配电网安全运行调度弹性空间分析方法与流程

本发明属于负荷预测，尤其涉及配电网安全运行调度弹性空间分析方法。

背景技术：

1、随着新型电力系统建设的加速推进，风电、光伏并网容量逐年增多，电力市场改革的不断推进、物联网技术的广泛应用，多能融合产生了不同能源间的彼此替代，使得电力供给产生了更大的弹性空间；供给与需求的融合使负荷转变为有源负荷，在外部价格驱动下，源与荷内部协同产生了高弹性；物理与信息融合唤醒大量沉睡在电网各环节的资源，让各要素能够感知全局信息而自组织、自趋优，产生了更高的聚合弹性。为进一步提升电网资源优化配置的广度和深度，还需挖掘更多潜在的运行弹性空间。目前还鲜有综合考虑源-网-荷-储能源电力全环节的运行弹性空间进行优化调度的研究，分析其对电网产生的经济效益，评估其促进清洁能源消纳的情况。

2、国内外学者对于发电、输电运行弹性空间和负荷弹性空间展开了一些研究，现有研究通过挖掘利用设备的运行弹性空间，如：火电深度调峰弹性、水电限制运行区弹性以及线路动态增容弹性等，能够有效提升设备利用率，促进电网运行效益。但是目前国内外关于弹性资源的分析评估，多数仅考虑单一弹性负荷或电源，或仅集中于小规模的荷侧系统和单个配电网系统，对多类弹性资源参与调度情况下的弹性分析较少，灵活性较低，仍缺少系统性的研究。

技术实现思路

1、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

2、配电网安全运行调度弹性空间分析方法，包括如下步骤：

3、对多种可信调节资源的可信调节容量进行评估；

4、将可信调节资源进行一体化聚合，将资源进行分类聚合，并构建反映可信调节资源与聚类中心的隶属度与聚合指标的映射关系；

5、创建计及源网荷储互动的县域电网调度弹性空间分析方法，建立负荷弹性评估模型，对负荷弹性进行量化，得到不同场景下可信调节资源的弹性空间，并对弹性空间进行评估。

6、进一步的，所述的对多种可信调节资源的可信调节容量进行评估的方法为：

7、构建电网可信调节资源池；

8、搭建用户需求响应潜力评估的数据迁移学习框架，并根据迁移学习对可调负荷进行潜力评估；

9、构建典型用户负荷特征模型；

10、基于主客观结合的层次分析法-熵权法对负荷模型进行耦合权重，并获取得可调资源的优先级得分。

11、进一步的，所述的基于主客观结合的层次分析法-熵权法对负荷模型进行耦合权重，并获取得可调资源的优先级得分的方法为：

12、根据两阶段主副问题求解得到可调节容量范围边界；

13、获得基于主客观结合的评价指标下的可调资源的可信调节容量。

14、进一步的，所述的构建的典型用户负荷特征模型为：

15、；

16、；

17、其中，表示典型负荷在温度 k和时间 t时负荷量，表示负荷的正常值，表示负荷的变化量，为影响因素的变化量，表示相关因素变化量的函数关系，表示各种变化因素的均值。

18、进一步的，所述的将可信调节资源进行一体化聚合，将资源进行分类聚合，并构建反映可信调节资源与聚类中心的隶属度与聚合指标的映射关系的方法为：

19、对电力大数据的用户用电行为影响因素进行多维分析，对资源进行两次聚类；

20、建立可调资源聚类模型，确定初始聚类中心，计算各可调节资源与各自聚类中心的欧氏距离，将可调节资源按类别进行分配，计算各可调节资源与聚类中心欧式距离的均值，对聚类中心进行检验更新，输出优选特征集合作为可调节资源的一次聚类的结果；

21、将业务场景下的约束作为输出层，经过竞争层的筛选，输出一个范围更加准确的二次聚类结果，将可调节资源的潜力特性进行聚类，核算各可调节资源对聚类中心的隶属度，通过bp神经网络，得到反映可调节资源与聚类中心的隶属度与聚合指标之间的映射关系。

22、进一步的，创建计及源网荷储互动的县域电网调度弹性空间分析方法，建立负荷弹性评估模型的方法为：

23、对负荷弹性进行建模，将负荷时间弹性的量化指标负荷率定义为平均负荷与最大负荷的比值，求取日负荷曲线相似度，将对应时段的负荷值进行标幺化，得到负荷的标幺值，再对该时段的负荷量进行均方差计算，得到负荷均方差：将进行均方差计算，得到，即电力用户负荷曲线的整体负荷时间弹性系数；

24、根据负荷率大小判断电力设备的利用率，若负荷率低，表示用户的各时段负荷值可调性大，反之则小；

25、根据用户负荷曲线相似度，判断用户时间弹性的大小，即比较均方差与参考值，若，则这类用户负荷富有日弹性，反之则无。

26、进一步的，所述的对负荷弹性进行量化包括负荷价格弹性的量化和负荷平移能力的量化。

27、进一步的，所述的负荷价格弹性的量化包括：

28、电力自需求弹性指电价的相对变化引起电量的相对变化，表达式为：

29、；

30、其中：为自需求弹性系数； q t为时段 t的用电量； r t为时段 t的电价；为执行分时电价前后时段 t的用电量变化值；为执行分时电价前后时段 t的电价变化值；

31、交叉弹性系数可以被表示为 j时段电价变化对 t时段用电量变化的影响程度：

32、；

33、通过构建需求弹性系数矩阵表示各类典型用户的电力需求弹性。

34、进一步的，所述的负荷平移能力的量化为：以用户在用电低谷时段增加的用电量与在用电高峰时段减少的用电量之比来衡量电力需求侧资源负荷平移能力：

35、；

36、其中：表示电力需求侧资源负荷平移能力；表示用户在用电高峰时段减少的用电量；表示用户在用电低谷时段增加的用电量。

37、进一步的，通过熵权法确定各弹性系数对可调资源的影响程度的方法为：

38、首先将类负荷的日负荷数据标准化，以每类负荷中的最大负荷值为基准，得到每类负荷一天内的负荷标幺值；

39、根据负荷标幺值曲线计算出类负荷的弹性系数，并将弹性系数标注化；

40、确定各指标的信息熵，每组数据的信息熵为：

41、；

42、其中，，如果，则定义， y ij为弹性系数指标标准化后的值； i表示第 i个指标， j表示第 j类负荷；

43、通过获取的各个指标的信息熵，计算各指标的权重：

44、；

45、计算可调资源响应能力综合评分：

46、；

47、通过分析各类型可调资源的弹性系数的权重以及综合得分，可以得到各类可调资源的对不同指标的敏感程度以及响应潜力。

48、本发明的优点和积极效果是：

49、（1）、本发明通过建立计及多种调节资源的电力系统可信调节容量评估方法，利用迁移学习和主客观结合的 层次分析法-熵权法耦合权重，根据两阶段主副问题求解可以得到可调节容量范围边界；

50、（2）、本发明建立可信调节资源一体化聚合方法，考虑可调资源参与交易的影响因素，研究可调资源参与电力系统互动聚合模型，构建典型资源聚合计算方法，对资源进行两次聚类，通过神经网络的处理；得到反映隶属度与聚合指标的映射关系，得到更加准确且灵活的聚合方法；

51、（3）、创建计及源网荷互动的县域电网调度弹性空间分析方法，建立负荷弹性评估模型，对负荷弹性进行量化，得到不同场景情况下的可调资源的弹性空间。

52、（4）、本发明对配电网的可调资源弹性空间进行灵活性的分析，使电网可以对负荷达到更加精准的预测，有助于提高电网调度的准确性，并提高电力系统资源利用率，保障电网安全运行。