基于主从博弈的负荷聚合商定价策略及可控负荷调度研究

摘要

电力系统安全稳定运行的基本要求是发电功率和负荷之间的实时平衡。传统上，通过调整发电机出力来满足电力系统实时功率需求，但伴随着用电负荷的显著增加、新能源的大量接入和化石燃料的短缺导致传统发电机组的调节成本急剧增加。应用需求响应调整负荷受到了广泛关注。智能电网技术的发展为各种需求响应项目的推广实施和应用创造了有利的环境。作为新出现的市场主体——负荷聚合商参与市场将会遇到一定的冲击和挑战。在将来售电侧开放的情形下，负荷聚合商如何制定自己的运营策略，不仅能在电网侧改善电网负荷特性、电压质量以及频率质量，还能降低用户的用电成本，使自己的利益最大化。所以对负荷聚合商运营策略的研究具有重大意义。本文的主要研究内容和成果包括：　　1）建立了可控负荷运行模型。首先将可控负荷按用户用电设备的不同分为居民可控负荷、工业可控负荷和充电桩可控负荷。然后通过数据统计得出家居设备各时段用电概率，建立居民可控设备运行模型；对工业设备运行特性和工业工作流程进行了研究，建立了工业可控设备运行模型；根据对电动汽车出行时间，结束出行时间，日行驶公里数的统计，利用蒙特卡洛方法模拟电动汽车充电时间概率和充电量概率。最后利用上述得到的概率数据和设备用电模型为后文得到的不变电价下用户可控负荷曲线和可控设备控制方法提供了基础。　　2）制定了基于不同种类用户的负荷聚合商日前实时电价制定策略。首先，将居民用电时间与习惯用电时间偏离长短，作为居民用电满意度衡量指标，通过模糊隶属度构建工业用户响应量和电动汽车充电等待概率，建立以用电满意度和用电成本为目标的用户响应模型。其次，通过模糊隶属度构建购电量与现货市场单位购电成本的关系，以负荷聚合商收益最大为目标，以电价波动上下限和功率充足为约束，建立负荷聚合商日前实时电价制定策略。再次，采用粒子群算法与混合整数规划相结合的方法求解负荷聚合商日前定价策略模型。最后通过仿真，验证了所提模型的有效性。　　3）制定了考虑配电网安全的负荷聚合商奖励价格制定方法和可控负荷调度策略。首先，构建了负荷聚合商与用户的两阶段互动模型。其次，在考虑负荷聚合商购电风险、电网安全风险和缺供电风险的情形下，分别以负荷聚合商收益期望最大风险最小和用户用电成本最小为目标，以奖励价格波动限值，家居设备工作特性和用户舒适度为约束，建立了基于主从博弈的负荷聚合商奖励价格制定策略。再次，采用粒子群算法与遗传算法相结合的方法求解负荷聚合商定价策略。最后，在 IEEE4 节电配电系统中进行仿真分析，仿真结果表明：相比较仅依靠实时电价，所提出奖励价格策略能够降低负荷聚合商收益风险，并保证其总收益随着用电量的增加而稳定增长。

目录

声明

第1章 绪论

1.1选题背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

第2章 可控负荷特性及模型分析

2.1引言

2.2可控负荷分类

2.3本章小结

第3章 基于不同用户种类的负荷聚合商日前实时电价制定策略

3.1引言

3.2不同用户类型响应模型

3.3负荷聚合商定价优化模型

3.4 算例分析

3.5本章小结

第4章 基于主从博弈的负荷聚合商奖励价格制定策略及可控负荷调度研究

4.1引言

4.2负荷聚合商两阶段运营模型

4.3风险指标

4.4负荷聚合商奖励价格制定模型

4.5模型求解

4.6算例分析

4.7本章小结

第5章 结论与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的科研成果