一种面向移峰现象的多电价需求响应定价方法技术

本发明专利技术公开了一种面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，涉及电力系统的技术领域，包括获取区域内参与需求响应的电网节点信息和用户信息；根据预设的初始电价和用户信息建立用户支出函数，并设置支出函数约束条件；根据电网节点信息建立电网支出函数，并设置支出函数约束条件；根据用户支出函数和电网支出函数建立可变成本函数，并设置成本函数约束条件；利用数值偏导链路求解法对可变成本函数进行优化，获得最低成本；将最低成本对应的电价作为最优电价。本发明专利技术减少了用电成本的同时，降低电网发电成本；将最低成本对应的电价作为最优电价应用于区域内参与需求响应的用户，电价更加合理，促使用户错峰用电，增强削峰填谷效果，提高能效水平。提高能效水平。提高能效水平。

【技术实现步骤摘要】
一种面向移峰现象的多电价需求响应定价方法


[0001]本专利技术涉及电力系统的
，更具体地，涉及一种面向移峰现象的多电价需求响应定价方法。

技术介绍

[0002]智能电网是各国电力系统建设的未来发展方向，而需求响应是智能电网发展的主要课题之一，作用在新能源发电、资源配置优化、科学化负荷管理等领域，让需求侧管理发挥更大作用。需求侧响应其本质是通过电价或激励用户改变自身用电方式，积极参与电网运行的能量互动，来实现削峰填谷、提高电力系统运行安全与稳定性、提高社会总体运行效益等目的。需求响应(Demand Response，DR)即电力需求响应的简称，是指当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时，电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后，改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并抑制电价上升的短期行为。它是需求侧管理(DSM)的解决方案之一。需求响应可分为两类：第一类为基于时间的需求响应；第二类为基于激励的需求响应。基于时间的需求响应也称为基于价格的需求响应，是指用户根据收到的价格信号响应地调整电力需求，包括分时电价响应、实时电价响应、剑锋电价响应等；基于激励的需求响应是根据时间来发挥作用的，通过高级的契约规则，顾客的消费行为会发生暂时的改变。针对负荷变化，电力公司给出了相应的补偿或处罚。
[0003]目前国内大部分城市采用峰谷电价，将用户类别分为居民用电、一般工商业及其他用电、大工业用电、农业生产用电。对大工业用电群体采用峰谷电价，高峰时段为8:00
‑
12:00、17:00
‑
21:00；平段时段为12:00
‑
17:00、21:00
‑
24:00；低谷时段为0:00
‑
8:00；用电量大且用电负荷随着电价低谷时段灵活转移的用户一般为大工业用户，也称为灵活大用户，会避开用电高峰时段，优先选择电价低谷时段启动设备。然而低谷时段的时长往往不能满足生产需求，从而继续选择电价平段时段启动。当大部分大工业用户的负荷都往低谷时段转移时，就会出现移峰现象，即用电高峰始终随着电价低谷时段移动，削弱削峰填谷效果。
[0004]现有技术公开了一种应用于虚拟电厂的价格激励方法，包括：通过反映虚拟电厂从电网获得的总激励的第一模型、反映虚拟电厂对聚合资源的总激励的第二模型和反映虚拟电厂资金消耗的第三模型，构建反映虚拟电厂的收益的第四模型，并以虚拟电厂的收益的最大化为目标，通过第四模型和所述第四模型的约束条件，计算每个聚合资源的内部定价参数。该方案考虑了间接激励的调度资源，但面对大用电量用户时需求响应时，分时电价制定不合理，导致削峰填谷效果差。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服上述现有技术对所有用户的分时电价制定不合理导致削峰填谷效果差的缺陷，提供一种面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，统筹兼顾用户群与电网
的利益，制定合理的电价，减少用户的用电成本的同时，降低电网发电成本，促使用户错峰用电，增强削峰填谷效果，提高能效水平。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供了一种面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，包括：
[0008]S1：获取区域内参与需求响应的电网节点信息和用户信息；
[0009]S2：根据预设的初始电价和用户信息，以用户总电费最小化为目标建立用户支出函数，并设置支出函数约束条件，对用户支出函数优化求解；
[0010]S3：根据电网节点信息，以电网支出最小化为目标建立电网支出函数，并设置支出函数约束条件，对电网支出函数优化求解；
[0011]S4：根据用户支出函数和电网支出函数建立可变成本函数，并设置成本函数约束条件；
[0012]S5：利用数值偏导链路求解法对可变成本函数进行优化，获得最低成本；将最低成本对应的电价作为最优电价应用于区域内参与需求响应的用户。
[0013]本专利技术中的用户是指用电量巨大且大量的负荷可灵活地随电价低谷转移的用户；用户和电网管理者确定区域内参与需求响应的电网节点信息和用户信息，并协商初始电价；根据预设的初始电价和用户信息建立用户支出函数，根据电网节点信息建立电网支出函数，进而结合用户支出函数和电网支出函数建立可变成本函数；利用数值偏导链路求解法对可变成本函数进行优化，获得最低成本，此时用户支出达到最小值，电网支出也达到最小值，减少了用电成本的同时，降低电网发电成本；将最低成本对应的电价作为最优电价应用于区域内参与需求响应的用户，电价更加合理，促使用户错峰用电，增强削峰填谷效果，提高能效水平。
[0014]优选地，所述步骤S1中，电网节点信息包括电网节点数量、全网总负荷数量、发电机组数量、发电机组最大功率、发电机组最小功率、输电线路数量、输电线路潮流、输电线路最大潮流和输电线路导纳；
[0015]所述用户信息包括用户数量、可转移设备数量、不可转移设备数量、设备功率、可转移设备的总负荷、不可转移设备的总负荷和最小时段数量。
[0016]优选地，所述步骤S2中，根据预设的初始电价和用户信息，以用户总电费最小化为目标建立用户支出函数的具体方法为：
[0017]设定初始电价矩阵P：
[0018][0019]式中，p
i,j
为第i个用户第j时段的电价，NU为用户数量，NT为最小时段数量；如将一天分为24个小时，则NT＝24；
[0020]用户支出函数为：
[0021][0022]式中，Bill和Obj1为所有用户的总电费，MS为可转移设备的启动状态矩阵，DP表示设备功率矩阵，UL为不可转移设备的总负荷矩阵，SCA为设备归属矩阵；e
NU
表示1行NU列、元
素均为1的行向量，e
NT
表示1行NT列、元素均为1的行向量；
[0023][0024][0025][0026][0027]式中，NDev为可转移设备的数量，ms
i,j
表示第i台设备第j时段的启动状态，若为1，该设备启动，否则，该设备关闭；dp
i
表示第i台设备的功率，ul
i,j
表示第i个用户第j时段不可转移设备的总负荷；SCA中的第i行第j列元素为1，则表示MS中第j台设备属于第i个用户，否则为0。
[0028]优选地，所述步骤S2中，设置的支出函数约束条件包括：
[0029]为保证每台设备日用电量满足用户一定产量任务下所需要的时间，设置启动总时间约束：
[0030][0031]式中，wt
i
表示第i台设备的启动总时间；
[0032]限制设备在某一时段只能为启动或者关闭，设置启动状态约束：
[0033]ms
i,j
＝1 or 0
[0034]不可转移约束：一些设备需要一直启动或特定时间启动，则这些设备不可转移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，其特征在于，包括：S1：获取区域内参与需求响应的电网节点信息和用户信息；S2：根据预设的初始电价和用户信息，以用户总电费最小化为目标建立用户支出函数，并设置支出函数约束条件，对用户支出函数优化求解；S3：根据电网节点信息，以电网支出最小化为目标建立电网支出函数，并设置支出函数约束条件，对电网支出函数优化求解；S4：根据用户支出函数和电网支出函数建立可变成本函数，并设置成本函数约束条件；S5：利用数值偏导链路法求解法对可变成本函数进行优化，获得最低成本；将最低成本对应的电价作为最优电价应用于区域内参与需求响应的用户。2.根据权利要求1所述的面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，其特征在于，所述步骤S1中，电网节点信息包括电网节点数量、全网总负荷数量、发电机组数量、发电机组最大功率、发电机组最小功率、输电线路数量、输电线路潮流、输电线路最大潮流和输电线路导纳；所述用户信息包括用户数量、可转移设备数量、不可转移设备数量、设备功率、可转移设备的总负荷、不可转移设备的总负荷和最小时段数量。3.根据权利要求2所述的面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据预设的初始电价和用户信息，以用户总电费最小化为目标建立用户支出函数的具体方法为：设定初始电价矩阵P：式中，p
i,j
为第i个用户第j时段的电价，NU为用户数量，NT为最小时段数量；用户支出函数为：式中，Bill和Obj1为所有用户的总电费，MS为可转移设备的启动状态矩阵，DP表示设备功率矩阵，UL为不可转移设备的总负荷矩阵，SCA为设备归属矩阵；e
NU
表示1行NU列、元素均为1的行向量，e
NT
表示1行NT列、元素均为1的行向量；素均为1的行向量；素均为1的行向量；
式中，NDev为可转移设备的数量，ms
i,j
表示第i台设备第j时段的启动状态，若为1，该设备启动，否则，该设备关闭；dp
i
表示第i台设备的功率，ul
i,j
表示第i个用户第j时段不可转移设备的总负荷；SCA中的第i行第j列元素为1，则表示MS中第j台设备属于第i个用户，否则为0。4.根据权利要求3所述的面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，其特征在于，所述步骤S2中，设置的支出函数约束条件包括：启动总时间约束：式中，wt
i
表示第i台设备的启动总时间；启动状态约束：ms
i,j
＝1 or 0不可转移约束：一些设备需要一直启动或特定时间启动，则这些设备不可转移，将不可转移设备的总负荷设置为常量，记为UL。5.根据权利要求4所述的面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，其特征在于，用户支出函数的优化方法为：将设备第一时段的启动状态用总启动时间与其余时段的启动状态表示，则启动总时间约束改写为：约束改写为：式中，TMS表示可转移设备的启动状态转化矩阵，第一列元素均为0，其他位置的元素与可转移设备的启动状态矩阵MS的元素对应相等；将启动状态约束中ms
i,j
从离散变量转换为连续变量，即0≤ms
i,j
≤1；引入三个辅助罚项，项，
‑
R
max,i
≤g
i,1
‑
g
i,j
≤R
max,i
,j＝NT式中，R
max,i
为第i台发电机组的最大爬坡功率；线路潮流约束：
‑
pl
max,i
≤pl
i,j
≤pl
max,i
式中，pl
i,j
表示第i条输电线路第j时段的潮流，pl
max,i
表示第i条输电线路的最大潮流；pl
i,j
为输电线路潮流矩阵PL中的元素：式中，NL表示输电线路数量。8.根据权利要求7所述的面向移峰现象的多电价需求响应定价方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭思明，朱伟东，赵予嘉，林桂东，谭靖禹，薛几中，许俊华，许方园，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：