谷隶属度为统计量，分别形成峰谷隶属度集合x
i
和原始矩阵X；式中将矩阵中的数据进行标准化处理；建立模糊相似矩阵R；式中，r
ij
为模糊相似矩阵中的元素，且有r
ij
∈[0,1]。3.如权利要求1或2所述的基于用户响应的分时电价制定方法，其特征在于：所述对用电时段进行划分包括，求解传递闭包t(R)，对模糊相似矩阵R依次求二次方，当第一次出现时，R
k
就是所求得的传递闭包，将传递闭包定义为：t(R)＝(t
ij
)
24
×
24
求取传递闭包在不同聚类水平δ下的截矩阵R
δ
；R
δ
＝(δγ
ij
)
24
×
24
，在δ由1减小的过程中，不同的聚类水平下会产生不同的分类结果，当聚类数取3时，得
到高峰、平时和低谷的聚类集合T
p
、T
f
、T
v
，即定义为峰时段、平时段和谷时段。4.如权利要求3所述的基于用户响应的分时电价制定方法，其特征在于：所述用户响应度包括，各时点t
i
的响应度的响应度式中：N为参与分时电价不同类型用户的种类数；λ
j
为第j类用户在所有用户中用电量的占比；为第j类用户在时点t
i
的响应度：式中：为实施分时电价前后第j类用户在时段t
i
占所有分时电价用户用电量比重变化的差值；为实施分时电价前后第j类用户占所有分时电价用户用电量比重变化的差值；为实施分时电价前后第j类用户在时段t
i
占日用电总量比重变化的差值；为实施分时电价前后第j类用户占日用电总量比重变化的差值。5.如权利要求1、2或4任一所述的基于用户响应的分时电价制定方法，其特征在于：所述进行修正包括，在已经实施分时电价的区域对用电时段进行重新划分需要考虑用户的响应程度，当用电时段响应程度明显时，保留原有的划分方式；当用电时段响应程度不明显时，按照模糊聚类方法的划分结果确定。6.如权利要求5所述的基于用户响应的分时电价制定方法，其特征在于：所述电量价格弹性矩阵包括，利用电量价格弹性矩阵建立用户的负荷转移模型；以一天n个用电时段为一个周期，则时段i在实施分时电价后的负荷描述为：式中，Q
i
为分时电价后时刻i的负荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆生，张彦，李震，朱永清，陈巨龙，张裕，张兆丰，杨婕睿，刘金森，郑飞，刘文霞，胡江，杨剑峰，龚宵，钱磊，罗重科，吕怡，汤翎艺，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：