[發明專利]實時電價背景下基于消費心理學的負荷需求響應模型

在審

• 申請號: 201710892541.3
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107590618A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 蘇娟;楊傳康;唐皓淞;杜松懷;邢廣進
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,魏雪梅

技術領域

本發明涉及電氣工程領域，具體涉及一種實時電價背景下基于消費心理學的負荷需求響應模型。

背景技術

全球資源環境壓力逐年增大，社會對環保和可持續發展的要求日益提高，要求未來電網必須能夠提供更加安全、清潔、可靠、優質的電力供應，能夠適應多種類型發電方式的需要，能夠適應客戶的自主選擇需要，提供更加優質的服務。為此不同國家和組織同時提出建設智能電網，將智能電網作為未來電網的發展方向。智能電網的一個內涵就是要求把用戶的積極性調動起來，實現用戶與電網的雙向互動，最終達到削峰填谷、提高能源利用率的目的。

需求響應(Demand Response)作為需求側管理在競爭電力市場中的發展結果，廣義來講，需求響應是指電力用戶根據價格信號或者激勵改變固有用電模式的行為，讓終端消費者直接面對基于時間(以及空間)的價格信號并自主做出用電時間、用電方式的安排和調整。由于智能電網和高級量測體系的發展使用戶的信息能夠雙向流動，將幫助用戶在用電高峰期更有效地應對電力價格的變化，并有效地改變能源消耗，根據電力價格調整用電方式從而達到利益最大化。

現有技術中，基于需求價格彈性和統計學的需求響應模型描述了用電需求的變化相對電價變化的關系，并基于消費者心理學原理提出了分段線性的峰谷分時對電價用戶響應模型，從實際情況入手，對用戶響應存在的不敏感區進行了研究。但現有技術只能近似反映用戶響應行為的隨機性和主觀性，難以準確反映真實負荷情況，使得響應結果并不準確。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明提供一種實時電價背景下基于消費心理學的負荷需求響應模型。

本發明的一方面提供一種負荷需求響應方法，包括：將電價變化量輸入預先基于模糊理論建立的負荷需求響應模型中，獲取負荷響應量；其中，所述負荷需求響應模型的死區閾值和飽和區閾值為模糊數。

其中，所述將電價變化量輸入預先基于模糊理論建立的負荷需求響應模型中，獲取負荷響應量的步驟前還包括：S1，利用sigmoid函數建立負荷轉移率對電價變化量的響應函數；S2，對所述響應函數進行模糊處理，獲取與所述響應函數對應的隸屬度函數和模糊響應函數；S3，根據所述隸屬度函數和所述模糊響應函數，獲取所述負荷需求響應模型。

其中，所述步驟S2進一步包括：S21，對所述響應函數中包含的死區閾值和飽和區閾值進行模糊處理，獲取所述死區閾值的模糊數及所述飽和區閾值的模糊數；S22，根據所述死區閾值的模糊數及所述飽和區閾值的模糊數，獲取所述隸屬度函數及所述模糊響應函數。

其中，所述響應函數進一步包括：

式中，ΔP為電價變化量；T₁為死區對應的負荷轉移率；T₂為正常響應區對應的負荷轉移率；T₃為飽和區對應的負荷轉移率；a為死區閾值；b為飽和區閾值；d為死區閾值和飽和區閾值的平均值；c為最大負荷轉移率；μ為傾斜度。

其中，所述步驟S21進一步包括：根據統計數據采用最小二乘法擬合死區閾值的下限a′、死區閾值的上限a″、飽和區閾值的下限b′和飽和區閾值的上限b″；獲取死區閾值的模糊數和飽和區閾值的模糊數其中，

其中，所述隸屬度函數進一步包括：

式中，為電價變化量ΔP對應的模糊數；為死區對應的隸屬度；為正常響應區對應的隸屬度；為飽和區對應的隸屬度。

其中，所述模糊響應函數進一步包括：

式中，為電價變化量ΔP對應的模糊數；為死區對應的模糊負荷轉移率；為正常響應區對應的模糊負荷轉移率；為飽和區對應的模糊負荷轉移率。

其中，所述負荷需求響應模型進一步包括：

其中，

式中，l_i0為實行實時電價前i時刻前的負荷量；為實行實時電價后i時刻前的負荷量；Δl_i轉出為i時刻的負荷轉出量；Δl_i轉入為i時刻的負荷轉入量；j為小于i時刻電價的時段；k為大于i時刻電價的時段；l_j0為j時刻對應的初始負荷量；l_k0為k時刻對應的初始負荷量；N為一天之中電價小于i時刻電價的時段總數；M為一天之中電價大于i時刻電價的時段總數。