一种基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法技术

本发明专利技术公开了一种基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法，包括分析在能源现货市场背景下园区供/用能成本及利润来源数据；根据所述数据及演化博弈理论分析园区内用户的用能行为特征；园区管理者根据所述用户基于演化博弈理论上报的数据并结合园区当前时刻的能源市场环境向用户下发需求侧响应激励价格；通过激励价格引导用户合理上报可调容量和用能方式以得到园区价值的提升。该发明专利技术不仅通过多能互补与用能替代优化了园区内用户的用能效率，提高了用户用能满意度，还通过引导用户需求侧响应，为园区参与电力市场活动创造价值以提升其园区价值。

A method of improving Park value based on user demand side response

【技术实现步骤摘要】
一种基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法
本专利技术涉及园区用户在滚动激励机制下的博弈问题的
，尤其涉及一种基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法。
技术介绍
2015年中国启动新一轮电力体制改革，开放售电侧市场是此次改革的一个重点。园区作为衔接能源用户与能源供应商之间的管理节点，一方面有义务对园区内部能源用户的综合用能进行管理，提升能源系统运行能效；另一方面具备通过优化园区内部用户用能实现盈利的能力和优势。当前，我国园区尚没有一个成熟的商业模式，园区管理者的收益主要来自于国家的补贴。在没有明确多能互补的能效优势前，园区管理者不会贸然投资建设多能互补设备，这极大的限制了我国园区的发展以及能源互联网技术的落地生产。此外，2020年我国将重点推进电力现货市场，能源的购买与消纳将逐渐市场化。因此对于园区来说，一个合理的多能互补能效提升方法以及一个成熟的价值最优的商业模式，对园区的运营与生存具有十分重要的意义。本专利技术从用户的角度计算在园区需求侧响应激励机制下，以用户自身利益最大化为目标向园区上报可调负荷容量，而作为园区管理者，能够通过对用户上报容量的预估合理选择激励价格，实现自身利益的最大化。对于园区用户来说，通常用户群体上报的可调容量越大，园区下发的激励价格越低，以自身最大可调容量盲目上报不但会降低自身消费满意度，而且会降低获得利润。因此，在当前时段内，用户之间在可调容量与用能方式的上报将处于一个博弈过程中。假定用户之间互不合作，在本次上报完成前不了解其他用户的上报信息，用户之间将处于一个非合作不完全信息动态博弈过程中。采用演化博弈理论，园区内用户将根据自身利益最大化选择用能策略，通过观察上一阶段其他用户的用能策略，通过用户用能策略修订协议更新自身策略，最终用户之间将达到价值较优的纳什均衡，而园区通过学习用户的用能策略，能够预先估计并引导用户的用能方式与可调容量实现自身的价值最优。基于上述思路，本专利技术提出了一种基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法。一方面，通过多能互补与用能替代优化了园区内用户的用能效率，提高用户用能满意度；另一方面，通过引导用户需求侧响应，为园区参与电力市场活动创造价值。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有存在的我国园区的发展以及能源互联网技术的落地生产被限制以及用户用能满意度不高及园区自身收益无法最大化问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术解决的技术问题是：一方面能够降低园区内用户的用能成本，提高用户用能满意度；另一方面能够提高园区调控能力，规避合同惩罚带来的经济损失。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：分析在能源现货市场背景下园区供/用能成本及利润来源数据；根据所述数据及演化博弈理论分析园区内用户的用能行为特征；园区管理者根据所述用户基于演化博弈理论上报的数据并结合园区当前时刻的能源市场环境向用户下发需求侧响应激励价格；通过激励价格引导用户合理上报可调容量和用能方式以得到园区价值的提升。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：演化博弈的过程包括，基于园区下发的激励机制制定自身的用能策略，向园区上报在当前时段内的可调节容量；利用观察并收集到的园区内其他用户的用能策略，对比自身用能策略与园区平均用能策略在价值上的差异；若自身用能策略价值低于平均价值，则更新自身用能策略；园区基于用户可调节容量，根据市场环境合理利用用户可调节容量，按实际利用量解算价格，并计算下一时段的激励下发至园区内用户。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：园区向用户下发能源价格包括固定能源价格及激励价格，包括，定义固定能源价格包括购能成本、运维费用、税费以及园区利润，其所述四个部分如下所示：其中，γpft与γtax分别表示利润与税费率，Cmtc表示园区运维费用；定义园区向用户下发激励价格函数如下：其中，表示能源类型α在t时段内的激励价格，表示园区用户集群上报的全部可调容量总和，表示园区内能源类型α在t时段内的用能总量。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：用户用能策略更新过程包括,其中，ρmn表示用户用能行为状态x(U)从策略m到策略n的学习率，SP表示园区全体用户的用能策略集合，xm(U)与xn(U)分别表示用户在响应策略下的用能状态。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：利用对比用户自身用能效用与园区平均用能效用计算学习率如下式所示，其中，US表示策略s的用户群体效用。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：购买能源成本包括，其中，λα_cnt表示能源类型α的合同价格，表示在时段t内能源类型α的通双边合同购买的能量。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：定义园区能耗为q1，q2，q3三部分，园区用能情况包括，Wdownqmin≤q1≤qminWup(qmax-qmin)≤q2≤Wdown(qmax-qmin)0≤q3≤WupM其中，Wdown≥Wup，Wdown,Wup∈{0,1}；M≈+∞，qmin、qmax表示合同惩罚机制用能上下限约束。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：定义园区用能惩罚三类场景包括，定义Wdown＝Wup＝0，则q1＝qmin,0≤q2≤qmax-qmin,q3＝0，园区用能量低于合同约定的下限；定义Wdown＝1，Wup＝0，则0≤q1≤qmin,q2＝q3＝0，园区用能在规定范围内；定义Wdown＝Wup＝1。此时q1＝qmin,q2＝qmax-qmin,0≤q3≤M，园区用能量高于合同约定的上限。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：园区合同越限总惩罚费用包括，Cpnsh＝λdown(qmin-q1)+λupq3其中，λdown表示越下限单位能量惩罚价格，λup表示越上限单位能量惩罚价格。作为本专利技术所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法的一种优选方案，其中：能源现货市场背景下园区供/用能成本及利润来源包括，定义园区在本时段内从能源现货市场中购买能量的总费用为：其中，表示在t时段能源类型α的单价，Ω表示园区供能类型空间，表示园区能源类型α在t时段内从能源市场购买的能量；定义在t时段的总购能成本为：Cprk＝Ccnt+Cpnsh+Cmkt。本专利技术的有益效果：本专利技术通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法，其特性在于，包括：/n分析在能源现货市场背景下园区供/用能成本及利润来源数据；/n根据所述数据及演化博弈理论分析园区内用户的用能行为特征；/n园区管理者根据所述用户基于演化博弈理论上报的数据并结合园区当前时刻的能源市场环境向用户下发需求侧响应激励价格；/n通过激励价格引导用户合理上报可调容量和用能方式以得到园区价值的提升。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法，其特性在于，包括：
分析在能源现货市场背景下园区供/用能成本及利润来源数据；
根据所述数据及演化博弈理论分析园区内用户的用能行为特征；
园区管理者根据所述用户基于演化博弈理论上报的数据并结合园区当前时刻的能源市场环境向用户下发需求侧响应激励价格；
通过激励价格引导用户合理上报可调容量和用能方式以得到园区价值的提升。


2.如权利要求1所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法，其特征在于：演化博弈的过程包括，
基于园区下发的激励机制制定自身的用能策略，向园区上报在当前时段内的可调节容量；
利用观察并收集到的园区内其他用户的用能策略，对比自身用能策略与园区平均用能策略在价值上的差异；若自身用能策略价值低于平均价值，则更新自身用能策略；
园区基于用户可调节容量，根据市场环境合理利用用户可调节容量，按实际利用量解算价格，并计算下一时段的激励下发至园区内用户。


3.如权利要求2所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法，其特征在于：园区向用户下发能源价格包括固定能源价格及激励价格，包括，
定义固定能源价格包括购能成本、运维费用、税费以及园区利润，其所述四个部分如下所示：



其中，γpft与γtax分别表示利润与税费率，Cmtc表示园区运维费用；
定义园区向用户下发激励价格函数如下：



其中，表示能源类型α在t时段内的激励价格，表示园区用户集群上报的全部可调容量总和，表示园区内能源类型α在t时段内的用能总量。


4.如权利要求2所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法，其特征在于：用户用能策略更新过程包括,



其中，ρmn表示用户用能行为状态x(U)从策略m到策略n的学习率，SP表示园区全体用户的用能策略集合，xm(U)与xn(U)分别表示用户在响应策略下的用能状态。


5.如权利要求2所述的基于园区用户需求侧响应的园区价值提升方法，其特征在于：利用对比用户自身用能效用与园区平均用能效用计算学习率如下式所示，
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【专利技术属性】
技术研发人员：邱迪，刘东，陈飞，樊强，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31