一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法
一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，立足电网、社会需求，将可靠、经济、环保作为衡量需求响应效果的三大指标。可靠性指标主要是衡量需求响应过程中用户的参与方式、响应时间和响应容量的可靠性程度；经济性指标主要是衡量实施需求响应单位响应容量成本和因需求响应事件所带来的电网峰谷差的减少；环保性指标主要是指实施需求响应后从环境污染物排放量和用户能耗等级来衡量。在指标计算中，对难以量化的指标以相对值或等级形式表示，易于理解、计算。在指标求解中，采用模糊综合分析方法，可以较好解决评估指标模糊、难以量化的问题，适用于不同电网的不同需求响应阶段。
【专利说明】一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法【技术领域】
[0001]本发明属于用电服务【技术领域】，具体涉及一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法。
【背景技术】
[0002]智能电网借助物联网、云计算、数据挖掘等新兴IT技术，通过智能量测、高效控制、高速通信等技术，灵活地管理、调度、整合需求侧资源，电力需求侧管理正从原来单纯依靠强制拉闹的限电方式转变为依靠电力电子及通信技术的负荷转移控制、可中断负荷控制以及最大需量控制，而需求响应正成为需求侧管理的研究热点。随着需求侧管理试点城市建设的不断推进，在不同激励、电价机制的作用下，需求响应正进入实际应用阶段。
[0003]因需求侧资源具有类型复杂、特性各异、控制多样等特点，在事件中易出现响应指令难以及时准确接收、未能满足理想响应容量、响应速度未能满足调度要求等问题，导致实际结果与预期结果差距较大，这将给电网安全、稳定、运行带来极大挑战。类比于发电侧资源，如何衡量需求侧资源的可靠性、经济性和环保性成为电网面临的难题。
[0004]需求响应效果评估的目标是从电网角度出发，对需求侧资源聚合作用下产生的削减曲线进行统一、全面的评价，其结果直接影响电网、用户的利益，甚至会影响需求响应的未来发展。因此，构建需求响应效果评估体系成为需求响应规模化应用亟需解决的难点。
[0005]目前很多研究集中在如何评价用户需求响应潜力、激励机制、互动机理等方面，对需求响应效果评估指标及体系的研究较少。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，立足电网、社会需求，将可靠、经济、环保作为衡量需求响应效果的三大指标，并通过统一的计算方法来确保指标之间的可比性及累加性，最后以模糊综合评价法求解。
[0007]本发明所采用的技术方案如下:
[0008]一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，包括以下步骤:
[0009]I)确定需求响应调度效果评价指标，所述指标包括可靠性指标、经济性指标和环保性指标；
[0010]2)确定需求响应效果评价等级及评判集；
[0011]将需求响应效果评价等级由高到低分为6级，定义为评判集，将所述步骤I)的每个指标分别设定6个量化区间，所述6个等级与每个指标6个量化区间一一相对应；
[0012]3)确定需求响应效果评价因素集；
[0013]4)确定单指标因素集的判断矩阵Rk (k = I, 2，3)；
[0014]5)确定评价因素集的权重系数矩阵；
[0015]6)计算需求响应调度效果的模糊评估结果。
[0016] 前述的步骤I)中，所述可靠性指标包括响应方式可靠性指标Rtype、响应时间可靠性指标Rtinie和响应容量可靠性指标Rcap，其中:
[0017]响应方式可靠性指标Rtype是指通过自动响应方式参与需求响应调度的用户数占所有参与用户数的比例，计算公式如式(I)所示:
【权利要求】
1.一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)确定需求响应调度效果评价指标，所述指标包括可靠性指标、经济性指标和环保性指标； 2)确定需求响应效果评价等级及评判集； 将需求响应效果评价等级由高到低分为6级，定义为评判集，将所述步骤I)的每个指标分别设定6个量化区间，所述6个等级与每个指标6个量化区间一一相对应； 3)确定需求响应效果评价因素集； 4)确定单指标因素集的判断矩阵Rk(k = I, 2，3)； 5)确定评价因素集的权重系数矩阵； 6)计算需求响应调度效果的模糊评估结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤I)中，所述可靠性指标包括响应方式可靠性指标Rtype、响应时间可靠性指标Rtime和响应容量可靠性指标Rmp，其中: 响应方式可靠性指标Rtype是指通过自动响应方式参与需求响应调度的用户数占所有参与用户数的比例，计算公式如下:
3.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤I)中，所述经济性指标包括单位响应容量成本Emit和减少的电网峰谷差Egap,其中: 单位响应容量成本Eunit是指某次事件下电网公司为需求侧单位响应容量所付出的成本,计算公式如下，
4.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤I)中，所述环保性指标包括减少的环境污染物排放量\,和用户能耗等级BleveI，其中: 减少的环境污染物排放量ΒαΝ是指因执行需求响应事件而减少的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化碳、二氧化硫、颗粒物和碳氢化物排放量，计算公式如下
5.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤3)中，所述响应效果评价因素集分为两层: 上层的综合评判因素集为:U={U1，U2，U3} = {可靠性指标，经济性指标，环保性指标}，底层的单指标因素集分别为=U1 = {un, u12, U13I = {响应方式可靠性指标，响应时间可靠性指标，响应容量可靠性指标}，U2 = {u21, U2J = {单位响应容量成本，减少的电网峰谷差}，U3= {u31, U32I = {减少的环境污染物排放量，用户能耗等级}。
6.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤4)中，判断矩阵分别为:
可靠性指标的判断矩阵R1为:
7.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤5)中，评价因素集的权重系数矩阵分别为: 所述综合评判因素集权重系数矩阵为:A = |aia2a3|，且ai+a2+a3 = I ；所述单指标因素集权重系数矩阵为=A1 = I ana12a131 ,且an+a12+a13 = I, A2 = a21a221 ,且 a2i+a22 = I j A3 = I a31a321，且 a31+a32 = 1， 其中，B1, a2, a3为综合评判因素集U中各因素相对评判集的权重系数，an, a12, a13为单指标因素集U1中各因素相对评判集的权重系数，a21，a22为单指标因素集U2中各因素相对评判集的权重系数，a31, a32为单指标因素集U3中各因素相对评判集的权重系数。
8.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤6)，计算需求响应调度效果的模糊评估结果，包括以下步骤: 6-1)用复合运算求出单指标因素集Uk (k= 1,2, 3)的综合评判结果Bk:
Bk = Ak*Rk = [bklbk2...bk6]；
^ 6-2)首先求解综合评判因素集U的判断矩阵R
【文档编号】G06Q50/06GK103955868SQ201410174837
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】陈璐, 杨永标, 徐石明, 栾宁, 李捷, 薛璐, 黄莉, 颜盛军, 谢敏, 周静 申请人:国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 南京南瑞集团公司, 江苏省电力公司南京供电公司
【专利摘要】本发明公开了一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，立足电网、社会需求，将可靠、经济、环保作为衡量需求响应效果的三大指标。可靠性指标主要是衡量需求响应过程中用户的参与方式、响应时间和响应容量的可靠性程度；经济性指标主要是衡量实施需求响应单位响应容量成本和因需求响应事件所带来的电网峰谷差的减少；环保性指标主要是指实施需求响应后从环境污染物排放量和用户能耗等级来衡量。在指标计算中，对难以量化的指标以相对值或等级形式表示，易于理解、计算。在指标求解中，采用模糊综合分析方法，可以较好解决评估指标模糊、难以量化的问题，适用于不同电网的不同需求响应阶段。
【专利说明】一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法【技术领域】
[0001]本发明属于用电服务【技术领域】，具体涉及一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法。
【背景技术】
[0002]智能电网借助物联网、云计算、数据挖掘等新兴IT技术，通过智能量测、高效控制、高速通信等技术，灵活地管理、调度、整合需求侧资源，电力需求侧管理正从原来单纯依靠强制拉闹的限电方式转变为依靠电力电子及通信技术的负荷转移控制、可中断负荷控制以及最大需量控制，而需求响应正成为需求侧管理的研究热点。随着需求侧管理试点城市建设的不断推进，在不同激励、电价机制的作用下，需求响应正进入实际应用阶段。
[0003]因需求侧资源具有类型复杂、特性各异、控制多样等特点，在事件中易出现响应指令难以及时准确接收、未能满足理想响应容量、响应速度未能满足调度要求等问题，导致实际结果与预期结果差距较大，这将给电网安全、稳定、运行带来极大挑战。类比于发电侧资源，如何衡量需求侧资源的可靠性、经济性和环保性成为电网面临的难题。
[0004]需求响应效果评估的目标是从电网角度出发，对需求侧资源聚合作用下产生的削减曲线进行统一、全面的评价，其结果直接影响电网、用户的利益，甚至会影响需求响应的未来发展。因此，构建需求响应效果评估体系成为需求响应规模化应用亟需解决的难点。
[0005]目前很多研究集中在如何评价用户需求响应潜力、激励机制、互动机理等方面，对需求响应效果评估指标及体系的研究较少。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，立足电网、社会需求，将可靠、经济、环保作为衡量需求响应效果的三大指标，并通过统一的计算方法来确保指标之间的可比性及累加性，最后以模糊综合评价法求解。
[0007]本发明所采用的技术方案如下:
[0008]一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，包括以下步骤:
[0009]I)确定需求响应调度效果评价指标，所述指标包括可靠性指标、经济性指标和环保性指标；
[0010]2)确定需求响应效果评价等级及评判集；
[0011]将需求响应效果评价等级由高到低分为6级，定义为评判集，将所述步骤I)的每个指标分别设定6个量化区间，所述6个等级与每个指标6个量化区间一一相对应；
[0012]3)确定需求响应效果评价因素集；
[0013]4)确定单指标因素集的判断矩阵Rk (k = I, 2，3)；
[0014]5)确定评价因素集的权重系数矩阵；
[0015]6)计算需求响应调度效果的模糊评估结果。
[0016] 前述的步骤I)中，所述可靠性指标包括响应方式可靠性指标Rtype、响应时间可靠性指标Rtinie和响应容量可靠性指标Rcap，其中:
[0017]响应方式可靠性指标Rtype是指通过自动响应方式参与需求响应调度的用户数占所有参与用户数的比例，计算公式如式(I)所示:
【权利要求】
1.一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)确定需求响应调度效果评价指标，所述指标包括可靠性指标、经济性指标和环保性指标； 2)确定需求响应效果评价等级及评判集； 将需求响应效果评价等级由高到低分为6级，定义为评判集，将所述步骤I)的每个指标分别设定6个量化区间，所述6个等级与每个指标6个量化区间一一相对应； 3)确定需求响应效果评价因素集； 4)确定单指标因素集的判断矩阵Rk(k = I, 2，3)； 5)确定评价因素集的权重系数矩阵； 6)计算需求响应调度效果的模糊评估结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤I)中，所述可靠性指标包括响应方式可靠性指标Rtype、响应时间可靠性指标Rtime和响应容量可靠性指标Rmp，其中: 响应方式可靠性指标Rtype是指通过自动响应方式参与需求响应调度的用户数占所有参与用户数的比例，计算公式如下:
3.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤I)中，所述经济性指标包括单位响应容量成本Emit和减少的电网峰谷差Egap,其中: 单位响应容量成本Eunit是指某次事件下电网公司为需求侧单位响应容量所付出的成本,计算公式如下，
4.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤I)中，所述环保性指标包括减少的环境污染物排放量\,和用户能耗等级BleveI，其中: 减少的环境污染物排放量ΒαΝ是指因执行需求响应事件而减少的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化碳、二氧化硫、颗粒物和碳氢化物排放量，计算公式如下
5.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤3)中，所述响应效果评价因素集分为两层: 上层的综合评判因素集为:U={U1，U2，U3} = {可靠性指标，经济性指标，环保性指标}，底层的单指标因素集分别为=U1 = {un, u12, U13I = {响应方式可靠性指标，响应时间可靠性指标，响应容量可靠性指标}，U2 = {u21, U2J = {单位响应容量成本，减少的电网峰谷差}，U3= {u31, U32I = {减少的环境污染物排放量，用户能耗等级}。
6.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤4)中，判断矩阵分别为:
可靠性指标的判断矩阵R1为:
7.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤5)中，评价因素集的权重系数矩阵分别为: 所述综合评判因素集权重系数矩阵为:A = |aia2a3|，且ai+a2+a3 = I ；所述单指标因素集权重系数矩阵为=A1 = I ana12a131 ,且an+a12+a13 = I, A2 = a21a221 ,且 a2i+a22 = I j A3 = I a31a321，且 a31+a32 = 1， 其中，B1, a2, a3为综合评判因素集U中各因素相对评判集的权重系数，an, a12, a13为单指标因素集U1中各因素相对评判集的权重系数，a21，a22为单指标因素集U2中各因素相对评判集的权重系数，a31, a32为单指标因素集U3中各因素相对评判集的权重系数。
8.根据权利要求1所述的一种基于模糊综合分析的需求响应效果评估方法，其特征在于:所述步骤6)，计算需求响应调度效果的模糊评估结果，包括以下步骤: 6-1)用复合运算求出单指标因素集Uk (k= 1,2, 3)的综合评判结果Bk:
Bk = Ak*Rk = [bklbk2...bk6]；
^ 6-2)首先求解综合评判因素集U的判断矩阵R
【文档编号】G06Q50/06GK103955868SQ201410174837
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】陈璐, 杨永标, 徐石明, 栾宁, 李捷, 薛璐, 黄莉, 颜盛军, 谢敏, 周静 申请人:国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 南京南瑞集团公司, 江苏省电力公司南京供电公司
最新回复(0)