分时电价环境下居民需求响应潜力评估及其应用

作     者：张若愚 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘敏;李庆生

授予年度：2023年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

主      题：电力需求侧管理 需求侧响应 峰谷分时电价 需求价格弹性 模糊聚类 

摘      要：可再生能源的广泛接入,给电力供应带来了更大的随机性和波动性,电力系统的稳定运行受到了巨大挑战。需求侧响应对于当前智能电网的运行、管理具有至关重要的作用。其中,峰谷分时电价在削峰填谷、平稳负荷等方面发挥了显著的作用。实施分时电价并制定相应价政策是很有必要的,通过评估用户的需求响应潜力,制定合理的电价政策激发用户的响应潜力,引导用户科学改变自身的用电方式,对电力系统的安全稳定运行起到积极的作用。首先,本文对需求侧响应和分时电价相关理论进行了论述;基于经济学中需求弹性理论,建立了用户的需求价格弹性矩阵,并对需求价格弹性矩阵进行了修正;考虑消费者心理学对电价变动的敏感区域进行分析,构建用户在分时电价引导下的负荷转移模型。其次,建立了以用户的需求响应潜力和响应速度相结合的综合需求响应潜力指标,通过用户的负荷转移模型对居民负荷的需求响应潜力进行评估;讨论了不同电价政策对响应潜力的影响。然后,采用模糊隶属度和模糊聚类相结合的方法,对负荷曲线的用电时段进行了划分;对峰谷分时电价的目标进行了描述,考虑多个约束,建立了峰谷分时电价的多目标优化模型;对求解所采用的蚁狮算法进行了介绍并对其进行了改进,分别在单目标及多目标测试函数上验证了其有效性,给出了模型的求解流程。最后,通过算例对模型进行验证。首先,求解之前建立的峰谷分时电价优化模型得到结果,其次对峰谷倒置约束条件进行了描述并将该约束加入模型进行求解,对比其对结果的影响。然后将峰谷倒置约束加入优化模型,考虑不同目标和用电满意度相结合,求解出不同条件下最优电价并比较了不同的优化结果。考虑光伏的消纳问题,将负荷曲线与光伏出力相结合得到等效曲线,对等效曲线优化得到考虑到光伏消纳的最优分时电价。