一种工业园区转供电最大需量的控制方法与流程

1.本发明涉及一种工业园区转供电最大需量的控制方法，属于转供电技术领域。


背景技术：

2.目前我国存在较多的企业难以直接供电、抄表和收费，而由其转供电主体给实际电力消费的转供电终端用户进行供电。转供电主体与转供电终端用户存在市场经营地位不平等、信息严重不对称，这也导致了转供电存在加价行为。国家发改委通知指出要进一步清理规范涉企收费，清理转供电环节不合理加价，大部分转供电终端用户的用电电价恢复到了市场正常电价，但对于工业用户两部制电价下的基本电费收取仍存在无根据与乱加价的行为。我国转供电基本电费有按合同规定、最大需量和变压器容量三种结算方式，大多情况下按最大需量结算方式可以大幅减小工业园区转供电的基本电费，但现有转供电主体和转供电终端用户之间仍处在粗放的最大需量控制阶段，整个转供电过程中很少考虑最大需量的控制，使得工业园区的基本电费和整个转供电过程中的转供电主体的最大需量过高。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：如何在不影响工业园区中转供电终端用户生产的前提下，降低转供电主体的最大需量。
4.本发明所提出的技术方案是：一种工业园区转供电最大需量的控制方法，涉及工业园区外的转供电主体和工业园区内的转供电终端用户，所述控制方法包括以下步骤：
5.步骤1：将所述转供电终端用户的负荷分为生产单元负荷和非生产单元负荷；建立生产单元负荷模型及其约束条件，建立非生产单元负荷模型及其约束条件；
6.所述生产单元负荷模型如下式(1)所示，
[0007][0008]
式(1)中，是转供电终端用户在第t时段生产单元负荷的功率；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷状态系数，该变量是二进制变量，当值是1时代表该设备正处于运行状态，当值是0时则代表设备处于停止状态；是转供电终端用户在第t时段的主要生产单元负荷状态系数；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷状态系数；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷状态系数；
[0009]
所述生产单元负荷模型的约束条件如下式(2)、(3)、(4)和(5)所示，
[0010][0011]
[0012][0013][0014]
式(2)到(5)中，和分别是设备m的工作区间；tm是设备m完成任务所需要的工作时长；
[0015]
所述非生产单元负荷模型如下式(10)和(11)所示，
[0016][0017][0018]
式(10)和(11)中，和分别是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率，该类负荷根据往日用能情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率变化量；
[0019]
所述非生产单元负荷模型的约束条件如下式(12)所示，
[0020][0021]
式(12)中，是转供电终端用户的用电舒适度；是转供电终端用户的用电舒适度下限；
[0022]
步骤2：先按照下式(13)和(14)获取工业园区内各转供电终端用户的日负荷功率p
tr
和转供电主体的日负荷功率p
t
，然后通过下式(15)和(16)得到转供电主体的日需量pn和日最大需量p
n,max
，最后以使转供电主体的日最大需量p
n,max
最小为目标建立最大需量控制目标函数f(x)，如下式(17)，
[0023][0024][0025][0026]
p
n,max
＝max pnꢀꢀꢀ
(16)，
[0027]
f(x)＝min p
n,max
ꢀꢀꢀ
(17)，
[0028]
式(15)和(16)中，n
ε
是需量周期，需量周期是指一个约定的时间间隔；pn是需量，需量是转供电主体在需量周期n
ε
内的平均功率；p
n,max
是日最大需量，最大需量是指在规定周期或结算周期内记录到的需量的最大值；
[0029]
步骤3：先按照下式(18)计算出转供电主体所产生的日基本电费c，然后按照下式(19)计算出工业园区的日单位面积基本电费λ，最后通过下式(20)、(21)、(22)和(23)计算出分摊到转供电终端用户的终端用户基本电费xr和工业园区的总基本电费c(s)，
[0030]
c＝μ
·
p
n,max
ꢀꢀꢀ
(18)，
[0031]
式(18)中，μ是按最大需量结算下的单位电价(元/kwh)；
[0032][0033]
式(19)中，sr是转供电终端用户r合同核算用电面积，是转供电合同下核定的工业园区的用电面积；
[0034][0035][0036][0037][0038]
式(20)到(23)中，p(v)是转供电终端用户随机合作下形成联盟v的概率；c(v)是联盟v集合内转供电终端用户的基本电费之和；
[0039]
步骤4：计算转供电主体最大需量出现时的需量周期内转供电终端用户与转供电主体之间的负荷曲线相似度分摊系数负荷幅值相关分摊系数和负荷波动概率匹配度分摊系数并将这三个分摊系数通过critic权重法计算出综合分摊系数kr，通过综合分摊系数kr对步骤3中的终端用户基本电费xr进行修正得到修正后的最终终端用户基本电费
[0040]
步骤5：以转供电终端用户日运行成本最小为目标，建立转供电终端用户负荷目标函数g(x)，如下式(35)所示：
[0041][0042]
式(35)中：pr
t
是转供电主体与转供电终端用户约定的分时电价；t
ooc
是转供电主体最大需量发生的时刻；pr
ne
是转供电主体与转供电终端用户约定的需量电价；是该转供电终端用户在最大需量发生时负荷的变化量；
[0043]
步骤6：选取步骤2得到的最大需量控制目标函数f(x)作为下层模型，选取步骤5得
到的转供电终端用户负荷目标函数g(x)作为上层模型；通过转供电主体与转供电终端用户间功率交互和综合分摊系数的传递实现了双层模型的迭代求解，若满足收敛条件，则求解结束，若不满足收敛条件，继续求解直到结束，输出求解结果，根据求解结果对工业园区转供电需量进行控制，使得转供电过程中的最大需量更低。
[0044]
上述技术方案的进一步改进在于：步骤1中建立所述生产单元负荷模型的具体步骤如下：
[0045]
将所述生产单元负荷分为主要生产单元负荷和柔性负荷。所述主要生产单元负荷是指转供电终端用户生产过程中主要设备所产生的负荷，所述柔性负荷是指可以调控的负荷，包括前置负荷、同步负荷和强关联负荷；先按照下式(6)建立主要生产单元负荷模型，然后按照下式(7)、(8)和(9)建立柔性负荷模型，最后通过所述公式(1)建立生产单元负荷模型；
[0046][0047]
式(6)中，是转供电终端用户在第t时段中设备m产生的功率；是设备m的额定功率；t
on
、t
off
分别是设备m的通断电时刻；δt
up
、δt
down
分别是设备m通电后负荷升至额定功率和设备功率从额定功率降为零所需要的时间；是设备m稳态运行时的功率波动；
[0048][0049]
[0050][0051]
式(7)到(9)中，和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率，该负荷功率由用户按照订单情况安排生产计划并根据属于该时段前置负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率的上下限；和转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率变化的上下限，若超过这一范围将破坏转供电终端用户在第t时段生产的稳定性；和分别是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率，该负荷功率是由用户按照生产计划确定该时段强关联负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的强相关负荷功率的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的强相关负荷功率变化的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率正负调节因子；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率，该负荷功率是由用户按照生产计划确定该时段同步负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率变化的上下限。
[0052]
上述技术方案的进一步改进在于：所述步骤4的具体步骤如下：
[0053]
步骤4.1：按照下式(24)、(25)、(26)计算出负荷曲线相似度分摊系数
[0054][0055]
[0056][0057]
式(24)到(26)中：是转供电终端用户r在t时刻的负荷曲线归一化值；p
′
l,t
是转供电主体在t时刻的负荷曲线归一化；
[0058]
步骤4.2：通过下式(27)计算得到负荷幅值相关分摊系数
[0059][0060]
式(27)中，是转供电终端用户r在t时刻的负荷值；
[0061]
步骤4.3：通过下式(28)、(29)和(30)计算得到负荷波动概率匹配度分摊系数
[0062][0063][0064][0065]
式(28)到(30)中，pb是负荷的波动值；p
bmax
是负荷的最大波动值；是转供电终端用户r发生波动的概率；q(x
l,b
)是转供电主体发生波动的概率；
[0066]
步骤4.4：通过下式(31)计算出综合分摊系数kr，
[0067][0068]
式(31)中，γw是负荷曲线相似度分摊系数的权重；γ
l
是负荷负荷幅值相关分摊系数的权重；γb是负荷波动概率匹配度分摊系数的权重；
[0069]
步骤4.5：通过下式(32)、(33)和(34)对终端用户基本电费xr进行修正得到最终终端用户基本电费
[0070][0071][0072][0073]
式(32)到(34)中，δkr是转供电终端用户r的分摊系数修正因子，是保证分摊前后总成本不发生改变，各分摊系数修正因子之和应是0；γ是分摊程度的控制系数，其值影响着修正的程度。
[0074]
上述技术方案的进一步改进在于：所述步骤6中迭代求解的具体过程如下：
[0075]
上层模型，其交互参数为转供电主体对基本电费的分摊结果和最大需量发生时刻。以g(x)为目标函数，以公式(1)-(12)为约束条件，采用matlab软件中的yalmip构建混合整数线性规划模型并调用求解器gurobi直接求解。将求解后的负荷功率传递至下层模型；
[0076]
下层模型采用粒子群算法求解，首先初始化粒子群参数，并设置粒子群大小、初始位置和初始速度；计算各个粒子的目标函数，即每个粒子的适应值；找到各个粒子的当前最优适应值和整个粒子群的当前最优适应值，更新每个粒子的速度和位置，若粒子达到最大代数或更新前后的粒子偏差在收敛条件内，则输出最优解，即最大需量和最大需量发生时刻；
[0077]
所述收敛条件如下式(36)所示，
[0078][0079]
其中，p
tr,k
是第k次迭代时转供电主体与转供电终端用户间的交互功率；是第k次迭代时的交互功率差值；ε1是功率交互量的收敛参数。
[0080]
有益效果：本发明由于采用了转供电终端用户负荷目标函数作为上层模型，最大需量控制目标函数作为下层模型的双层模型结构，使得转供电主体与转供电终端用户之间形成联系，通过求解双层模型使得整个转供电过程在满足了转供电终端用户生产的前提下，降低了转供电主体的最大需量。
附图说明
[0081]
图1是本发明的最大需量控制的双层模型求解框架；
[0082]
图2是采用本发明中的控制方法进行最大需量控制后的日需量与未采用控制方法的原日需量的对比图。
具体实施方式
[0083]
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明一种工业园区转供电最大需量的控制方法作进一步详细的说明。
[0084]
一种工业园区转供电最大需量的控制方法，涉及工业园区外的转供电主体和工业园区内的转供电终端用户，该控制方法包括以下步骤：
[0085]
步骤1：将转供电终端用户的负荷分为生产单元负荷和非生产单元负荷；建立生产单元负荷模型及其约束条件，建立非生产单元负荷模型及其约束条件。
[0086]
具体步骤如下：
[0087]
步骤1.1：将生产单元负荷分为主要生产单元负荷和柔性负荷。主要生产单元负荷是指转供电终端用户生产过程中主要设备所产生的负荷，柔性负荷是指可以调控的负荷，包括前置负荷、同步负荷和强关联负荷；先按照下式(6)建立主要生产单元负荷模型；然后按照下式(7)、(8)和(9)建立柔性负荷模型；进一步通过下式(1)建立生产单元负荷模型，最后通过下式(2)、(3)(4)和(5)获取生产单元负荷模型的约束条件，
[0088][0089]
式(6)中，是转供电终端用户在第t时段中设备m产生的功率；是设备m的额定功率；t
on
、t
off
分别是设备m的通断电时刻；δt
up
、δt
down
分别是设备m通电后负荷升至额定功率和设备功率从额定功率降为零所需要的时间；是设备m稳态运行时的功率波动；
[0090][0091][0092][0093]
式(6)到(9)中，和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率，该负荷功率由用户按照订单情况安排生产计划并根据属于该时段前置负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率的上下限；和转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率变化的上下限，若超过这一范围将破坏转供电终端用户在第t时段生产的稳定性；和分别是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率正负调节因子；和分别是转供电
终端用户在第t时段的强关联负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率，该负荷功率是由用户按照生产计划确定该时段强关联负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的强相关负荷功率的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的强相关负荷功率变化的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率正负调节因子；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率，该负荷功率是由用户按照生产计划确定该时段同步负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率变化的上下限；
[0094][0095]
式(1)中，是转供电终端用户在第t时段生产单元负荷的功率；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷状态系数，该变量是二进制变量，值是1时代表该设备正处于运行状态，值是0时则代表设备处于停止状态；是转供电终端用户在第t时段的主要生产单元负荷状态系数；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷状态系数；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷状态系数；
[0096][0097][0098][0099][0100]
式(2)到(5)中，和分别是设备m的工作区间；tm是设备m完成任务所需要的工作时长。
[0101]
步骤1.2：按照下式(10)和(11)建立非生产单元负荷模型，然后通过下式(12)确定非生产单元负荷模型的约束条件，
[0102]
[0103][0104]
式(10)和(11)中，和分别是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率，该类负荷根据往日用能情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率变化量；
[0105][0106]
式(12)中，是转供电终端用户的用电舒适度；是转供电终端用户的用电舒适度下限。
[0107]
步骤2：按照下式(13)和(14)获取工业园区内各转供电终端用户的日负荷功率p
tr
和转供电主体的日负荷功率p
t
，然后通过下式(15)和(16)得到转供电主体的日需量pn和日最大需量p
n,max
，最后以使转供电主体的日最大需量p
n,max
最小为目标建立最大需量控制目标函数f(x)，如下式(17)。
[0108][0109][0110][0111]
p
n,max
＝max pnꢀꢀꢀ
(16)，
[0112]
f(x)＝min p
n,max
ꢀꢀꢀ
(17)，
[0113]
式(15)和(16)中，n
ε
是需量周期，需量周期是指一个约定的时间间隔；pn是需量，需量是转供电主体在需量周期n
ε
内的平均功率；p
n,max
是日最大需量，最大需量是指在规定周期或结算周期内记录到的需量的最大值。
[0114]
步骤3：先按照下式(18)计算出转供电主体一日所产生的基本电费c，然后按照下式(19)计算出工业园区的日单位面积基本电费λ，最后通过下式(20)、(21)、(22)和(23)计算出分摊到转供电终端用户的终端用户基本电费xr和工业园区的总基本电费c(s)，
[0115]
c＝μ
·
p
n,max
ꢀꢀꢀ
(18)，
[0116]
式(18)中，μ是按最大需量结算下的单位电价(元/kwh)；
[0117]
[0118]
式(19)中，sr是转供电终端用户r合同核算用电面积，是转供电合同下核定的工业园区的用电面积；
[0119][0120][0121][0122][0123]
式(20)到(23)中，p(v)是转供电终端用户随机合作下形成联盟v的概率；c(v)是联盟v集合内转供电终端用户的基本电费之和。
[0124]
步骤4：计算最大需量出现时的需量周期内转供电终端用户与转供电主体之间的负荷曲线相似度分摊系数负荷幅值相关分摊系数和负荷波动概率匹配度分摊系数并将这三个分摊系数通过critic权重法计算出综合分摊系数kr，通过综合分摊系数kr对步骤3中的终端用户基本电费xr进行修正得到修正后的最终终端用户基本电费
[0125]
具体步骤如下：
[0126]
步骤4.1：按照下式(24)、(25)、(26)计算出负荷曲线相似度分摊系数
[0127][0128][0129][0130]
式(24)到(26)中：是转供电终端用户r在t时刻的负荷曲线归一化值；p
l
′
,t
是转供电主体在t时刻的负荷曲线归一化值。
[0131]
步骤4.2：通过下式(27)计算得到负荷幅值相关分摊系数
[0132][0133]
式(27)中，是转供电终端用户r在t时刻的负荷值。
[0134]
步骤4.3：通过下式(28)、(29)和(30)计算得到负荷波动概率匹配度分摊系数
[0135][0136][0137][0138]
式(28)到(30)中，pb是负荷的波动值；p
bmax
是负荷的最大波动值；是转供电终端用户r发生波动的概率；q(x
l,b
)是转供电主体发生波动的概率。
[0139]
步骤4.4：通过下式(31)计算出综合分摊系数kr，
[0140][0141]
式(31)中，γw是负荷曲线相似度分摊系数的权重；γ
l
是负荷负荷幅值相关分摊系数的权重；γb是负荷波动概率匹配度分摊系数的权重。
[0142]
步骤4.5：通过下式(32)、(33)和(34)对终端用户基本电费xr进行修正得到最终终端用户基本电费
[0143][0144][0145][0146]
式(32)到(34)中，δkr是转供电终端用户r的分摊系数修正因子，是保证分摊前后总成本不发生改变，各分摊系数修正因子之和应是0；γ是分摊程度的控制系数，其值影响着修正的程度。
[0147]
步骤5：以转供电终端用户日运行成本最小为目标，建立转供电终端用户负荷目标函数g(x)，如下式(35)所示：
[0148][0149]
式(35)中：pr
t
是转供电主体与转供电终端用户约定的分时电价；t
ooc
是转供电主体最大需量发生的时刻；pr
ne
是转供电主体与转供电终端用户约定的需量电价；是该转供电终端用户在最大需量发生时负荷的变化量。
[0150]
步骤6：选取最大需量控制目标函数f(x)作为下层模型，选取的转供电终端用户负荷目标函数g(x)作为上层模型；通过转供电主体与转供电终端用户间功率交互和综合分摊系数的传递实现了双层模型的迭代求解，若满足收敛条件，则求解结束，输出求解结果，根据求解结果对工业园区转供电需量进行控制，使得转供电过程中的最大需量更低。
[0151]
双层模型具体迭代求解过程如图1所示：
[0152]
上层模型，其交互参数为转供电主体对基本电费的分摊结果和最大需量发生时刻。以g(x)为目标函数，以公式(1)-(12)为约束条件，采用matlab软件中的yalmip构建混合整数线性规划模型并调用求解器gurobi直接求解。将求解后的负荷功率传递至下层模型。
[0153]
下层模型采用粒子群算法求解，首先初始化粒子群参数，并设置粒子群大小、初始位置和初始速度。计算各个粒子的目标函数，即每个粒子的适应值。找到各个粒子的当前最优适应值和整个粒子群的当前最优适应值，更新每个粒子的速度和位置，若粒子达到最大代数或更新前后的粒子偏差在收敛范围，则输出最优解，即最大需量和最大需量发生时刻。若满足下式(36)的收敛条件，则整个双层模型终止迭代,
[0154]
收敛条件如下式(36)所示
[0155][0156]
其中，p
tr,k
是第k次迭代时转供电主体与转供电终端用户间的交互功率；是第k次迭代时的交互功率差值；ε1是功率交互量的收敛参数。
[0157]
上述通过实例得到的某一工业园区转供电主体最大需量计算值的控制结果如图2所示：某一工业园区转供电主体为调整前的最大需量发生在12时15分，最大需量为1601kw；调整后最大需量发生在21时15分，最大需量为1512kw。通过对比可知，最大需量控制前后最大需量发生时刻改变，最大需量降低89kw。

技术特征：
1.一种工业园区转供电最大需量的控制方法，涉及工业园区外的转供电主体和工业园区内的转供电终端用户，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：步骤1：将所述转供电终端用户的负荷分为生产单元负荷和非生产单元负荷；建立生产单元负荷模型及其约束条件，建立非生产单元负荷模型及其约束条件；所述生产单元负荷模型如下式(1)所示，式(1)中，是转供电终端用户在第t时段生产单元负荷的功率；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷状态系数，该变量是二进制变量，当值是1时代表该设备正处于运行状态，当值是0时则代表设备处于停止状态；是转供电终端用户在第t时段的主要生产单元负荷状态系数；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷状态系数；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷状态系数；所述生产单元负荷模型的约束条件如下式(2)、(3)、(4)和(5)所示，所述生产单元负荷模型的约束条件如下式(2)、(3)、(4)和(5)所示，所述生产单元负荷模型的约束条件如下式(2)、(3)、(4)和(5)所示，所述生产单元负荷模型的约束条件如下式(2)、(3)、(4)和(5)所示，式(2)到(5)中，和分别是设备m的工作区间；t
m
是设备m完成任务所需要的工作时长；所述非生产单元负荷模型如下式(10)和(11)所示，所述非生产单元负荷模型如下式(10)和(11)所示，式(10)和(11)中，和分别是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率，该类负荷根据往日用能情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的非生产单元负荷功率变化
量；所述非生产单元负荷模型的约束条件如下式(12)所示，式(12)中，是转供电终端用户的用电舒适度；是转供电终端用户的用电舒适度下限；步骤2：先按照下式(13)和(14)获取工业园区内各转供电终端用户的日负荷功率和转供电主体的日负荷功率p
t
，然后通过下式(15)和(16)得到转供电主体的日需量p
n
和日最大需量p
n,max
，最后以使转供电主体的日最大需量p
n,max
最小为目标建立最大需量控制目标函数f(x)，如下式(17)，函数f(x)，如下式(17)，函数f(x)，如下式(17)，p
n,max
＝max p
n
ꢀꢀꢀꢀ
(16)，f(x)＝min p
n,max
ꢀꢀꢀꢀ
(17)，式(15)和(16)中，n
ε
是需量周期，需量周期是指一个约定的时间间隔；p
n
是需量，需量是转供电主体在需量周期n
ε
内的平均功率；p
n,max
是日最大需量，最大需量是指在规定周期或结算周期内记录到的需量的最大值；步骤3：先按照下式(18)计算出转供电主体所产生的日基本电费c，然后按照下式(19)计算出工业园区的日单位面积基本电费λ，最后通过下式(20)、(21)、(22)和(23)计算出分摊到转供电终端用户的终端用户基本电费x
r
和工业园区的总基本电费c(s)，c＝μ
·
p
n,max
(18)，式(18)中，μ是按最大需量结算下的单位电价(元/kwh)；式(19)中，s
r
是转供电终端用户r合同核算用电面积，是转供电合同下核定的工业园区的用电面积；园区的用电面积；
式(20)到(23)中，p(v)是转供电终端用户随机合作下形成联盟v的概率；c(v)是联盟v集合内转供电终端用户的基本电费之和；步骤4：计算转供电主体最大需量出现时的需量周期内转供电终端用户与转供电主体之间的负荷曲线相似度分摊系数负荷幅值相关分摊系数和负荷波动概率匹配度分摊系数并将这三个分摊系数通过critic权重法计算出综合分摊系数k
r
，通过综合分摊系数k
r
对步骤3中的终端用户基本电费x
r
进行修正得到修正后的最终终端用户基本电费步骤5：以转供电终端用户日运行成本最小为目标，建立转供电终端用户负荷目标函数g(x)，如下式(35)所示：式(35)中：pr
t
是转供电主体与转供电终端用户约定的分时电价；t
ooc
是转供电主体最大需量发生的时刻；pr
ne
是转供电主体与转供电终端用户约定的需量电价；是该转供电终端用户在最大需量发生时负荷的变化量；步骤6：选取步骤2得到的最大需量控制目标函数f(x)作为下层模型，选取步骤5得到的转供电终端用户负荷目标函数g(x)作为上层模型；通过转供电主体与转供电终端用户间功率交互和综合分摊系数的传递实现了双层模型的迭代求解，若满足收敛条件，则求解结束，若不满足收敛条件，继续求解直到结束，输出求解结果，根据求解结果对工业园区转供电需量进行控制，使得转供电过程中的最大需量更低。2.根据权利要求1所述的工业园区转供电最大需量的控制方法，其特征在于：所述步骤1中建立所述生产单元负荷模型的具体步骤如下：将所述生产单元负荷分为主要生产单元负荷和柔性负荷。所述主要生产单元负荷是指转供电终端用户生产过程中主要设备所产生的负荷，所述柔性负荷是指可以调控的负荷，包括前置负荷、同步负荷和强关联负荷；先按照下式(6)建立主要生产单元负荷模型，然后按照下式(7)、(8)和(9)建立柔性负荷模型，最后通过所述公式(1)建立生产单元负荷模型；式(6)中，是转供电终端用户在第t时段中设备m产生的功率；是设备m的额定功
率；t
on
、t
off
分别是设备m的通断电时刻；δt
up
、δt
down
分别是设备m通电后负荷升至额定功率和设备功率从额定功率降为零所需要的时间；是设备m稳态运行时的功率波动；是设备m稳态运行时的功率波动；是设备m稳态运行时的功率波动；式(7)到(9)中，和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率，该负荷功率由用户按照订单情况安排生产计划并根据属于该时段前置负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率的上下限；和转供电终端用户在第t时段的前置负荷功率变化的上下限，若超过这一范围将破坏转供电终端用户在第t时段生产的稳定性；和分别是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率正负调节因子的最大值；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率，该负荷功率是由用户按照生产计划确定该时段强关联负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的强关联负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的强相关负荷功率的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的强相关负荷功率变化的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率正负调节因子；和分别是转供电终端用户在第
t时段的同步负荷功率正负调节因子；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率，该负荷功率是由用户按照生产计划确定该时段同步负荷的相关设备运行情况预测得出；是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率变化量；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率的上下限；和分别是转供电终端用户在第t时段的同步负荷功率变化的上下限。3.根据权利要求1所述的工业园区转供电最大需量的控制方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤如下：步骤4.1：按照下式(24)、(25)、(26)计算出负荷曲线相似度分摊系数步骤4.1：按照下式(24)、(25)、(26)计算出负荷曲线相似度分摊系数步骤4.1：按照下式(24)、(25)、(26)计算出负荷曲线相似度分摊系数步骤4.1：按照下式(24)、(25)、(26)计算出负荷曲线相似度分摊系数式(24)到(26)中：是转供电终端用户r在t时刻的负荷曲线归一化值；是转供电主体在t时刻的负荷曲线归一化；步骤4.2：通过下式(27)计算得到负荷幅值相关分摊系数步骤4.2：通过下式(27)计算得到负荷幅值相关分摊系数式(27)中，是转供电终端用户r在t时刻的负荷值；步骤4.3：通过下式(28)、(29)和(30)计算得到负荷波动概率匹配度分摊系数步骤4.3：通过下式(28)、(29)和(30)计算得到负荷波动概率匹配度分摊系数步骤4.3：通过下式(28)、(29)和(30)计算得到负荷波动概率匹配度分摊系数步骤4.3：通过下式(28)、(29)和(30)计算得到负荷波动概率匹配度分摊系数式(28)到(30)中，p
b
是负荷的波动值；p
bmax
是负荷的最大波动值；是转供电终端用户r发生波动的概率；q(x
l,b
)是转供电主体发生波动的概率；
步骤4.4：通过下式(31)计算出综合分摊系数k
r
，式(31)中，γ
w
是负荷曲线相似度分摊系数的权重；γ
l
是负荷负荷幅值相关分摊系数的权重；γ
b
是负荷波动概率匹配度分摊系数的权重；步骤4.5：通过下式(32)、(33)和(34)对终端用户基本电费x
r
进行修正得到最终终端用户基本电费户基本电费户基本电费户基本电费式(32)到(34)中，δk
r
是转供电终端用户r的分摊系数修正因子，是保证分摊前后总成本不发生改变，各分摊系数修正因子之和应是0；γ是分摊程度的控制系数，其值影响着修正的程度。4.根据权利要求1所述的工业园区转供电最大需量的控制方法，其特征在于：所述步骤6中迭代求解的具体过程如下：上层模型，其交互参数为转供电主体对基本电费的分摊结果和最大需量发生时刻。以g(x)为目标函数，以公式(1)-(12)为约束条件，采用matlab软件中的yalmip构建混合整数线性规划模型并调用求解器gurobi直接求解。将求解后的负荷功率传递至下层模型；下层模型采用粒子群算法求解，首先初始化粒子群参数，并设置粒子群大小、初始位置和初始速度；计算各个粒子的目标函数，即每个粒子的适应值；找到各个粒子的当前最优适应值和整个粒子群的当前最优适应值，更新每个粒子的速度和位置，若粒子达到最大代数或更新前后的粒子偏差在收敛条件内，则输出最优解，即最大需量和最大需量发生时刻；所述收敛条件如下式(36)所示，其中，是第k次迭代时转供电主体与转供电终端用户间的交互功率；是第k次迭代时的交互功率差值；ε1是功率交互量的收敛参数。

技术总结
本发明涉及一种工业园区转供电最大需量的控制方法，属于转供电技术领域。该控制方法涉及工业园区外的转供电主体和工业园区内的转供电终端用户，该控制方法通过选取最大需量控制目标函数作为下层模型，选取转供电终端用户负荷目标函数g(x)作为上层模型；通过转供电主体与转供电终端用户间功率交互和综合分摊系数的传递实现了双层模型的迭代求解，若满足收敛条件，则求解结束，若不满足收敛条件，继续求解直到结束，输出求解结果，根据求解结果对工业园区转供电需量进行控制，使得转供电过程中的最大需量更低。中的最大需量更低。中的最大需量更低。


技术研发人员：于晨 宁艺飞 唐志辉 黄璜 蒋涛 张欣 江明 张国豪 黄夷悦 钱勇 仇悦敏 汪自虎 钱蕴哲
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/18