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申请/专利权人：国网河北省电力有限公司经济技术研究院;东南大学;国家电网有限公司

摘要：本发明公开了一种面向新能源消纳的用户负荷准线需求响应方法和装置，该方法包括：步骤1，以系统的运行成本最小为目标，同时考虑传统发电、新能源发电对不同负荷节点的贡献比例，以及线路潮流约束条件，计算各负荷节点对新能源消纳最为友好的CDL曲线；步骤2，划分共同域，并得到各发电机对每个负荷节点的贡献比例；步骤3，基于计算得出的CDL曲线量化用户在相应负荷准线时的实际效果，作为制定用户获得激励补贴的依据；步骤4，建立用户激励补贴量化模型。本发明能有效降低大规模用户需求响应时过高的通信与控制成本，同时使系统运行成本大幅降低，促进新能源并网的消纳。

主权项：1.一种面向新能源消纳的用户负荷准线需求响应方法，其特征在于，包括：步骤1，以系统的运行成本最小为目标，同时考虑传统发电、新能源发电对不同负荷节点的贡献比例，以及线路潮流约束条件，计算各负荷节点对新能源消纳最为友好的CDL曲线与系统潮流数据；步骤2，根据所述CDL曲线与系统潮流数据，首先划分共同域，并通过一定步骤最终得到各发电机对每个负荷节点的贡献比例，将结果返回步骤1，如此迭代循环计算得到满足收敛条件的CDL曲线；步骤3，基于计算得出的CDL曲线量化用户在相应负荷准线时的实际效果，作为制定用户获得激励补贴的依据；步骤4，综合考虑用户负荷与负荷准线的相似程度、用户负荷响应调整量两个方面，建立用户激励补贴量化模型；其中，所述步骤1包括：定义有利于消纳新能源的各负荷节点理想负荷曲线形状为负荷准线；所述负荷准线是综合考虑发电机对负荷节点动态贡献比例、系统运行情况以及新能源预测情况，计算得到期望负荷线型，越接近该线型，越有利于平抑电网中新能源发电波动；将CDL目标函数设置为整个系统最小化的运行费用，同时尽可能促进新能源的消纳，CDL目标函数的具体表达式如下： 式中，PG,it为系统内第i个可调节发电机在t时段的有功出力，T为时间段总数；NG为可调节发电机台数；PRt为系统内所有可再生能源发电在t时段的出力；PR,maxt为t时段系所有可再生能源发电出力的最大值，可在日前预测获得；ai，bi，ci为第i台可控发电机的费用系数；CR为弃风弃光费用；上述CDL目标函数中，为可控发电机组的运行总费用，CRPR,maxt-PRt为弃电惩罚费用；计算CDL曲线模型的约束除可控发电机组的出力上下界约束、可控发电机组向上与向下的爬坡约束、旋转备用约束、新能源出力范围约束外，还包括功率平衡约束和多节点系统潮流约束，具体如下： Pinj＝KP*PG+KR*PR-KD*PDPinj＝B*θ 式中，Ci,d为第i个可调节发电机出力传输到负荷节点d的比例；为负荷节点d参加需求响应的负荷在总时段的耗电量；为负荷节点d的负荷准线值；为负荷节点d在时段t不可调负荷的电量；Cj,d为第j台新能源发电机出力传输到负荷节点d的比例；PR,jt为系统内第j个新能源发电机在t时段的有功出力；Pinj为节点的注入功率矩阵；KP、KR、KD为传统发电机连接矩阵、新能源发电机连接矩阵和负荷连接矩阵；PG、PR、PD为传统发电机功率矩阵、新能源发电机功率矩阵和负荷矩阵；B为线路的导纳矩阵；KL为线路连接矩阵；Xb表示每条线路的导纳；θ是节点电压相角所构成的向量；所述步骤2包括：将负荷节点划分为不同的共同域中；共同域被定义为由相同的发电机提供功率的一组连续节点；有相同发电机提供功率的不连接的节点被视为独立的共同域；因此，一个节点属于且只属于一个共同域；共同域的级别由向该共同域的节点提供出力的发电机数量决定，其值不能小于1或大于系统中发电机总数；两个节点之间的线路有两种情况：一种位于共同域内部，即它连接两个在同一个共同域中的节点；一种位于共同域外部，即它连接的两个节点位于不同的共同域中；一个或多个外部的相同共同域之间的线路定义为链接；一个链接上所有线路的实际功率方向都是相同的，总是由级别小的共同域流向级别大的共同域；如果系统中所有线路的潮流方向已知，那么根据上述定义将会得到唯一的一组共同域和链接；以共同域为节点，链接为线路，系统将会被简化为一个有向、无环状的图；链接的方向只能由级别低的共同域指向级别高的共同域，因此该图是有向而无环的；计算求得每台发电机对不同负荷节点的贡献比例；给定一个假设：对于一个给定的共同域，如果发电机对于输入功率的贡献比例是A，那么该发电机对于输出功率和该共同域中节点负荷的贡献比例也是A；在此基础上通过以下式子计算：Fkxy＝Ckx*Fxy 式中，Fkxy为共同域x和共同域y之间的链接上发电机k提供的功率；Cky为发电机k对共同域y中的负荷和输出功率的贡献比例；Fxy为共同域x和共同域y之间链接上的总功率；Iy为共同域y的输入功率；N为能向共同域y传输功率的其他共同域数量；Cky为发电机k对共同域y中负荷和输出功率的贡献比例；所述步骤3包括：定义一种表述用户实际负荷曲线形状的基准值，将用户实际负荷曲线标幺化；记lt为一条用户实际负荷曲线，在T中的总电量以α为基准对进行标幺化，即： 式中，l*t为用户实际负荷曲线lt经过标幺化函数fu·作用后的标幺值；用户实际负荷曲线经过标幺化后，将消去在数量级上的特征，仅保留用户实际负荷曲线形状上的特征；定义一种衡量用户的实际负荷曲线形状与负荷准线相似度的指标，表达式为： 式中，d为两条序列的欧氏距离；E为将欧氏距离转化到区间0,1]后的量度指标，将其定义为负荷准线相似度；ε为给定的常数值；负荷准线相似度E反映了用户的实际负荷曲线对新能源消纳的促进作用，可作为计算参与需求响应的用户获得补贴的依据；E越大，说明用户更有利于促进新能源的消纳，将获得相对多的激励补贴；所述步骤4包括：根据改变量最小求得响应后的实际负荷曲线形状假设参加需求响应的用户完全理性，根据电力调度中心发布的负荷准线作为调整的目标，在不改变一天用电总量的前提下，综合考虑补贴激励，自主地改变用电行为，使用户参加需求响应后的负荷准线相似度与参加前相比提升ΔE具体表达式如下： 式中，为用户需求响应前的负荷曲线；计算用户最终得到的激励补贴；在用户在响应平峰时段调整电量补贴为H1元千瓦时，低谷时段调整电量补贴为H2元千瓦时，高峰时段调整电量补贴为H3元千瓦时，并根据负荷准线相似度E设置不同的系数计算最后的补贴，保证用户获得的补贴公平合理性；具体补贴计算公式如下：Fz＝H1×Pmid+H2×Plow+H3×Phigh×γz式中，Fz为第z个用户获得的补贴金额；γz＝Ez×0.8为第z个用户根据负荷准线相似度计算出的价格系数；Pmid、Plow、Phigh分别为用户在响应平峰时段、低谷时段和高峰时段的调整电量。

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