用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法和装置与流程

1.本发明涉及用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法和装置，属于能源系统运行控制技术领域。


背景技术：

2.能源转型已成为当前经济社会可持续发展的关键问题，电力已成为能源变革的重要枢纽及能源转型的前沿领域，在发电侧发展可再生清洁能源和在负荷侧发展节能减排是大势所趋。针对能源生产和消费革命的战略要求，亟需推动源网荷储协同互动、提升负荷调控能力目标及任务，开拓可调节负荷通过资源聚合作为独立主体接入调度自动化系统，实现多元可调节负荷资源的可观、可测、可控、可调，支撑可调节负荷资源参与电网调度运行，提升电网安全经济运行水平，促进新能源消纳。
3.但是，用户侧多形态负荷资源具有数量众多、种类各异、参数差异化严重、运行规律和调节特性千差万别的特点，在规模化接入后参与电网调控存在有效感知及精准调控的难题，现有基于单体设备直采直控模式难以适应对智慧能源服务多形态负荷调控，亟需建立用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法。


技术实现要素：

4.本发明为了解决用户侧负荷资源调控响应特性随机性强、差异性大，现有基于单体设备直采直控模式难以适应对智慧能源服务多形态负荷调控的难题，提供用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法。
5.为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。
6.一方面，本发明提供了用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法，包括：
7.根据各个用户上一调控周期结果，基于分层分级确定的量化评价指标体系确定每一用户各级指标值；
8.采用熵权法，计算每个用户每级指标的综合评分；对各用户各级指标的综合评分进行加权求和，确定各用户的最终综合评分；
9.根据各用户的最终综合评分，对各用户进行排序，按排序结果进行调控计算，直至满足调控需求容量为止。
10.进一步地，根据电网调控实际场景需要，按排序结果进行电网调控，所述调控场景包括频率稳定控制、调频调压控制、削峰填谷、新能源消纳、系统备用、市场化交易响应中的至少一种。
11.进一步地，确定一级、二级、三级量化评价指标体系，一级指标包括下述中的至少一种：
12.运营交易指标r1；
13.聚合方式指标r2；
14.运行技术指标r3；
15.信息管理指标r4；
16.用户体验指标r5。
17.二级指标包括下述中的至少一种：
18.市场性指标s1；
19.经济性指标s2；
20.响应时间指标s3；
21.控制方式指标s4；
22.连接关系指标s5；
23.效率指标s6；
24.设备可靠性指标s7；
25.系统接入性指标s8；
26.管理性指标s9；
27.用能质量指标s10；
28.评价性指标s11。
29.三级指标包括下述中的至少一种：
30.天然气、柴油等燃料价格波动率t1；
31.碳排放价格波动率t2；
32.分时电价t3；
33.新能源预测出力误差t4；
34.售能收益t5；
35.辅助服务市场收益t6；
36.新能源弃能成本t7；
37.新能源运维成本t8；
38.储能成本t9；
39.毫秒级响应t10；
40.秒级响应t11；
41.分钟级响应t12；
42.15分钟级响应t13；
43.小时级响应t14；
44.日前响应t15；
45.直控负荷t16；
46.间控负荷t17；
47.行政地理位置t18；
48.拓扑连接关系t19；
49.储能系统充、放效率t20；
50.新能源消纳率t21；
51.能源转化效率t22；
52.运行设备故障率t23；
53.设备运行峰谷差t24；
54.分布式资源接纳度t25；
55.用户参与率t26；
56.交易系统毁约率t27；
57.调控执行偏差率t28；
58.市场信息披露质量t29；
59.用户舒适度t30；
60.用户端能源质量t31；
61.平均故障停电时间t32；
62.用户信用评级t33；
63.用户参与积极性t34。
64.进一步地，所述方法还包括采用如下公式对各量化评价指标值进行一致性处理；
[0065][0066]
表示评价指标一致化处理后的指标值，x
ij
表示评价指标一致化处理前的指标值。
[0067]
进一步地，对一致性处理后的指标值采用如下公式进行无量纲化处理：
[0068][0069]
式中：分别表示为各评价指标一致化处理后的最小值和最大值，表示评价指标无量纲化处理后的指标值。
[0070]
进一步地，采用熵权法，计算每个用户每级指标的综合评分包括：构造某级指标判断矩阵r，
[0071][0072]rij
表示第j个用户样本对应级别的第i个指标值；xj＝(r
1j
，r
2j
，
…
，r
mj
)
t
，xj表示第j个用户样本评价值向量；i＝1，2，3，
…
，m；j＝1，2，3，
…
，n，m是对应级别指标总数，n是用户总数；
[0073]
计算第j个用户样本第i个指标值占第j个用户样本对应级别所有指标值的比重p
ij
；
[0074]
计算第j个用户的熵值qj，根据熵值qj计算第j个用户对应级别指标的权重系数vj；
[0075]
根据第j个用户对应级别指标的权重系数vj确定第j个用户该级别指标的综合评分。
[0076]
进一步地，第j个用户样本第i个指标值占第j个用户样本对应级别所有指标值的比重p
ij
的计算公式如下：
[0077]
[0078]
再进一步地，第j个用户的熵值qj的计算公式如下：
[0079][0080]
再进一步地，根据熵值qj计算第j个用户对应级别指标的权重系数vj，表达式如下：
[0081][0082]
进一步地，根据第j个用户的权重系数vj确定第j个用户的综合评分ej表示如下：
[0083]ej
＝vj*100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)。
[0084]
第二方面，本发明提供了用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合装置，包括：
[0085]
指标确定单元、综合评分单元以及调控单元；
[0086]
指标确定单元，用于分层分级确定量化评价指标体系；根据各个用户上一调控周期结果，基于分层分级确定的量化评价指标体系确定每一用户各级指标值；
[0087]
综合评分单元，用于采用熵权法，计算每个用户每级指标的综合评分；对各用户各级指标的综合评分进行加权求和，确定各用户的最终综合评分；
[0088]
所述调控单元，用于根据各用户的最终综合评分，对各用户进行排序，根据电网调控实际场景需要，按排序结果进行调控计算，直至满足调控需求容量为止。
[0089]
进一步地，所述装置还包括指标值处理单元，所述指标值处理单元用于采用如下公式对各量化评价指标值进行一致性处理；
[0090][0091]
表示评价指标一致化处理后的指标值，x
ij
表示评价指标一致化处理前的指标值。
[0092]
所述指标值处理单元，还用于对一致性处理后的指标值采用如下公式进行无量纲化处理：
[0093][0094]
式中：分别表示为各评价指标一致化处理后的最小值和最大值，表示评价指标无量纲化处理后的指标值。
[0095]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任意一种可能的实施方式所述方法的步骤。
[0096]
本发明所取得的有益技术效果：
[0097]
本发明采用用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法，实现了对不同调控需求性下的指标自适应量化评价，基于量化评价结果进行电网调控资源聚合，有利于指导面向电网调控不同颗粒度资源聚合、响应时间、持续时间等需求下的资源聚合，实现多形态负荷资源的容错控制，降低用户侧资源响应不确定性对电网运行的影响。
附图说明
[0098]
图1是具体实施例提供的用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法流程图；
[0099]
图2是具体实施例中构建用户侧资源适应性评价指标体系图。
具体实施方式
[0100]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0101]
本发明提供用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法，如图1所示，包括：
[0102]
根据各个用户上一调控周期结果，基于分层分级确定的量化评价指标体系确定每一用户各级指标值；
[0103]
采用熵权法，计算每个用户每级指标的综合评分；对各用户各级指标的综合评分进行加权求和，确定各用户的最终综合评分；
[0104]
根据各用户的最终综合评分，对各用户进行排序，根据电网调控实际场景需要，按排序结果进行调控计算，直至满足调控需求容量为止，进而形成多形态负荷资源聚合。
[0105]
可选地，对各量化评价指标值进行一致性和无量纲化处理。
[0106]
采用如下公式对各量化评价指标值进行一致性处理：
[0107][0108]
表示评价指标一致化处理后的指标值，x
ij
表示评价指标一致化处理前的指标值。
[0109]
采用如下公式对各量化评价指标值进行无量纲化处理：
[0110][0111]
式中：分别表示为各评价指标一致化处理后的最小值和最大值，表示评价指标无量纲化处理后的指标值。
[0112]
采用熵权法，计算每个用户每级指标的综合评分包括：构造某级指标判断矩阵r，
[0113][0114]rij
表示第j个用户样本对应级别的第i个指标值；xj＝(r
1j
，r
2j
，
…
，r
mj
)
t
，xj表示第j个用户样本评价值向量；i＝1，2，3，
…
，m；j＝1，2，3，
…
，n，m是对应级别指标总数，n是用户总数；
[0115]
计算第j个用户样本第i个指标值占第j个用户样本对应级别所有指标值的比重p
ij
；
[0116]
计算第j个用户的熵值qj，根据熵值qj计算第j个用户对应级别指标的权重系数vj；
[0117]
根据第j个用户对应级别指标的权重系数vj确定第j个用户该级别指标的综合评分。
[0118]
第j个用户样本第i个指标值占第j个用户样本对应级别所有指标值的比重p
ij
的计算公式如下：
[0119][0120]
第j个用户的熵值qj的计算公式如下：
[0121][0122]
根据熵值qj计算第j个用户对应级别指标的权重系数vj，表达式如下：
[0123][0124]
根据第j个用户的权重系数vj确定第j个用户的综合评分ej表示如下：
[0125]ej
＝vj*100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)。
[0126]
具体实施例中，基于分层分级的递推式分析方法，预先分层分级构建量化评价指标体系，分别包含一级、二级、三级自适应量化评价指标体系。具体实施例中构建用户侧资源适应性评价指标体系图如图2所示，一级指标包括下述中的至少一种：
[0127]
运营交易指标r1；
[0128]
聚合方式指标r2；
[0129]
运行技术指标r3；
[0130]
信息管理指标r4；
[0131]
用户体验指标r5。
[0132]
二级指标包括下述中的至少一种：
[0133]
市场性指标s1；
[0134]
经济性指标s2；
[0135]
响应时间指标s3；
[0136]
控制方式指标s4；
[0137]
连接关系指标s5；
[0138]
效率指标s6；
[0139]
设备可靠性指标s7；
[0140]
系统接入性指标s8；
[0141]
管理性指标s9；
[0142]
用能质量指标s10；
[0143]
评价性指标s11。
[0144]
三级指标包括下述中的至少一种：
[0145]
天然气、柴油等燃料价格波动率t1；
[0146]
碳排放价格波动率t2；
[0147]
分时电价t3；
[0148]
新能源预测出力误差t4；
[0149]
售能收益t5；
[0150]
辅助服务市场收益t6；
[0151]
新能源弃能成本t7；
[0152]
新能源运维成本t8；
[0153]
储能成本t9；
[0154]
毫秒级响应t10；
[0155]
秒级响应t11；
[0156]
分钟级响应t12；
[0157]
15分钟级响应t13；
[0158]
小时级响应t14；
[0159]
日前响应t15；
[0160]
直控负荷t16；
[0161]
间控负荷t17；
[0162]
行政地理位置t18；
[0163]
拓扑连接关系t19；
[0164]
储能系统充、放效率t20；
[0165]
新能源消纳率t21；
[0166]
能源转化效率t22；
[0167]
运行设备故障率t23；
[0168]
设备运行峰谷差t24；
[0169]
分布式资源接纳度t25；
[0170]
用户参与率t26；
[0171]
交易系统毁约率t27；
[0172]
调控执行偏差率t28；
[0173]
市场信息披露质量t29；
[0174]
用户舒适度t30；
[0175]
用户端能源质量t31；
[0176]
平均故障停电时间t32；
[0177]
用户信用评级t33；
[0178]
用户参与积极性t34。
[0179]
可选地，对于三级指标分为正向指标、逆向指标和区间指标。其中正向指标值越大对参与电网调控的风险越小，如新能源消纳率、能源转化效率、用户参与积极性等评价指标；逆向指标值越大则对参与电网调控的风险也越大，如交易系统毁约率、运行设备故障率等评价指标。
[0180]
可选地，根据电网调控实际场景需要，按排序结果进行电网调控。具体实施例中，所述调控场景包括频率稳定控制、调频调压控制、削峰填谷、新能源消纳、系统备用、市场化交易响应中的至少一种。
[0181]
在计算用户最终的综合评分时，对各级指标的综合评分权重的设置可根据调控场景具体设置。本技术提供的聚合方法根据划分的指标，能够适应不同调控场景的需要，时调控精度更高效果更好。
[0182]
实施例2：与以上实施例提供的用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法相对应地，本实施例提供了用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合装置，包括：指标确定单元、综合评分单元以及调控单元；
[0183]
指标确定单元，用于分层分级确定量化评价指标体系；根据各个用户上一调控周期结果，基于分层分级确定的量化评价指标体系确定每一用户各级指标值；
[0184]
综合评分单元，用于采用熵权法，计算每个用户每级指标的综合评分；对各用户各级指标的综合评分进行加权求和，确定各用户的最终综合评分；
[0185]
所述调控单元，用于根据各用户的最终综合评分，对各用户进行排序，根据电网调控实际场景需要，按排序结果进行调控计算，直至满足调控需求容量为止。
[0186]
实施例3：与以上实施例提供的用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合方法相对应地，本实施例提供了用户侧资源适应性量化的电网调控资源聚合装置，包括：调控场景确定单元、指标确定单元、指标值处理单元以及综合评分调控单元；
[0187]
调控场景确定单元，用于根据电网调控实际场景需要，明确调控场景；
[0188]
指标确定单元，用于分层分级确定一级、二级、三级量化评价指标体系；根据各个用户上一调控周期结果，确定每一用户各三级指标值；
[0189]
指标值处理单元，用于对各量化评价指标值进行一致性和无量纲化处理；
[0190]
综合评分调控单元，用于采用熵权法，计算每个用户每级指标的综合评分；对各用户各级指标的综合评分进行加权求和，确定各用户的最终综合评分；根据各用户的最终综合评分，对各用户进行排序，根据电网调控实际场景需要，按排序结果进行调控计算，直至满足调控需求容量为止，进而形成多形态负荷资源聚合
[0191]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0192]
实施例4：本实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例所述方法的步骤。
[0193]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0194]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程中指定的功能的装置。
[0195]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程中指定的功能。
[0196]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计
算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程中指定的功能的步骤。
[0197]
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。