一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，包括以下步骤：根据用户负荷曲线、用户电力套餐及用户需求响应特征，设定用户市场约束条件；引入现货市场价格波动系数，建立以售电商经济效益最优为目标的上层模型和以用户总成本最小为目标的下层模型；利用所述上层模型和所述下层模型反复迭代决策合约电价和需求响应补贴价格，直至满足迭代终止条件。本发明专利技术通过构建非线性双层模型，解决了售电商在现货市场竞争中，如何设计科学的用户电力套餐，规避市场经济风险；同时，有利于调动用户需求响应的积极性，让用户享受优惠的电价。

A design method of power package based on the volatility of spot market

【技术实现步骤摘要】
一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法
本专利技术涉及电力市场
，特别是涉及一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法。
技术介绍
随着全球市场化趋势的到来，电力行业逐渐由垄断转变为竞争，作为电力市场的核心因素——电价，其结构和水平发生了较大的变化。电价随需求变化，电价变化也影响需求量，电价调节机制的作用更加明显。与负荷相比，现货电价有很强的波动性，并且受更多非确定性因素的影响，如系统供需状况、燃料价格的不稳定性、水力发电站的波动性、输电阻塞、市场成员行为、系统和机组的约束条件等等。国外的售电市场已经比较成熟且竞争充分，售电商为了吸引和保持用户，制定了各具特色的电力套餐。中国当前没有真正意义上的电力市场，其电力套餐结构不清晰、特征不明显，用户更换供电商和电力套餐的比例较低。一般而言，对于售电公司，在客户市场上的竞争力提升至少需要做好两方面研究：(1)如何对用户进行科学合理的划分；(2)对不同类别用户提供怎样的套餐能够吸引用户。因此，基于用户历史用电数据，售电商如何引导客户的用电行为，结合现货市场的价格波动来制定出有吸引力的套餐，为客户优化电费支出总量，并规避电价大幅波动的风险，是售电商参与现货市场所面临的实际问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种考虑现货市场价格波动性的电力套餐设计方法，解决了售电商在现货市场竞争中，如何设计科学的用户电力套餐，规避市场经济风险的问题，同时，有利于调动用户需求响应的积极性，让用户享受优惠的电价。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，包括以下步骤：根据用户负荷曲线、用户电力套餐及用户需求响应特征，设定用户市场约束条件；其中，所述用户负荷曲线是根据用户用电量信息建立的，所述用户需求响应特征是根据用户需求响应信息量化得到的；根据现货市场价格的波动性，预测现货市场的出清价格序列；引入现货市场价格波动系数，建立以售电商经济效益最优为目标的上层模型和以用户总成本最小为目标的下层模型；利用所述上层模型和所述下层模型反复迭代决策合约电价和需求响应补贴价格，直至满足迭代终止条件。可选地，所述用户电力套餐包括用电套餐和需求响应套餐。可选地，所述用户市场约束条件进一步包括：用户用电量约束、用户需求响应潜力约束和用户需求响应速率约束。可选地，所述上层模型的目标函数可以表示为：其中，T为时间周期，N为最大用户个数，Pit为售电商在t时段卖给用户i的合约电价，ηt为现货市场电价t时段的波动系数，Qit为t时段售电商在现货市场购卖给用户i的电量；P′it为t时段用户i的需求响应价格；Q′it为t时段用户的需求响应量。可选地，所述上层模型的目标函数进一步包括：用户用电量约束，所述用户用电量约束可以为：Qit+Q′it＝Dit；其中，Dit为t时段用户i的用电量，Qit为t时段售电商在现货市场购卖给用户i的电量，Q′it为t时段用户的需求响应量。可选地，所述上层模型的目标函数进一步包括：合约电价约束，所述合约电价约束可以为：0≤Pit≤Pt,max；其中，Pit为售电商在t时段卖给用户i的合约电价，Pt,max为t时刻卖给用户i的合约电价的最大值。可选地，所述下层模型的目标函数可以表示为：其中，ai,bi,ci分别为用户i需求响应成本函数的二次项系数、一次项系数、常数项系数；T为时间周期，N为最大用户个数，Pit为售电商在t时段卖给用户i的合约电价，ηt为现货市场电价t时段的波动系数，Qit为t时段售电商在现货市场购卖给用户i的电量；P′it为t时段用户i的需求响应价格；Q′it为t时段用户的需求响应量。可选地，所述下层模型的目标函数进一步包括：需求响应补贴价格约束，所述需求响应补贴价格约束可以为：0≤P′it≤P′t,max；其中，P′t,max为t时刻需求响应补贴价格最大值，P′it为t时段用户i的需求响应价格。可选地，所述下层模型的目标函数进一步包括：用户需求响应潜力约束，所述用户需求响应潜力约束可以为：0≤Q′it≤Dit；其中，Dit为t时段用户i的用电量，Q′it为t时段用户的需求响应量。可选地，所述下层模型的目标函数进一步包括：用户需求响应速率约束，所述用户需求响应速率约束可以为：|Q′it+1-Q′it|≤ViΔt；其中，Vi为用户i最大需求响应速度，Δt为时间长度，Q′it为t时段用户的需求响应量，Q′it+1为t+1时段用户的需求响应量。本专利技术提供了一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，包括以下步骤：根据用户负荷曲线、用户电力套餐及用户需求响应特征，设定用户市场约束条件；其中，所述用户负荷曲线是根据用户用电量信息建立的，所述用户需求响应特征是根据用户需求响应信息量化得到的；根据现货市场价格的波动性，预测现货市场的出清价格序列；引入现货市场价格波动系数，建立以售电商经济效益最优为目标的上层模型和以用户总成本最小为目标的下层模型；利用所述上层模型和所述下层模型反复迭代决策合约电价和需求响应补贴价格，直至满足迭代终止条件。本专利技术提供的基于现货市场波动性电力套餐设计方法，兼顾售电商经济效益、用户用电成本和需求响应成本，基于用户的负荷曲线和需求响应特征评估，通过预测现货市场出清价格序列，从不同用电套餐和需求响应套餐组合方案中选取综合效益最优的电力套餐方案，有利于调动用户需求响应的积极性，规避售电商市场经济风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术提供的一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法的流程示意图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术实施例提供的一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，在现货市场竞争中，兼顾售电商经济效益、用户用电成本和需求响应成本，得出综合效益最优的电力套餐方案，具体包括：S1：根据用户负荷曲线、用户电力套餐及用户需求响应特征，设定用户市场约束条件；其中，所述用户负荷曲线是根据用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据用户负荷曲线、用户电力套餐及用户需求响应特征，设定用户市场约束条件；其中，所述用户负荷曲线是根据用户用电量信息建立的，所述用户需求响应特征是根据用户需求响应信息量化得到的；/n根据现货市场价格的波动性，预测现货市场的出清价格序列；/n引入现货市场价格波动系数，建立以售电商经济效益最优为目标的上层模型和以用户总成本最小为目标的下层模型；/n利用所述上层模型和所述下层模型反复迭代决策合约电价和需求响应补贴价格，直至满足迭代终止条件。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据用户负荷曲线、用户电力套餐及用户需求响应特征，设定用户市场约束条件；其中，所述用户负荷曲线是根据用户用电量信息建立的，所述用户需求响应特征是根据用户需求响应信息量化得到的；
根据现货市场价格的波动性，预测现货市场的出清价格序列；
引入现货市场价格波动系数，建立以售电商经济效益最优为目标的上层模型和以用户总成本最小为目标的下层模型；
利用所述上层模型和所述下层模型反复迭代决策合约电价和需求响应补贴价格，直至满足迭代终止条件。


2.如权利要求1所述的基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，其特征在于，所述用户电力套餐包括用电套餐和需求响应套餐。


3.如权利要求1所述的基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，其特征在于，所述用户市场约束条件进一步包括：用户用电量约束、用户需求响应潜力约束和用户需求响应速率约束。


4.如权利要求1所述的基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，其特征在于，所述上层模型的目标函数可以表示为：
其中，T为时间周期，N为最大用户个数，Pit为售电商在t时段卖给用户i的合约电价，ηt为现货市场电价t时段的波动系数，Qit为t时段售电商在现货市场购卖给用户i的电量；P′it为t时段用户i的需求响应价格；Q′it为t时段用户的需求响应量。


5.如权利要求4所述的基于现货市场波动性的电力套餐设计方法，其特征在于，所述上层模型的目标函数进一步包括：用户用电量约束，所述用户用电量约束可以为：Qit+Q′it＝Dit；
其中，Dit为t时段用户i的用电量，Qit为t时段售电商在现货市场购卖给用户i的电量，Q′it为t时段用户的需求响应量。


6.如权利要求5所述的基于现货市场波动性的电力套餐设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱斌，赵云，林晓明，周密，肖勇，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44