[发明专利]基于奖励公平性的分布式需求响应实时定价方法

说明书

本发明公开了一种基于奖励公平性的分布式需求响应实时定价方法，包括以下步骤：建立行为效用模型；基于行为效用模型对用户效用进行分析；制定能源管理策略并对能源管理进行稳定性分析；制定实时定价策略并对实时定价策略进行稳定性分析；对优化模型进行优化得到最终的用户能耗方案。本发明通过行为效用模型使用户公平的从需求响应行为中受益，作为配电网能源管理的有效方式，保证了供需匹配。

技术领域

本发明涉及一种基于奖励公平性的分布式需求响应实时定价方法，属于电力系统的规划和经济调度研究技术领域。

背景技术

由于可再生能源等不确定性因素的存在，供需失衡对智能电网的稳定运行有着重要影响。需求响应方案可以通过引导终端用户采取合理的用电方式，有效解决供需失衡问题。此外，随着电力市场改革的深入和智能电网建设的快速推进，需求响应对提高电力系统的灵活性和可靠性具有重要作用。作为需求响应中最为有效的控制方案—实时定价策略，被广泛的应用于支持需求响应管理。

在开放的电力市场环境中，用户是需求侧最为重要的响应资源。为了有效缓解电力资源的供需不平衡，有必要同时考虑供给侧和具有用户用电结构的需求侧。因此，在现代定价方案中，应该采取有效的措施充分调动用户侧的积极性。并且在灵活的电价模式下加强电网与用户之间的互动。其次，在电力定价方案中，用户应该从用电行为变化带来的成本降低和稳定性改善中受益，体验参与需求响应的公平性。例如在基于能耗调度理论的实时定价算法中，算法将电能成本和峰平比作为目标函数。基于博弈理论，利用内点法解决优化问题。算法最终可以得到最优的能耗调度方案，并降低了用户的总电能成本和系统的峰平比。在基于效用模型的实时定价算法中，通过构建基本的能耗调度模型，基于总用电量低于产电量的前提，利用分布式算法最大化用户的总效用。同时最小化能源供应商的费用，最终获得每个用户的最优用电量。

在基于能耗调度理论的实时定价算法中，算法的收敛速度较慢，且缺乏用户对可变电价的反馈信息。此外，传统的效用模型被广泛的应用于用户的用电效用的度量中。但是，该效用模型存在很多不足：首先，模型不能反映每个用户的响应行为，因此对在需求响应中做出较大改变的用户来说可能是不公平的；此外，如果用户不采取响应行为，他仍然可以从其他用户的能源消耗行为的变化中获益，因此用户重新安排需求以平抑需求曲线波动的动机有限；更为重要的是，缺乏对用户综合响应行为(包括负载增加和减少)的奖励的考虑。

发明内容

针对以上方法存在的不足，本发明提出了一种基于奖励公平性的分布式需求响应实时定价方法，作为配电网能源管理的有效方式，能够保证供需匹配。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明实施例提供的一种基于奖励公平性的分布式需求响应实时定价方法，包括以下步骤：

建立行为效用模型；

基于行为效用模型对用户效用进行分析；

制定能源管理策略并对能源管理进行稳定性分析；

制定实时定价策略并对实时定价策略进行稳定性分析；

对优化模型进行优化得到最终的用户能耗方案。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述建立行为效用模型的过程包括以下步骤：

根据用户负荷削减或者负荷增加的响应行为，确定电力消耗行为改变所带来的成本变化；

定义某个用户响应量在所有用户响应量的占比为折扣比例；

确定响应奖励，构建行为效用模型。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述电力消耗行为改变所带来的成本变化ΔC^k为：