本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)用戶耗電量的計算方法，特別是涉及了一種考慮不確定性電量電價彈性矩陣的耗電量估測方法。

背景技術：

以風能和太陽能為代表的新能源發(fā)電具有間歇性和波動性，隨著新能源在電力系統(tǒng)中發(fā)電比例的提高，僅依靠傳統(tǒng)發(fā)電機組實現(xiàn)電力供需平衡已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)需求。電力需求響應是通過負荷的主動行為，幫助系統(tǒng)實現(xiàn)平衡，當系統(tǒng)供電不足時削減負荷，當系統(tǒng)供電充裕時增加負荷。價格機制是實現(xiàn)負荷參與需求響應的主要市場手段，電量電價彈性矩陣可以清晰的表示出耗電量變化與價格變化之間的關系。

然而，目前的現(xiàn)有電力需求響應的用電量和電價關系中沒有考慮不確定性因素，比如通信設備故障、控制設備故障、設備隨機啟停和外界環(huán)境溫度變化都沒有被考慮到彈性矩陣中，不利于電力需求響應的電量預測和電價制定。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述背景技術中的問題，本發(fā)明提供了一種考慮不確定性電量電價彈性矩陣的耗電量估測方法，可以將多重不確定性與電量電價彈性矩陣統(tǒng)一表示，便于指導電力系統(tǒng)中需求響應的電量預測和電價制定：

本發(fā)明采用的技術方案是：

首先執(zhí)行價格機制的電力需求響應，用戶的用電量受價格機制和不確定性因素影響，不確定性因素包括不確定性內(nèi)部因素和不確定性外部因素，構建用電量電價彈性矩陣e1、用電量內(nèi)因彈性矩陣e2和用電量外因彈性矩陣e3，并利用三個矩陣計算獲得執(zhí)行需求響應機制后的耗電量。

所述的價格機制是指將一天時間劃分為n個時間段，用戶在各個時間段的用電電價不同，每個時間段的用電電價表示為pi。

所述的不確定性內(nèi)部因素主要包括通信設備故障、控制設備故障和設備隨機啟停，所述的不確定性外部因素主要包括外界環(huán)境溫度變化。

所述的方法在執(zhí)行價格機制的需求響應下具體為：

1)計算價格機制的自彈性系數(shù)和互彈性系數(shù)，再構建用電量電價彈性矩陣e1：

本時間段的用電電價變化會影響本時間段的用電量，采用以下公式計算每個時間段的價格機制需求響應的自彈性系數(shù)εii：

式中，△qi表示第i時間段用電量相比執(zhí)行需求響應之前的變化，△pi表示第i時間段的用電電價相比執(zhí)行需求響應之前的變化，qi表示執(zhí)行需求響應之前第i時間段用戶的用電量，pi表示執(zhí)行需求響應之前第i時間段的用電電價，i表示時間段的序號；

本時間段的用電電價變化也會影響其他時間段的用電量，采用以下公式計算每兩個時間段的價格機制需求響應之間的互彈性系數(shù)εij：

式中，△pj表示第j時間段的用電電價相比執(zhí)行需求響應之前的變化，pj表示執(zhí)行需求響應之前第j時間段的用電電價；

采用以下公式計算電量變化與價格機制之間的關系作為用電量電價彈性矩陣e1：

2)計算不確定性內(nèi)部因素的自彈性系數(shù)和互彈性系數(shù)，再構建用電量內(nèi)因彈性矩陣e2：

本時間段的不確定性內(nèi)部因素會影響本時間段的用電量，采用以下公式計算每個時間段的不確定性內(nèi)部因素需求響應的自彈性系數(shù)ρii，類比于電量電價的自彈性系數(shù)：

ρii＝-△qi/qi,i∈[1,n]

式中，△qi表示第i時間段用電量相比執(zhí)行需求響應之前的變化，qi表示執(zhí)行需求響應之前第i時間段用戶的用電量，i表示時間段的序號；

本時間段的不確定性內(nèi)部因素也會影響其他時間段的用電量，采用以下公式計算每個時間段的不確定性內(nèi)部因素需求響應的互彈性系數(shù)ρij：

ρij＝-△qi/qi,i∈[1,n],j∈[1,n]，i≠j

采用以下公式計算電量變化與不確定性內(nèi)部因素之間的關系作為用電量內(nèi)因彈性矩陣e2：

3)計算不確定性外部因素的自彈性系數(shù)和互彈性系數(shù)，再構建用電量外因彈性矩陣e3：

本時間段的不確定性外部因素會影響本時間段的用電量，采用以下公式計算每個時間段的不確定性外部因素需求響應的自彈性系數(shù)σii：

式中，△qi表示第i時間段用電量相比執(zhí)行需求響應之前的變化，qi表示執(zhí)行需求響應之前第i時間段用戶的用電量，i表示時間段的序號，△oi表示第i時間段外界環(huán)境溫度值相比執(zhí)行需求響應之前的變化，oi表示執(zhí)行需求響應之前第i時間段的外界環(huán)境溫度值；

本時間段的不確定性外部因素也會影響其他時間段的用電量，采用以下公式計算每個時間段的不確定性外部因素需求響應的互彈性系數(shù)σij：

采用以下公式計算電量變化與不確定性外部因素之間的關系作為用電量外因彈性矩陣e3：

4)采用以下公式計算獲得執(zhí)行需求響應后的耗電量：

其中，q’i表示執(zhí)行需求響應后的第i時間段的用電量，i＝1～n；ii表示不確定性內(nèi)部因素在第i時間段是否發(fā)生的概率。

對于所述不確定性內(nèi)部因素，當出現(xiàn)通信設備故障、控制設備故障和設備關機的情況時，會導致需求響應失敗，將不確定性內(nèi)部因素在第i時間段是否發(fā)生的概率表示為ii，不確定性內(nèi)部因素發(fā)生則ii等于1，不確定性內(nèi)部因素不發(fā)生則ii等于0。

對于所述不確定性外部因素，當外界環(huán)境溫度出現(xiàn)過高或過低時，會影響用戶對空調(diào)、熱泵等溫控負荷的調(diào)控，第i時間段的外界環(huán)境溫度值表示為oi。

然而，目前的電量電價彈性矩陣沒有考慮不確定性因素，比如通信設備故障、控制設備故障、設備隨機啟停和外界環(huán)境溫度變化都沒有被考慮到彈性矩陣中，不利于電力需求響應的電量預測和電價制定。

本發(fā)明在耗電量估測中引入了不確定性因素進行需求響應，使得用戶用電的狀況緊密結合到用電情況統(tǒng)計和控制用電過程中，來提高電量利用率，提高穩(wěn)定性，有利于不利于電力需求響應的電量預測和電價制定。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明將不確定性內(nèi)部因素以及不確定性外部因素考慮進電量電價彈性矩陣并進行統(tǒng)一表示，提高需求響應下耗電量估測的精確度，用于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，便于指導電力需求響應工作的開展，為電量預測和電價政策提供依據(jù)。

附圖說明

圖1是考慮不確定性的電量電價彈性矩陣示意圖。

具體實施方式

以下結合實施例及其附圖作進一步說明。

本發(fā)明的實施例如下：

(1)具體實施將1天時間劃分為3個時間段，執(zhí)行需求響應前1天的電價恒定為耗電量為

執(zhí)行需求響應后，每個時間段的電價為

因此，計算得假設此用戶的電量電價彈性矩陣e1為

(2)不確定性內(nèi)部因素發(fā)生的概率為通過公式ρij＝-△qi/qi＝-εij·(△pj/pj),i∈[1,n],j∈[1,n]求得電量內(nèi)因彈性矩陣e2為

(3)外界環(huán)境溫度預測值為實際值為因此，計算得

通過實施仿真統(tǒng)計獲得此用戶的電量外因彈性矩陣e3為

(4)綜合考慮不確定性內(nèi)部因素和不確定性外部因素的電量電價彈性矩陣可以求得執(zhí)行需求響應后的耗電量為：

由此可見，本發(fā)明通過考慮不確定性的電量電價彈性矩陣，有效計算出了執(zhí)行需求響應后的耗電量。便于指導電力需求響應工作的開展，為電量預測和電價政策提供依據(jù)，實現(xiàn)了其技術效果。