考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法及系统与流程

本发明涉及农村配电网应急需求响应机制，尤其涉及考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法及系统。

背景技术：

1、随着我国农村电力负荷的类型和容量不断增加，农村电力系统运行面临着越来越高的要求和挑战。农村地区对电力的需求不仅限于基本照明和生产用电，还涵盖了更多的领域，如农村工业、商业和服务业，这意味着农村电力系统不仅需要满足更大规模的负荷，还需要更高水平的稳定性、可靠性和安全性。同时，随着新能源技术的不断发展和推广，农村电力系统还需要适应多样化的能源结构和智能化的管理模式，以更好地满足农村居民和企业的需求，促进农村经济的可持续发展。因此，提出一种综合考虑经济性、灵活性和稳定性的农村电网应急需求响应机制具有重要意义。

2、传统的农村电网应急需求响应机制没有充分考虑农村地区负荷密度较小的特点，更没有考虑农村居民生活满意度的影响。因此，通过双层优化模型构建负荷最优需求响应策略，在考虑农村用户主动需求响应的情况下，将电量总响应需求和需求短缺之间的偏差降至最低，实现农村用户效用最大化存在显著的必要性。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法，能够解决传统发明没有充分考虑农村地区负荷密度较小的特点，更没有考虑农村居民生活满意度的影响，难以实现农村居民效用最大化。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法，农村地区出现的突发负荷需求或因自然灾害导致的基础设施破坏、电力供应短缺紧急情况，根据农村居民实际需求建立起快速负荷响应机制，满足用电负荷的需求下保证农村居民的经济效用最大化，其特征在于：包括，构建考虑农村居民生活满意度的应急需求响应机制双层优化模型；下层模型用于最大化提高农村民营产业效用，并考虑下层模型的约束条件；上层模型用于最小化电量总响应和需求短缺之间的差异，每个用户的edr目标用电负荷量在上层模型中进行优化，并发送给下层模型。

4、作为本发明所述的考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法的一种优选方案，其中：所述下层模型包括目标函数为农村用户的效用最大化，包括经济性和舒适性，

5、maxui＝ei+ci

6、其中，ui是农村用户的效用值；ei是用户的经济指数；ci是用户的舒适指数。

7、作为本发明所述的考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法的一种优选方案，其中：所述用户的经济指数表示为，

8、

9、其中，ρdr表示每减少1千瓦时用电负荷量的激励价格；pi,t是在t时刻用户i的平均用电负荷；p0,i,t是在t时刻用户i的用电负荷基准；ptar,i是用户i应当在时间tst到时间tst+tdly期间减少的edr目标用电负荷量；ρf表示未达到edr目标用电负荷量下限时，每超过1千瓦时电量的罚款价格；δu和δd是edr目标用电负荷量上下限的比例因子；ρe,t表示在t时刻的分时电价；表示考虑到减少或转移生产负荷的成本的第一和第二产业的舒适度指数，农村第一、第二产业的可调负荷是生产负荷；代表第三产业的舒适度指数，农村第三产业用电需求相对分散，可调负荷包括学校、民宿和小型商店的分体式空调，edr的潜力与季节和温度有关。

10、作为本发明所述的考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法的一种优选方案，其中：所述edr的潜力与季节和温度有关表示为，

11、

12、式中,ρpdc和ρdpdc分别为每千瓦时可调负荷减载和转移造成的利润损失；是在t时刻可调负荷的变化量；ct是在t时刻的舒适指数,主要受用户对室内温度的影响,空调的舒适度指数表示为分段函数,具体公式如下:

13、

14、式中,和分别是在t和t-1时刻的室内温度；tcom是最舒适的温度；σ是热感知偏移量,与季节有关；δt是最大温差；是时间t的室外温度；是空调的功率；η为空调的能效比，η≥1；r表示等效热阻,c表示等效热电容。

15、作为本发明所述的考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法的一种优选方案，其中：所述下层模型的约束条件包括，需求响应约束、负荷约束、生产负荷功率约束、空调负荷功率约束；

16、所述需求响应约束表示为，

17、

18、式中,tst,tar和tdly,tar分别是edr的目标开始时间和交付周期；tst,i和tdly,i是用户i响应edr的实际开始时间和提前时间；和是用户i响应edr提前时间的上限和下限；

19、所述负荷约束表示为，

20、

21、其中,tdr,tar是从时间tst,tar到tst+tdly,tar的目标响应edr周期；tdr,i是从时间tst,i到tst,i+tdly,i的用户i的实际响应edr周期；和是用户负荷削减量的下限和上限；

22、所述生产负荷功率约束表示为，

23、

24、其中,是在t刻用户i的平均可调负荷量；是在t时刻用户i的可调负荷基准量；是用户i的可调负荷变化量；m是非负整数；

25、所述空调负荷功率约束表示为，

26、

27、式中,是用户i空调的功率；是用户i空调的最大功率。

28、作为本发明所述的考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法的一种优选方案，其中：所述上层模型的目标函数表示为电量总响应需求和需求短缺之间的偏差最小化，考虑安全性因素，上层优化模型的目标函数表示为电量总响应需求和需求短缺之间的偏差最小化表示为，

29、

30、式中,ptar是所有用户在时间tst到时间tst+tdly期间减少的edr目标用电负荷总量；pgap是负荷需求短缺量；n是用户的总数。

31、作为本发明所述的考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法的一种优选方案，其中：所述考虑安全性因素件包括，电力系统安全约束:

32、

33、其中,ptar是所有用户在时间tst到时间tst+tdly期间减少的edr目标用电负荷总量；

34、消费者目标响应需求约束:

35、

36、斜坡速度约束:

37、vi≥vtar

38、其中,vi和vtar分别是用电设备i和系统目标在负荷量削减开始阶段的斜坡速度；

39、用户意向约束:

40、ui≥0。

41、本发明的另外一个目的是提供考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化系统显著提升了农村居民的生活满意度和幸福感，还促进了农村经济的增长和民营产业的升级，增加了就业机会，提高了人均收入水平。同时，也优化了电力使用，提高了能源效率，减少了电力短缺风险，增强了电力系统的稳定性和可靠性。通过考虑环境保护的约束条件，支持可再生能源的利用，促进了绿色产业的发展，有助于保护和改善农村的生态环境。

42、作为本发明所述的考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化系统的一种优选方案，其中：包括，生活满意度优化模块、产业效用提升模块、电量响应调优模块；

43、所述生活满意度优化模块，构建考虑农村居民生活满意度的应急需求响应机制双层优化模型；

44、所述产业效用提升模块，下层模型用于最大化提高农村民营产业效用，并考虑下层模型的约束条件；

45、所述电量响应调优模块，上层模型用于最小化电量总响应和需求短缺之间的差异，每个用户的edr目标用电负荷量在上层模型中进行优化，并发送给下层模型。

46、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法中任一项所述的方法的步骤。

47、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现考虑生活满意度的应急需求响应机制双层优化方法中任一项所述的方法的步骤。

48、本发明的有益效果：本发明方法不仅考虑了农村地区分布式负荷较小的特点，还考虑了农村居民满意度的影响，可以实现将电力短缺与需求减少之间的偏差降至最低和农村民营产业效用最大化；

49、与以往根据edr能力平均划分目标的策略相比，双层最优策略可以将电力短缺与需求减少之间的偏差限制得更小。