本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，特別涉及一種配電網臺區(qū)需求響應能力評估方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著光伏、儲能等新型源荷設備大規(guī)模接入配電網，使得通過調度配電網內發(fā)用電主體參與需求響應，平抑系統(tǒng)負荷波動、提高系統(tǒng)運行水平成為可能。光伏、儲能等新型源荷設備大多裝設在縣鄉(xiāng)地區(qū)配電網中。目前縣鄉(xiāng)地區(qū)配電網調度管理模式仍較為傳統(tǒng)，難以實現對儲能等需求響應資源的高效利用。同時配電網難以對每個臺區(qū)的資源容量與可調能力進行評估與分級劃分，進行需求響應調度時，無法準確發(fā)揮需求響應能力較高臺區(qū)的可調能力，嚴重制約配電網調度運行的整體效率。

2、目前已有關于配電網的臺區(qū)需求響應資源容量與可調能力分析的研究，常見方法為針對光伏、儲能等設備的運行特性進行分析，以設備可調容量作為需求響應資源的重要屬性，對臺區(qū)進行需求響應水平刻畫與聚合。然而，對于臺區(qū)中需求響應資源的評估，大多局限于針對重點設備的運行分析，較少考慮臺區(qū)內其他發(fā)用電主體對于臺區(qū)參與需求響應的影響。同時缺乏對于配電網臺區(qū)需求響應可調能力的全面動態(tài)分析方法，難以實現配電網內高效需求響應調度，甚至在進行需求響應調度的同時，影響配電網內供電運行水平。

3、在逐步實現雙碳目標的背景下，光伏、儲能等新型源荷設備逐年增加，用戶對于優(yōu)質供電的要求逐步提高，如不對配電網內各臺區(qū)的需求響應可調能力進行全面動態(tài)評估，將會嚴重限制配電網內臺區(qū)參與需求響應能力，制約新型電力系統(tǒng)配電網的高質量發(fā)展。

技術實現思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種配電網臺區(qū)需求響應能力評估方法及系統(tǒng)，以解決現有技術中的上述技術問題。

2、為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

3、根據本發(fā)明實施例的第一方面，提供了一種配電網臺區(qū)需求響應能力評估方法。

4、在一個實施例中，所述配電網臺區(qū)需求響應能力評估方法，包括：

5、獲取配電網當前運行狀態(tài)，并根據所述配電網當前運行狀態(tài)，確定配電網運行狀態(tài)類別；

6、根據所述配電網運行狀態(tài)類別，進行動態(tài)分級指標劃分處理，確定配電網的需求響應潛力評估指標；

7、計算各臺區(qū)的各項需求響應潛力評估指標的指標得分；并根據當前時段的需求響應潛力評估指標及指標得分，計算各臺區(qū)需求響應潛力綜合得分；

8、根據當前時段配電網各臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分，對臺區(qū)需求響應潛力進行分級，得到需求響應潛力分級評估結果。

9、在一個實施例中，所述配電網運行狀態(tài)類別包括：低需求響應要求運行狀態(tài)類別和高需求響應要求的運行狀態(tài)類別。

10、在一個實施例中，所述配電網運行狀態(tài)類別的判斷公式為：

11、

12、ddr＝ddr,l+ddr,pv+ddr,es

13、ddr,l＝pd,l/pd,s

14、ddr,pv＝pd,pv/pd,pv,s

15、ddr,es＝socd,es/socd,es,s

16、式中，dp表示配電網運行狀態(tài)；dp,l表示配電網運行低需求響應要求的運行狀態(tài)；dp,h表示配電網運行高需求響應要求的運行狀態(tài)；ddr表示配電網運行需求響應要求參數指標數值；ddr,s表示配電網需求響應要求運行狀態(tài)劃分限值；ddr,l表示配電網運行需求響應參數負荷相關分項指標數值；ddr,pv表示配電網運行需求響應參數光伏相關分項指標數值；ddr,es表示配電網運行需求響應參數儲能相關分項指標數值；pd,l表示配電網內負荷總功率；pd,s表示配電網內總負荷容量；pd,pv表示配電網內光伏出力；pd,pv,s表示配電網內光伏總裝機容量；socd,es表示配電網內儲能設備總荷電水平；socd,es,s表示配電網內儲能設備荷電水平上限數值。

17、在一個實施例中，在配電網運行狀態(tài)類別為低需求響應要求運行狀態(tài)類別的情況下，需求響應潛力評估指標包括：

18、臺區(qū)終端用能自給率指標、臺區(qū)凈負荷曲線波動指標、臺區(qū)電壓偏差指標、臺區(qū)需求響應容量指標和臺區(qū)重點負荷占比指標。

19、在一個實施例中，在配電網運行狀態(tài)類別為高需求響應要求運行狀態(tài)類別的情況下，需求響應潛力評估指標包括：

20、臺區(qū)終端用能自給率指標、臺區(qū)電壓偏差指標和臺區(qū)需求響應容量指標。

21、在一個實施例中，所述需求響應潛力評估指標的計算公式包括：

22、mes＝pre/(pre+pld)

23、mlw＝1-[pst-pst,min/(pst,max-pst,min)]

24、

25、mvd＝1-|v-((vmax-vmin)/2)|/((vmax-vmin)/2)

26、mdr＝pdr-pdr,min/(pdr,max-pdr,min)

27、mlc＝(pl,i-plc)/pl,i

28、式中，mes表示臺臺區(qū)內電能自給的程度，為0～1之間的標量值；pre表示當前時段臺區(qū)內新能源發(fā)電功率；pld表示當前時段臺區(qū)內負荷功率；mlw表示臺區(qū)內凈負荷曲線的波動程度，為0～1之間的標量值；pst表示當前時段臺區(qū)內負荷曲線的標準差；pst,max表示當前時段配電網全部臺區(qū)負荷曲線的標準差中最大值；pst,min表示當前時段配電網全部臺區(qū)負荷曲線的標準差中最小值；pl,i表示當前時段采樣時刻臺區(qū)內凈負荷功率；表示當前時段配電網內全部臺區(qū)的凈負荷功率平均值；n表示當前時段采樣時刻數量；mvd表示臺區(qū)內電壓偏差的程度，為0～1之間的標量值；v表示當前時段臺區(qū)內電壓幅值；vmax表示當前時段系統(tǒng)內臺區(qū)電壓幅值最大值；vmin表示當前時段系統(tǒng)內臺區(qū)電壓幅值最小值；mdr表示臺區(qū)內需求響應容量的大小，為0～1之間的標量值；pdr表示臺區(qū)內需求響應容量；pdr,max表示配電網全部臺區(qū)需求響應容量最大值；pdr,min表示配電網全部臺區(qū)需求響應容量最小值；mlc表示臺區(qū)內重點負荷占比的大小，為0～1之間的標量值；plc表示當前時段臺區(qū)內重點負荷功率。

29、在一個實施例中，所述需求響應潛力綜合得分的計算公式為：

30、ms＝∑i∈imi

31、式中，ms表示臺區(qū)當前時段的參與需求響應綜合潛力；i表示當前時段選取動態(tài)分級劃分指標的集合；mi表示所選取需求響應潛力評估指標的得分。

32、在一個實施例中，對臺區(qū)需求響應潛力進行分級公式為：

33、

34、

35、ms,1＝0.25(ms,max-ms,min)

36、ms,2＝0.75(ms,max-ms,min)

37、式中，k表示第k個臺區(qū)；ka表示a類臺區(qū)需求響應潛力級別集合；kb表示b類臺區(qū)需求響應潛力級別集合；kc表示c類臺區(qū)需求響應潛力級別集合；上述集合均為系統(tǒng)內臺區(qū)級別集合k的子集，且a類需求響應潛力級別集合的需求響應能力小于b類需求響應潛力級別集合的需求響應能力，b類需求響應潛力級別集合的需求響應能力小于c類需求響應潛力級別集合的需求響應能力；ms,min表示系統(tǒng)內各臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分最低分；ms,max表示系統(tǒng)內各臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分最高分；ms,1、ms,2均表示需求響應潛力分級劃分標準中所采用的中間變量，其中，ms,min<ms,1<ms,2<ms,max；ms,k表示系統(tǒng)內第k個臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分。

38、根據本發(fā)明實施例的第二方面，提供了一種配電網臺區(qū)需求響應能力評估系統(tǒng)。

39、在一個實施例中，所述配電網臺區(qū)需求響應能力評估系統(tǒng)，包括：

40、狀態(tài)類別判斷模塊，用于獲取配電網當前運行狀態(tài)，并根據所述配電網當前運行狀態(tài)，確定配電網運行狀態(tài)類別；

41、評估指標確定模塊，用于根據所述配電網運行狀態(tài)類別，進行動態(tài)分級指標劃分處理，確定配電網的需求響應潛力評估指標；

42、指標得分計算模塊，用于計算各臺區(qū)的各項需求響應潛力評估指標的指標得分；并根據當前時段的需求響應潛力評估指標及指標得分，計算各臺區(qū)需求響應潛力綜合得分；

43、能力分級評估模塊，用于根據當前時段配電網各臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分，對臺區(qū)需求響應潛力進行分級，得到需求響應潛力分級評估結果。

44、在一個實施例中，所述配電網運行狀態(tài)類別包括：低需求響應要求運行狀態(tài)類別和高需求響應要求的運行狀態(tài)類別。

45、在一個實施例中，所述配電網運行狀態(tài)類別的判斷公式為：

46、

47、ddr＝ddr,l+ddr,pv+ddr,es

48、ddr,l＝pd,l/pd,s

49、ddr,pv＝pd,pv/pd,pv,s

50、ddr,es＝socd,es/socd,es,s

51、式中，dp表示配電網運行狀態(tài)；dp,l表示配電網運行低需求響應要求的運行狀態(tài)；dp,h表示配電網運行高需求響應要求的運行狀態(tài)；ddr表示配電網運行需求響應要求參數指標數值；ddr,s表示配電網需求響應要求運行狀態(tài)劃分限值；ddr,l表示配電網運行需求響應參數負荷相關分項指標數值；ddr,pv表示配電網運行需求響應參數光伏相關分項指標數值；ddr,es表示配電網運行需求響應參數儲能相關分項指標數值；pd,l表示配電網內負荷總功率；pd,s表示配電網內總負荷容量；pd,pv表示配電網內光伏出力；pd,pv,s表示配電網內光伏總裝機容量；socd,es表示配電網內儲能設備總荷電水平；socd,es,s表示配電網內儲能設備荷電水平上限數值。

52、在一個實施例中，在配電網運行狀態(tài)類別為低需求響應要求運行狀態(tài)類別的情況下，需求響應潛力評估指標包括：

53、臺區(qū)終端用能自給率指標、臺區(qū)凈負荷曲線波動指標、臺區(qū)電壓偏差指標、臺區(qū)需求響應容量指標和臺區(qū)重點負荷占比指標。

54、在一個實施例中，在配電網運行狀態(tài)類別為高需求響應要求運行狀態(tài)類別的情況下，需求響應潛力評估指標包括：

55、臺區(qū)終端用能自給率指標、臺區(qū)電壓偏差指標和臺區(qū)需求響應容量指標。

56、在一個實施例中，所述需求響應潛力評估指標的計算公式包括：

57、mes＝pre/(pre+pld)

58、mlw＝1-[pst-pst,min/(pst,max-pst,min)]

59、

60、mvd＝1-|v-((vmax-vmin)/2)|/((vmax-vmin)/2)

61、mdr＝pdr-pdr,min/(pdr,max-pdr,min)

62、mlc＝(pl,i-plc)/pl,i

63、式中，mes表示臺臺區(qū)內電能自給的程度，為0～1之間的標量值；pre表示當前時段臺區(qū)內新能源發(fā)電功率；pld表示當前時段臺區(qū)內負荷功率；mlw表示臺區(qū)內凈負荷曲線的波動程度，為0～1之間的標量值；pst表示當前時段臺區(qū)內負荷曲線的標準差；pst,max表示當前時段配電網全部臺區(qū)負荷曲線的標準差中最大值；pst,min表示當前時段配電網全部臺區(qū)負荷曲線的標準差中最小值；pl,i表示當前時段采樣時刻臺區(qū)內凈負荷功率；表示當前時段配電網內全部臺區(qū)的凈負荷功率平均值；n表示當前時段采樣時刻數量；mvd表示臺區(qū)內電壓偏差的程度，為0～1之間的標量值；v表示當前時段臺區(qū)內電壓幅值；vmax表示當前時段系統(tǒng)內臺區(qū)電壓幅值最大值；vmin表示當前時段系統(tǒng)內臺區(qū)電壓幅值最小值；mdr表示臺區(qū)內需求響應容量的大小，為0～1之間的標量值；pdr表示臺區(qū)內需求響應容量；pdr,max表示配電網全部臺區(qū)需求響應容量最大值；pdr,min表示配電網全部臺區(qū)需求響應容量最小值；mlc表示臺區(qū)內重點負荷占比的大小，為0～1之間的標量值；plc表示當前時段臺區(qū)內重點負荷功率。

64、在一個實施例中，所述需求響應潛力綜合得分的計算公式為：

65、ms＝∑i∈imi

66、式中，ms表示臺區(qū)當前時段的參與需求響應綜合潛力；i表示當前時段選取動態(tài)分級劃分指標的集合；mi表示所選取需求響應潛力評估指標的得分。

67、在一個實施例中，對臺區(qū)需求響應潛力進行分級公式為：

68、

69、

70、ms,1＝0.25(ms,max-ms,min)

71、ms,2＝0.75(ms,max-ms,min)

72、式中，k表示第k個臺區(qū)；ka表示a類臺區(qū)需求響應潛力級別集合；kb表示b類臺區(qū)需求響應潛力級別集合；kc表示c類臺區(qū)需求響應潛力級別集合；上述集合均為系統(tǒng)內臺區(qū)級別集合k的子集；ms,min表示系統(tǒng)內各臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分最低分；ms,max表示系統(tǒng)內各臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分最高分；ms,1、ms,2均表示需求響應潛力分級劃分標準中所采用的中間變量，其中，ms,min<ms,1<ms,2<ms,max；ms,k表示系統(tǒng)內第k個臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分。

73、本發(fā)明實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：

74、本發(fā)明綜合考慮了配電網與臺區(qū)的運行狀態(tài)、負荷情況與需求響應需求強弱，實現了對于臺區(qū)的需求響應潛力評估與動態(tài)分級；并根據配電網需求響應運行狀態(tài)類別綜合判斷準則與需求響應潛力評估指標選取判據，結合配電網及臺區(qū)運行狀態(tài)進行基于需求響應潛力評估指標的動態(tài)分級劃分指標靈活選取，提高了需求響應潛力評估與動態(tài)分級方法在不同配電網差異化運行狀態(tài)下的適用性與靈活性。

75、此外，本發(fā)明結合臺區(qū)運行狀態(tài)，基于臺區(qū)終端用能自給率指標、臺區(qū)凈負荷曲線波動指標、臺區(qū)電壓偏差指標、臺區(qū)需求響應容量指標、臺區(qū)重點負荷占比指標共計5項需求響應潛力評估指標，可以實現對于臺區(qū)需求響應潛力的多維量化評價。并結合當前時段配電網各臺區(qū)的需求響應潛力綜合得分進行計算，得到需求響應潛力分級評估結果。對配電網內各臺區(qū)的需求響應潛力進行評估與動態(tài)分級，以全面與量化的評級方法對各臺區(qū)需求響應潛力進行評估與動態(tài)分級，為配電網中調度臺區(qū)參與需求響應提供決策依據，進而輔助實現高效化、標準化地調度各臺區(qū)參與需求響應。

76、本發(fā)明解決了在配電網需求響應特性過程中，缺乏多維、靈活、可量化的潛力評估方法的問題。使得新型電力系統(tǒng)中配電網參與需求響應的潛力與能力快速增強，適用范圍較廣，可應用于電力系統(tǒng)領域，提高電力系統(tǒng)中配電網的需求響應調度決策的效率與科學性。

77、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。