考虑负荷季节特性及可靠性的最优需求侧响应决策研究

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峰谷时段划分和峰谷分时电价均属于电价型需求侧响应范畴,合理的电价型需求响应策略能够有效的提升电力系统可靠性,保障电力系统安全稳定经济运行。鉴于目前峰谷分时电价策略对考虑负荷季节特性研究的现有不足以及无法在考虑可靠性和负荷曲线波动性的情况下进行峰谷时段划分修正,相关负荷曲线聚类算法稳定性差及无法确定最佳聚类数,传统的可靠性评估方法耗时严重,评估过程复杂等问题。本文依托国家自然科学基金青年基金“考虑需求侧响应的主动配电系统风险评估及优化研究”项目(项目编号:51607051)以及中央高校专项基金“考虑可调控资源的多能流互联耦合系统可靠性研究”项目(项目编号:JZ2019HGTB0077),分别从负荷曲线聚类、电价型需求响应最优定价以及峰谷时段划分修正等方面展开研究,本文的主要研究内容总结如下:(1)基于最小误差迭代法的最优负荷曲线聚类模型。传统的负荷曲线聚类算法由于初始聚类中心的选择不确定性会导致无法得到稳定的负荷曲线聚类结果,同时也无法确定最佳的聚类结果。因此,本文定义不同负荷曲线间的误差,动态的调整设定的权重系数并不断迭代,同时采用Calinski-Harabasz Index(CHI)确定最佳聚类数,以获得最优的负荷曲线聚类结果。(2)考虑负荷季节特性的电价型需求响应最优定价策略研究。鉴于现有时段划分方法效率较低且没有考虑各个时段之间的类间与类内距离,以及现有的峰谷分时电价策略未考虑负荷的季节特性,本文提出相关的时段划分算法以及考虑负荷季节特性的峰谷分时电价最优定价策略。首先,采用基于最小误差迭代的负荷曲线聚类模型获取各季节典型日负荷曲线,其次,提出基于改进移动边界法的时段划分模型对各季节典型日负荷曲线进行峰谷时段划分;然后,提出考虑负荷季节特性的电价型需求响应最优定价策略;最后,采用可靠性测试系统验证了本文所提算法和模型的有效性和正确性。(3)考虑可靠性的多重分时电价下最优峰谷时段划分修正模型研究。鉴于现有的时段划分方法基于24小时的确定负荷值进行确定,无法动态的修正相应的时段划分结果,同时考虑负荷曲线的季节性差异,本文提出相应的峰谷时段划分修正模型。首先,采用本文提出的负荷曲线聚类算法获取各季节典型日负荷曲线,获取各季节的多重分时电价;然后,为提高可靠性评估效率,建立了基于BP神经网络的负荷-可靠性关系拟合模型;最后,提出考虑负荷曲线波动性以及可靠性的峰谷时段划分修正模型,算例分析表明提出的方法和模型可以有效的降低负荷曲线的波动性以及提升电力系统可靠性,保障电力系统安全稳定经济运行。
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