考虑电力用户响应特性的分时电价规划分析

考虑电力用户响应特性的分时电价规划分析

金,鑫 ,黄,拥

国网四川省电力公司天府新区供电公司，四川 成都 610041

摘要：如今，基于新时期发展背景下，很多地区已经实施了分时电价模式，在实施分时电价规划的基础上，怎样能积极回应已有用户响应，对时段划分合理调配，是目前分时电价规划中所面临的重点问题。对于以往的隶属度函数时段划分形式而言，往往没有对用户需求响应引起重视，因此无法满足时段划分调整要求。本文主要基于考虑电力用户响应特性的分时电价规划进行了深入分析，希望能能为相关人员提供合理的参考依据。

关键词：电力用户响应；分时电价；规划

    如今，我国逐渐加强了智能电网建设力度，为电力用户需求提供了非常重要的双向交互平台，使得大量用户逐渐参与到了电网运行环节中。其次，在大规模间歇性分布式电源快速发展的基础上，对于用户侧的需求响应机制而言，是保障电网稳定运行的重要基础条件。在智能电网建设环境下，用户互动响应能力因此有了很大提升，要想对时段区间进行合理划分，就必须构建出常态化的调整机制，从而才能获取到更好的经济效益。

1、基于用户响应的时段划分模型框架

    在用户响应时段划分模型基础上，首先明确基础时段划分方案，然后在对用户用电已经体现出的需求相应深入分析，从而完成时段划分调整工作。对于用户响应时段划分模型而言，主要通过以下三个方面来进行。

1.1基础时段划分

    首先，应用到了模糊半梯度隶属函数，然后对负荷曲线的峰谷分布特点深入分析，在此基础上形成区间花费方案。

1.2时点需求响应评估

    针对不同时点电力用户负荷曲线比重结构变化特点深入分析，在此基础上评定每一个时点电力用户分时电价的响应程度。

1.3时段划分调整

    在对各点进行融合的过程中，需要响应最终的评价结果，同时根据实际情况对基础时段划分区间做出有效调整。

2、时点需求响应评估

    针对第一次实施分时电价的地区，适合采取基于峰、谷隶属度属性模糊聚类形成的时段划分方案，这种方案在实施过程中具有一定的可行性。结合目前的实际情况来看，全国已经大面积推广峰谷分时电价，在划分过程中所面临的重点问题现行负荷曲线的峰谷特点，使用峰、谷隶属度属性模糊聚类确定的时段划分方案，与已经落实的时段划分方案存在差异时，是否需要对不同时点时段属性进行调整，以及在需要调整的情况下，应该采取哪种方式进行调整。

开展分时电价时段调整工作，主要是为了获取更多的经济效益，在即时段调整过程中，有利于激励更多的需求响应资源。针对这种现象，重点分析了基于用户需求响应的时段划分模型，在对需求响应评估的基础上，对于响应特征比较明显的时点，应当保留响应的时段属性，主要是为了防止时段属性在调整的过程中，已激励的需求响应会受到影响。在面对响应特征不突出的时点时，需要严格按照时点的峰谷特点，对时段属性进行合理划分，从而可以向用户传递有效的激励信号。

    基于理论角度进行分析，不同时段电力用户的需求响应，在价格弹性方面可以很好的体现出来。结合目前的实际情况来看，因为我国电力用户需求响应的调查数据积累较少，所以本文主要对需求响应前后典型日负荷曲线电量结构比重变化强度进行了分析，将不同时段的需求响应程度充分体现出来。关于需求响应，主要是来源于电力用户。所以，本文主要结合每一个行业的负荷曲线形态特点变化情况，构建了时点响应度属性值指标，主要是对不同时点对峰谷分时电价的响应特点准确评估，如式（1）所示。

       （1）

3、基于需求响应的时段划分调整

    基于峰、谷隶属度属性确定的基础时段属性，与目前时段属性相同的时点构成集合T1，对于不一样的时点，构成集合T2，具体如式（2）和（3）所示。

           （2）

                 （3）

结合式中的相关内容来看，F（ti）指的是时点现行的时段属性，表征该时点严格参照现行峰谷电价政策所属的时段区间。

    对于集合T1当中的相关时点，峰谷特点在本质上没有发生变化。因此，集合T1当中的时点不需要在进行时段调整工作，时段属性只需要保持现有的属性即可。

    对于集合T2当中的相关时点，峰谷在本质上已经发生了变化，本文定义为时段调整目标点。导致时点时段属性发生变化的原因主要体现在了以下两个方面：第一，由于时点需求响应导致的；第二，因为社会产业结构与用电结构发生变化引起的。所以，在集合T2当中的各个时点，并不是全部都具有较强的峰谷分时电价响应能力。在面对响应能力不明显的时点时，采取峰、谷隶属度模糊聚类方法，获取到f（ti）确定响应的时段属性。在面对响应能力比较明显的时点时，那么时段属性需要保持现有的属性，也就是f（ti）。

结合以上内容分析，用户响应的时段划分调整模型如下所示：

（4）

4、应用实例分析

    某地区在推行峰谷分时电价之后，将该地区的时段划分为以下几个阶段：上午八点至11点与下午一点至时点，这一时段为高峰时段。上午十一点至一点和晚上十点至次日早上八点，属于低谷时段。在到了夏天时，高峰典型日负荷曲线如下图1所示。

                            图1 系统典型日负荷曲线

4.1 形成基础时段划分方案

    在使用模糊半梯度隶属度函数的基础上，如下表1所示，表1中所体现的是典型日负荷曲线，明确不同时点处于低谷时段与高峰时段的隶属度数值。

                         表1 典型日各负荷点谷/峰隶属度

    结合上表1中的相关内容分析，其中体现出了不同时点峰、谷隶属度属性值的大小，聚类树状图如下图2所示。

                     图2 典型日各负荷点聚类树状图

4.2 典型日负荷曲线变化

结合该地区典型日负荷曲线的变化情况，在现行峰谷分时电价政策实施的背景下，其变化主要体现在了以下几个方面：第一，在下午与傍晚这两个时间段，高峰电力需求没有出现特别明显的上升趋势，结合需求响应评估结果来看，傍晚的电力需求响应特征比较明显。结合下图3中的内容分析，明显转移到了晚上十点之后的前半夜时段当中。所以，保持下午五点到晚上十点的原时段属性，可以保证在原有时段划分方案下已经形成的良性需求响应资源，最终得到合理发展。其次，对晚上十一点到次日凌晨两点这一平时段做出调整，通过这种方式可以促进傍晚高峰负荷尽量向后半夜低谷时段发生转移；第二，在早高峰的时间段，削峰压力不断增加，该地区经济比较发达，所以在供需上非常的紧张，工业、商业以及民用负荷比重一直呈现出上升的趋势。在这些负荷比重不断增加的基础上，系统曲线早高峰持续时间延长，早高峰的削峰需求更加紧张。所以，重新定义上午十一点为高峰时段，可以更好的激励用户响应削峰，尽量减小系统曲线高峰时段的定价目标。

5、结语：

综上所述，对于峰谷分时电价设计工作而言，时段划分属于其中非常重要的基础条件，同时对峰谷分时电价定价目标之间有着非常密切的联系。因为传统模糊半梯度隶属度函数时段划分方法已经无法满足要求，所以应该在考虑电力用户的基础上，构建出峰谷分时电价需求响应的时段划分模型。通过对模型的有效对比，可以明确电力用户负荷曲线比重结构变化程度，从而对电力用户在不同时点的响应程度进行准确判定，同时构建时点的响应度属性指标。

参考文献：

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