一种居民用电智能调度选择方法技术

本发明专利技术公开了一种居民用电智能调度选择方法，以用户为中心研究了多个供电侧的需求侧管理，其中包含了可再生能源供电的不确定性，在用户中提出供电方选择博弈。本发明专利技术旨在最大限度地降低每个用户的成本的同时使电网每日电量达到均衡状态，提供以用户为中心的需求调度和供电商联合方案，通过做出最佳选择获得经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种居民用电智能调度选择方法
本专利技术属于智能用电领域，具体涉及一种智能调度选择方法。
技术介绍
随着经济发展和新电改的实施，传统电力系统面临越来越大的压力与挑战。首先，社会生产与生活对电力能源的需求量逐年攀升，用户对用电质量和用电可靠性的要求不断提高，现阶段用电峰谷差逐渐增大；其次，煤炭资源日益短缺、环境污染急剧恶化等问题出现，对传统电网的持续性生产提出了极大的挑战。实现削峰填谷、节能减排是现阶段电力行业关注的主要问题。近年来国家电网大力发展智能电网受到了广泛的关注。智能电网是利用先进的信息、控制和通信技术节省能源，降低成本，提高电网的可靠性和透明度的智能化网络。在下一代电力市场中，电网利用电价机制，通过调节电价鼓励用户主动管理自身负荷，以在峰值负荷时主动削减负荷。但是，近年来主要的调节手段主要是调节可中断负荷和分时电价的模式来改变居民用电习惯，但是这种放法的灵活性和实时性不高。如今新能源发电发展迅速，用户的用电已经不拘泥于火电，还可以选择水电、风电、核电等等。在智能电网研究中有些学者将能源消费调度视为消费者数量的增加和严格凸起的成本函数之间的博弈，比如：1)根据价格信息，用户调整自己的需求来最大化自己的效用。2)考虑到每小时的价格不确定性，制定了鲁棒优化问题，以最大限度地发挥消费者的效用。3)提出一种动态定价方案，以激励客户实现适合供应商的总体负载曲线，并针对智能电网消费者之间信息共享水平的不同对需求响应问题进行了研究。但是以上研究主要集中在一个或多个供电方被作为一个实体，从供应商角度解决成本最小问题。目前，多种能源下的需求侧响应的研究很少，包括将可再生能源纳入供应方。在供应方面，人们越来越有兴趣将可再生能源与存储单位集成在电网中，加入多个基于可再生能源和不可再生资源的电力公司，同一供电源可以为多个用户提供电力，这使得问题更加复杂。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种居民用电智能调度选择方法。对居民用户的用电负荷进行分类，考虑到常规火力发电和新能源发电的选择，运用实时电价机制让用户参与需求侧响应，提出一种基于分布式算法的双层选择模型。所述调度方法，具体步骤如下：步骤1：根据供电商提供的分时电价将一天分为h段时间，收集各用户的用电情况和供电方式。根据供电商提供的分时电价将一天分为h段时间，收集近30天各用户的用电情况和供电方式。其中用电情况包括用电起始时间、结束时间，可中断负荷和不可靠中断负荷的使用情况。步骤2：建立用户和供电方的成本模型。随着科技进步，用户对电能质量和电能可靠性要求越来越高，因此用户的成本和价格都在增加，如果用户在不同时刻i，j从电力公司k获得的总电量为dk,i,tot,dk,j,tot,两者均≥0，设这时dk,i,tot<dk,j,tot，并且用CUC,k(dk,i,tot)和CUC,k(dk,j,tot)是分别表示不同时间段相应的发电成本，tot表示总时间，CUC,k(dk,i,tot)<CUC,k(dk,j,tot),向用户收取的价格满足凸函数：CUC,k(θdk,i,tot+(1-θ)dk,j,tot)<θCUC,k(dk,i,tot)+(1-θ)CUC,k(dk,j,tot),0<θ<1(1)(1)供电方成本：以用户为中心，在供电方成本方面，供电成本由发电成本、输电成本、污染成本和前期投入的设备成本组成，我们简化供电方成本模型，将发电成本系数设为βk,2,βk,1,βk,0，βk,2表示发电成本系数，βk,1表示总成本随产量上升的速度系数，βk,0表示发电过程中的不变成本系数。其中，0≤βk,2＜1,0≤βk,1＜1,0≤βk,0＜1。表示用户n在时间段h的电力需求。令gn表示用户n的电力公司选择策略，其中是用户n在时间段h中选择供电公司k的决定策略，令表示选择供电公司k的用户组，其中是在时刻h中偏向选择供电公司k的用户总数。那么，时刻h中供电公司k的总需求是总成本是：(2)用户成本模型：用表示用户每天支付给电力公司的费用，user表示用户，该费用与用户每天使用的电量和电力公司提供的价格有关，对于负载调度和供电公司的联合选择方案，每个消费者的策略是{xn,gn}，其中表示用户的需求调度，其包含其可调度负载dn,s，即是用户n在时间段h中的功率需求，表示用户n在时间段h里不可改变的用电需求，表示用户n在时间段h里可改变的用电需求。如果用户n1选择基于火电的供电公司k1，则供电公司在时间段h向用户收取的费用为：如果用户n2在时间h中选择基于可再生能源的供电公司k2，向户n收取的价格如下：因为可再生资源供电的不稳定性，在日常供电时会出现供电不足的情况，我们将这些状态记为M，如果处于状态M，则提供的电量为：其中是状态M中供电公司k3的可用功率，avl表示可获得的，supp表示提供。用户n2获得的功率量是：所有可再生资源在不同情况m1,m2,m3,……,mv∈M下的缺额将由备用电源提供。由备用电源提供的总功率为：如果在时间h中来自可再生能源发电的需求高于状态M中的可用功率，则用户n2的电力缺额将是：如果电源处于状态M，则时间段h中可再生能源供电总缺额为：当供电方处于状态m1,m2,m3,……,mv∈M时，额外来源提供所有可再生能源的赤字电力的总量表示为同样地，在所有状态下平均的所有可再生能源公司的总缺额能力可以通过使用(7)中的来获得，由附加源提供电力时价格将会比原供应商高，因此我们设置一组新的成本系数为{βr,2,βr,1,βr,0}，且0≤βr,2＜1,0≤βr,1＜1,0≤βr,0＜1。则用户成本为：是电力公司k的平均供应量，是用户n2从电力公司k2获得的平均功率。步骤3：建立用电博弈模型并使用分布式算法求解，优化用电策略。将用户成本最小化问题写成：约束条件为：其中τn,s；τn,2分别是用户n的需求改变的开始和结束时间，Pk1,max是火力发电的容量。每个用户的目标是考虑到其他用户的策略降低自己的成本，即用户在这种情况下的优化问题表示成在联合电力公司选择博弈和可调度负载选择博弈中，尽管以独立的方式为每个时隙选择供电公司，但是由于每个消费者还基于其可移动负载的调度来优化其对供电公司的选择，因此消费者的策略被耦合在时间和供电公司上。在这种情况下，我们将给出联合博弈，用户是消费者：N，策略是：{gn,xn}，他们的收益是Uuser,n(xn,gn,x-n,g-n)：Uuser,n(xn,gn,x-n,g-n)＝-Cuser.n(xn,gn,x-n,g-n)(14)我们将上述的用电计划称为联合计划，联合计划由两个级别的博弈组成：一整天的最佳可调度负载选择和一天中所有时间段的最佳电力公司选择。值得注意的是，两种场景具有相当不同的应用领域。电力公司选择博弈在用户具有相对严格的电力需求的场景中使用，例如可变负载较少的商业或工业用户。另一方面，对于具有较高比例的可变负载的用户，时间安排更为有用。除了每个时间段的不可转移的需求之外，我们还为每个消费者提供了一些可转换的功率需求。每天可调度量是固定的，但是其时间安排和电力公司的选择是这种情况下每个消费者的策略。我们将消费者n的不同时间段的可移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种居民用电智能调度选择方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：根据供电方提供的分时电价将一天分为h段时间，收集各用户的用电情况和供电方式；步骤2：建立用户和供电方的成本模型；(1)供电方成本由发电成本、输电成本、污染成本和前期投入的设备成本组成，用

【技术特征摘要】
1.一种居民用电智能调度选择方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：根据供电方提供的分时电价将一天分为h段时间，收集各用户的用电情况和供电方式；步骤2：建立用户和供电方的成本模型；(1)供电方成本由发电成本、输电成本、污染成本和前期投入的设备成本组成，用表示用户n在时间段h的电力需求；用gn表示用户n的电力公司选择策略；是用户n在时间段h中选择供电公司k的决定策略：用表示选择供电公司k的用户组，其中是在时刻h中偏向选择供电公司k的用户总数；那么，时刻h中供电公司k的总需求是那么供电方总成本是：其中：βk,2表示发电成本系数，βk,1表示总成本随产量上升的速度系数，βk,0表示发电过程中的不变成本系数；且0≤βk,2＜1,0≤βk,1＜1,0≤βk,0＜1；(2)用户成本模型，用表示用户每天支付给电力公司的费用；用表示用户的需求调度，包含其可调度负载dn,s，即是用户n在时间段h中的功率需求，表示用户n在时间段h里不可改变的用电需求，表示用户n在时间段h里可改变的用电需求；如果用户n1选...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传清，李昕儒，仲佳佳，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32