區(qū)電網(wǎng)2014年7月的日最大負(fù)荷曲線。
[0042]圖2中顯示了該地區(qū)電網(wǎng)2014年7月份每天的最大供電負(fù)荷，可以看出月負(fù)荷特性 呈現(xiàn)周期性，7天一個(gè)周期。周六、周日的供電負(fù)荷小于工作日的供電負(fù)荷。供電負(fù)荷受周 六、周日的影響比較大，所以主要分析該地區(qū)各電力用戶7月份正常工作日的用電情況。
[0043] 1.3日負(fù)荷特性分析
[0044] 電網(wǎng)日負(fù)荷曲線描述的是電網(wǎng)一天24小時(shí)的供電負(fù)荷隨時(shí)間變化的情況，但是根 據(jù)數(shù)據(jù)量測(cè)系統(tǒng)得到多條日負(fù)荷曲線，所以進(jìn)行日負(fù)荷特性分析時(shí)需要找出電網(wǎng)的典型日 負(fù)荷曲線。并且對(duì)電網(wǎng)的典型日負(fù)荷曲線進(jìn)行分析時(shí)，關(guān)鍵要得到電網(wǎng)一天的峰、平、谷時(shí) 段，也就是需要對(duì)電網(wǎng)典型日負(fù)荷曲線進(jìn)行峰谷時(shí)段的劃分。
[0045] (1)典型日負(fù)荷曲線
[0046] 圖3為某地區(qū)電網(wǎng)2014年7月的典型日負(fù)荷曲線。
[0047]通過分析電網(wǎng)的年負(fù)荷特性、月負(fù)荷特性，確定對(duì)電網(wǎng)2014年7月份正常工作日的 日負(fù)荷曲線進(jìn)行分析，圖3是對(duì)電網(wǎng)2014年7月份正常工作日的日負(fù)荷曲線相加取平均得到 的負(fù)荷曲線，把它作為電網(wǎng)的典型日負(fù)荷曲線。
[0048] (2)峰谷時(shí)段劃分
[0049] 目前很多省份都在執(zhí)行峰谷電價(jià)政策，峰谷電價(jià)是基于電網(wǎng)峰谷時(shí)段劃分執(zhí)行 的。由于各省電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用電結(jié)構(gòu)都有所不同，所以峰谷時(shí)段劃分也不同。一般每個(gè) 省份都會(huì)制定一個(gè)峰谷時(shí)段劃分表及峰谷電價(jià)表，但是每個(gè)省份不同地區(qū)的用電結(jié)構(gòu)不一 定與該地區(qū)所在省份的峰谷時(shí)段劃分表完全吻合，所以根據(jù)各個(gè)地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際供電負(fù)荷 曲線進(jìn)行峰谷時(shí)段劃分更為準(zhǔn)確。
[0050] -般電網(wǎng)的負(fù)荷曲線有著明顯的高峰和低谷。對(duì)于負(fù)荷曲線上的最低點(diǎn)，處于谷 時(shí)段的可能性為100%;對(duì)于負(fù)荷曲線上的最高點(diǎn)，處于峰時(shí)段的可能性為100%;而負(fù)荷曲 線上其余各點(diǎn)的峰谷隸屬度則根據(jù)隸屬度函數(shù)來確定。其中峰時(shí)段隸屬度由偏大型半梯形 隸屬函數(shù)來確定，谷時(shí)段隸屬度由偏小型半梯形隸屬函數(shù)來確定。本發(fā)明采用模糊隸屬度 函數(shù)法對(duì)電網(wǎng)的典型日負(fù)荷曲線進(jìn)行峰谷時(shí)段劃分，最終得到某地區(qū)電網(wǎng)的峰谷時(shí)段劃分 如下：
[0051 ] (1)峰時(shí)段:9:00-11:00、14:00-17:00。
[0052] (2)平時(shí)段：7:00-9:00、11:00-14:00、17:00-24:00。
[0053] (3)谷時(shí)段:0:00-7:00。
[0054]通過對(duì)電網(wǎng)的典型日負(fù)荷曲線進(jìn)行峰谷時(shí)段劃分，可以得到電網(wǎng)的高峰時(shí)段為9: 00-11:00、14:00-17:00，低谷時(shí)段為0:00-7:00。
[0055] 2電力用戶的負(fù)荷特性分析
[0056] 2.1典型日負(fù)荷曲線
[0057] 通過數(shù)據(jù)量測(cè)系統(tǒng)可以獲取電力用戶大量的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，從而繪制用戶每天的 日負(fù)荷曲線，但是不可能分析所有的日負(fù)荷曲線，需要找到電力用戶的典型日負(fù)荷曲線。這 里對(duì)用戶7月份正常工作日的日負(fù)荷曲線進(jìn)行聚類分析，從而找到每個(gè)用戶的典型日負(fù)荷 曲線。典型日負(fù)荷曲線作為用戶最具有代表意義的一天的負(fù)荷變化情況，對(duì)以后的研究非 常有意義。
[0058] 采集到某地區(qū)某些電力用戶7月份的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，然后繪制成多條日負(fù)荷曲線。 利用K-means對(duì)各用戶7月份正常工作日的日負(fù)荷曲線分別進(jìn)行聚類，將各用戶7月份的用 電情況分為幾類，選擇分類天數(shù)最多的那一類對(duì)應(yīng)的中心負(fù)荷曲線作為用戶的典型日負(fù)荷 曲線。圖4即為某地區(qū)7家企業(yè)7月份的典型日負(fù)荷曲線，圖5為某地區(qū)5家企業(yè)7月份的典型 日負(fù)荷曲線。
[0059] 2.2負(fù)荷特性指標(biāo)體系
[0060] 本發(fā)明定義了新的負(fù)荷特性指標(biāo)體系，包括4個(gè)特性指標(biāo)：負(fù)荷波動(dòng)率、保障經(jīng)濟(jì) 生產(chǎn)可限負(fù)荷、峰值時(shí)差率、高峰時(shí)段覆蓋率。通過電網(wǎng)與電力用戶的典型日負(fù)荷曲線可以 得到各項(xiàng)特性指標(biāo)值，不同的用戶對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)特性指標(biāo)值是不同的。
[0061] (1)負(fù)荷波動(dòng)率
[0062]負(fù)荷波動(dòng)率指用戶用電負(fù)荷的變化起伏大小，反映負(fù)荷的波動(dòng)幅度。負(fù)荷波動(dòng)率 較大的，負(fù)荷下降和上升的幅度較大，負(fù)荷不穩(wěn)定程度也大。負(fù)荷波動(dòng)率定義為：負(fù)荷有功 功率的標(biāo)準(zhǔn)差〇與負(fù)荷有功功率的算術(shù)平均值μ之比。負(fù)荷波動(dòng)率的計(jì)算模型為：
[0064] 其中，Xi(i = l，2, . . .，Ν)表示一組負(fù)荷有功功率值;Ν為一天內(nèi)測(cè)量負(fù)荷點(diǎn)的個(gè) 數(shù)。本發(fā)明是一個(gè)小時(shí)采集一個(gè)有功功率值，所以Ν=24。
[0065] (2)保障經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)可限負(fù)荷
[0066] 保障經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)可限負(fù)荷表示在高峰時(shí)刻，用戶保留經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)保障負(fù)荷，滿足自身 一部分生產(chǎn)能力所降低的負(fù)荷。而經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)保障負(fù)荷是指保障用電場(chǎng)所人身與財(cái)產(chǎn)安全之 外，滿足一部分生產(chǎn)能力所需的電力負(fù)荷。一般統(tǒng)計(jì)用戶典型日負(fù)荷曲線8:00-22:00內(nèi)負(fù) 荷最小值作為用戶的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)保障負(fù)荷。經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)保障負(fù)荷的計(jì)算模型為：
[0067] ,.τ/Γι) (2)
[0068] (2)式中：一天24小時(shí)內(nèi)的時(shí)間軸（0:00-24: 00)劃分為24個(gè)時(shí)間段，分別為To, Τι,...，T23。這里Το代表0:00-1:00，T23代表23:00-24:00。滅蛛' …S）代表8:00-22: 〇〇時(shí)間段內(nèi)的最小負(fù)荷值。
[0069] 典型負(fù)荷指某地區(qū)電網(wǎng)供電高峰時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)最大供電負(fù)荷的對(duì)應(yīng)時(shí)刻用戶負(fù)荷 的平均值，體現(xiàn)了電網(wǎng)供電壓力非常大的時(shí)刻用戶對(duì)負(fù)荷的正常需求。典型負(fù)荷的計(jì)算模 型為：
[0071] η表示某地區(qū)電網(wǎng)典型日負(fù)荷曲線高峰時(shí)段的個(gè)數(shù);ρρι表示電網(wǎng)第i個(gè)高峰時(shí)段出 現(xiàn)最大供電負(fù)荷對(duì)應(yīng)時(shí)刻用戶的負(fù)荷值。
[0072] 保障經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)可限負(fù)荷定義為典型負(fù)荷與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)保障負(fù)荷之差。其數(shù)學(xué)模型 為：
[0073] pi = pt-pe (4)
[0074] 在電網(wǎng)供電壓力較大時(shí)，保障用戶的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)負(fù)荷既能保障用戶一部分的生產(chǎn)能 力，維護(hù)用戶的生產(chǎn)效益;又能從一定程度上縮減用電負(fù)荷，減輕電網(wǎng)的供電壓力。所以，用 戶的保障經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)可限負(fù)荷越大，其避峰的空間就越大。
[0075] (3)峰值時(shí)差率
[0076] 峰值時(shí)差率是指某地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷高峰與用戶負(fù)荷高峰的時(shí)間差異程度。差異程度 越小，用戶避峰對(duì)電網(wǎng)起到的作用越大。峰值時(shí)差率的計(jì)算模型需要分類討論：
[0077] ①當(dāng)電網(wǎng)的高峰時(shí)段個(gè)數(shù)大于或等于用戶的高峰時(shí)段個(gè)數(shù)時(shí)，即n 2m，峰值時(shí)差 率計(jì)算模型為：
[0079]②當(dāng)電網(wǎng)的高峰時(shí)段個(gè)數(shù)小于用戶的高峰時(shí)段個(gè)數(shù)時(shí)，SPn<m，峰值時(shí)差率計(jì)算 模型為：
[0081 ]所以，峰值時(shí)差率的計(jì)算模型為：
[0083] η表示某地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段的個(gè)數(shù);m表示某地區(qū)用戶負(fù)荷高峰時(shí)段的個(gè)數(shù);T 表示一定的時(shí)間長(zhǎng)度。這里，td⑴表示電網(wǎng)第i個(gè)高峰時(shí)段內(nèi)電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)最大值對(duì)應(yīng)的時(shí) 亥lj;ty⑴表示用戶第i個(gè)高峰時(shí)段內(nèi)用戶負(fù)荷出現(xiàn)最大值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。
[0084] (4)高峰時(shí)段覆蓋率
[0085]高峰時(shí)段覆蓋率是指某地區(qū)電網(wǎng)高峰時(shí)段內(nèi)用戶高峰時(shí)段總長(zhǎng)度占電網(wǎng)高峰時(shí) 段總長(zhǎng)度的比重。高峰時(shí)段覆蓋率越大，說明用戶負(fù)荷在電網(wǎng)高峰時(shí)段內(nèi)的影響越大，參與 避峰的效果越好。高峰時(shí)段覆蓋率的計(jì)算模型為：
[0087] 這里，η表示某地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段的個(gè)數(shù);Td⑴表示電網(wǎng)第i個(gè)高峰時(shí)段的區(qū) 間長(zhǎng)度;Ty⑴表示用戶的高峰時(shí)段落入電網(wǎng)第i個(gè)高峰時(shí)段的區(qū)間長(zhǎng)度。
[0088] 分析用戶的高峰時(shí)段覆蓋率，需要對(duì)用戶的典型日負(fù)荷曲線進(jìn)行峰谷時(shí)段劃分， 表1為基于某地區(qū)12家企業(yè)的實(shí)際負(fù)荷曲線的峰谷時(shí)段劃分表。
[0089] 表1某12家企業(yè)的實(shí)際負(fù)荷曲線的峰谷時(shí)段劃分表

[0092] 3融合算法
[0093] 用戶的避峰價(jià)值與本發(fā)明定義的負(fù)荷特性指標(biāo)體系中的各項(xiàng)特性指標(biāo)都有關(guān)聯(lián)。 為了對(duì)用戶的避峰價(jià)值進(jìn)行量化分析，從而定量地評(píng)估用戶的避峰潛力大小，需要融合各 個(gè)負(fù)荷特性指標(biāo)建立避峰價(jià)值模型來表達(dá)避峰價(jià)值Y。負(fù)荷波動(dòng)率1反映負(fù)荷曲線的波動(dòng)幅 度，波動(dòng)幅度大，用戶的避峰價(jià)值就大，所以負(fù)荷波動(dòng)率與避峰價(jià)值成正比關(guān)系，即γα 1。保 障經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)可限負(fù)荷Ρ1是高峰時(shí)刻用戶保留經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)保障負(fù)荷，滿足一部分生產(chǎn)能力所降 低的負(fù)荷，值越大，說明電網(wǎng)出現(xiàn)高