一種基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種針對電網(wǎng)的需求響應(yīng)策略擇優(yōu)方法，具體指一種基于熵權(quán)法和最 短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，本發(fā)明屬于電網(wǎng)需求響應(yīng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和競爭市場的發(fā)展與完善，電力系統(tǒng)的利益主體逐步多 元化，需求側(cè)資源在競爭市場中的作用正在被重新認(rèn)識。電能不能大規(guī)模經(jīng)濟(jì)存儲，而且供 需雙方需要保證實(shí)時平衡。電力系統(tǒng)的這些特性要求電網(wǎng)必須預(yù)先規(guī)劃以確保系統(tǒng)運(yùn)行的 可靠性。需求響應(yīng)（Demand Response，簡稱DR)即電力需求響應(yīng)的簡稱，是指當(dāng)電力批發(fā)市 場價格升高或系統(tǒng)可靠性受到威脅時，電力用戶接收到供電方發(fā)出的誘導(dǎo)性減少負(fù)荷的直 接補(bǔ)償通知或者電力價格上升信號后，改變其固有的習(xí)慣用電模式，達(dá)到減少或者推移某 時段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng)，從而保障電網(wǎng)穩(wěn)定，并抑制電價上升的短期行為。在引入 需求響應(yīng)以后，由于需求響應(yīng)的立足點(diǎn)是放松零售價格管制并提高需求彈性，它也是全面 參與電力市場的新資源，因而，可以用相對低廉的成本來解決這些問題。因此，對需求響應(yīng) 策略擇優(yōu)的研究，具有重大的研究意義和實(shí)用價值。
[0003] 目前，需求響應(yīng)策略有很多方案。通常將各種需求響應(yīng)策略分為三類，第一類是基 于價格的需求響應(yīng)，包括分時電價項(xiàng)目（T0U)、尖峰電價項(xiàng)目（CPP)、實(shí)時電價項(xiàng)目（RTP)以 及分時電價與尖峰電價相結(jié)合（T0U+CPP)項(xiàng)目。第二類是基于激勵的需求響應(yīng)項(xiàng)目，包括 直接負(fù)荷控制（DLC)、緊急需求響應(yīng)（EDRP)、容量/輔助服務(wù)計(jì)劃（CAP)和可中斷負(fù)荷（1/ C)項(xiàng)目。第三類是基于價格和基于激勵相結(jié)合的需求響應(yīng)項(xiàng)目，包括分時電價與直接負(fù)荷 控制結(jié)合（T0U+DLC)，分時電價與緊急需求響應(yīng)相結(jié)合（T0U+EDRP)、分時電價與容量/輔助 服務(wù)計(jì)劃相結(jié)合（T0U+CAP)以及分時電價與可中斷負(fù)荷相結(jié)合（T0U+I/C)。需求策略方案 眾多，因此對這些項(xiàng)目進(jìn)行擇優(yōu)選取從而獲得最有效項(xiàng)目是十分必要的。故對不同的需求 響應(yīng)策略進(jìn)行分析并選取最優(yōu)策略具有十分重大的研究意義和實(shí)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于熵權(quán)法和最短距 離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，本擇優(yōu)方法對于不同決策者的不同利益需求，能夠有效的 選擇適合的需求響應(yīng)策略。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，步驟如下，
[0007] 1)根據(jù)可避免負(fù)荷和可轉(zhuǎn)移負(fù)荷的組合模型求出相應(yīng)的需求響應(yīng)策略；所述需 求響應(yīng)策略包含m個項(xiàng)目，每個項(xiàng)目對應(yīng)相同的n個評價指標(biāo)，得到m個項(xiàng)目共mXn個指 標(biāo)構(gòu)成的決策矩陣D mH<n;該矩陣的行對應(yīng)各個需求響應(yīng)項(xiàng)目，列表示各個需求項(xiàng)目對應(yīng)的各 項(xiàng)指標(biāo)；
[0008] 2)按下式將決策矩陣中的每項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的決策矩陣中的項(xiàng)r lk;
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，其特征在于，步驟如下， 1) 根據(jù)可避免負(fù)荷和可轉(zhuǎn)移負(fù)荷的組合模型求出相應(yīng)的需求響應(yīng)策略；所述需求響 應(yīng)策略包含m個項(xiàng)目，每個項(xiàng)目對應(yīng)相同的n個評價指標(biāo)，得到m個項(xiàng)目共mXn個指標(biāo)構(gòu) 成的決策矩陣Dm#n;該矩陣的行對應(yīng)各個需求響應(yīng)項(xiàng)目，列表示各個需求項(xiàng)目對應(yīng)的各項(xiàng)指 標(biāo)； 2) 按下式將決策矩陣中的每項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的決策矩陣中的項(xiàng)rlk;
其中xlk指決策矩陣D_第1行第k列的評價指標(biāo)； 3) 按下式對第2)步標(biāo)準(zhǔn)化后的決策矩陣中的項(xiàng)rlk進(jìn)行加權(quán)，得到矩陣V: Vlk=WkXrlk;其中Wk為第k項(xiàng)指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重； 4) 確定最佳方案和最差方案；最佳方案匕+對應(yīng)矩陣V(矩陣V是第3)步加權(quán)后所有項(xiàng) 構(gòu)成的矩陣）每列中正的最大值和負(fù)的最小值，最差方案f對應(yīng)矩陣V每列中正的最小值 和負(fù)的最大值，即：
5) 計(jì)算每個項(xiàng)目與最優(yōu)方案和最差方案間的距離；
6) 按下式計(jì)算每個項(xiàng)目的均距
7) 根據(jù)Q的大小對各個需求響應(yīng)項(xiàng)目排序，Ci越大，項(xiàng)目越有效。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，其特征 在于，可避免負(fù)荷和可轉(zhuǎn)移負(fù)荷的組合模型按如下方法獲得， 1) 假設(shè)實(shí)施分時電價和需求響應(yīng)前的平均電價為Po,實(shí)施分時電價和需求響應(yīng)后，根 據(jù)分時電價方案，峰平谷三段時間劃分為TpTk，峰谷平電價分別為：高峰電價Ph元/ kWh，平段電價？"元/kWh，谷段電價P1元/kWh，用戶發(fā)生響應(yīng)的激勵報(bào)酬A元/kWh; 2) 根據(jù)歷史分時電價和需求響應(yīng)數(shù)據(jù)獲得用戶需求價格彈性數(shù)據(jù)； 3) 將前面兩步得到的相關(guān)數(shù)據(jù)代入下式中，得到用電需求d(i)，算出針對不同用戶的 最大收益用電方式；
式中^(i)為i時段實(shí)行分時電價前的原始負(fù)荷；d(i)為i時段實(shí)行分時電價后的需 求響應(yīng)新負(fù)荷；Pt!為原始平均電價；P為各時段分時電價；E(i)為自彈性；Eji,j)為交叉彈 性；A(j)為激勵報(bào)酬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，其特征 在于，權(quán)重Wk按如下方法獲得： 對第k個指標(biāo)，其不確定性可表示為：
其中，U是正實(shí)數(shù)，U= (lnmr1;!!!表示需求響應(yīng)項(xiàng)目數(shù)； 設(shè)決策矩陣D為：
該矩陣的行對應(yīng)各個需求響應(yīng)項(xiàng)目，列表示各個需求項(xiàng)目對應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)；將矩陣D中每個指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化為：
將式（26)代入式（24)可獲得第k個指標(biāo)的不確定性EEk;第k個指標(biāo)的偏離度ddk為： ddk= 1-EEk\*MERGEFORMAT(27) 第k個指標(biāo)的權(quán)重Wk為：
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，其特征 在于，決策者判斷各指標(biāo)權(quán)重是否滿足需求，如不能滿足需要則根據(jù)需要進(jìn)行權(quán)重修正，修 正時，對需要修正的指標(biāo)權(quán)重賦以一定的修正系數(shù)Ak，從而獲得該指標(biāo)的修正權(quán)重，即：
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，其特征 在于，所述項(xiàng)目分為三類，每類4個，共12個項(xiàng)目，即m為12 ;第一類是基于價格的需求響 應(yīng)，包括分時電價項(xiàng)目TOU、尖峰電價項(xiàng)目CPP、實(shí)時電價項(xiàng)目RTP以及分時電價與尖峰電價 相結(jié)合項(xiàng)目TOU+CPP;第二類是基于激勵的需求響應(yīng)項(xiàng)目，包括直接負(fù)荷控制DLC、緊急需 求響應(yīng)EDRP、容量/輔助服務(wù)計(jì)劃CAP和可中斷負(fù)荷項(xiàng)目I/C;第三類是基于價格和基于激 勵相結(jié)合的需求響應(yīng)項(xiàng)目，包括分時電價與直接負(fù)荷控制結(jié)合TOU+DLC、分時電價與緊急需 求響應(yīng)相結(jié)合TOU+EDRP、分時電價與容量/輔助服務(wù)計(jì)劃相結(jié)合TOU+CAP以及分時電價與 可中斷負(fù)荷相結(jié)合TOU+I/C; 每個項(xiàng)目的評價指標(biāo)為5個，即n為5,分別為削峰效果、能量消耗情況、負(fù)荷率、峰谷差 以及用戶總費(fèi)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于熵權(quán)法和最短距離法的需求響應(yīng)項(xiàng)目擇優(yōu)方法，1)求出需求響應(yīng)策略；得到m個項(xiàng)目共m×n個指標(biāo)構(gòu)成的決策矩陣Dm*n；2)將決策矩陣Dm*n中的每項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的決策矩陣中的項(xiàng)rlk；3)對標(biāo)準(zhǔn)化后的決策矩陣中的項(xiàng)rlk進(jìn)行加權(quán)，得到矩陣V；4)確定最佳方案和最差方案；5)計(jì)算每個項(xiàng)目與最優(yōu)方案和最差方案間的距離；6)計(jì)算每個項(xiàng)目的均距Cl；7)根據(jù)Cl的大小對各個需求響應(yīng)項(xiàng)目排序，Cl越大，項(xiàng)目越有效。本發(fā)明對于不同決策者的不同利益需求，能夠有效的選擇適合的需求響應(yīng)策略。
【IPC分類】G06Q50-06, G06Q10-04
【公開號】CN104573871
【申請?zhí)枴緾N201510028005
【發(fā)明人】李春燕, 王東, 張鵬, 楊強(qiáng), 羅洪飛, 張謙
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月20日