计及用户响应不确定性的负荷聚合商运营决策模型研究

摘要

随着能源和环境危机日益严峻，以及智能电网和电力市场建设深入推进，中小用户需求响应资源的进一步开发和利用日益成为世界各国应对能源环境危机的重要途径。传统模式下，中小用户一般分散、独立地对市场上的价格型需求响应激励机制进行响应，由于其需求响应行为具有较大分散性和不确定性，故难以直接参与到电力市场中交易其需求响应能力。随着电力市场建设的推进，用户侧资源有更多选择和途径去参与市场交易，于是市场中出现了一类新的交易主体—负荷聚合商(LA)。负荷聚合商是专业的需求响应资源聚合及授权代理机构，引导着中小用户以最佳的方式参与市场。其中，解决中小用户需求响应不确定性问题成为负荷聚合商运营决策面临的难点问题。
　　论文结合国内外LA理论与实践情况，梳理LA的一些基本概念，包括LA的发展历程、分类、运营模式、交易决策关键问题。针对LA参与辅助服务备用市场交易业务的合约决策问题，建立LA开展该项合约交易的成本收益分析模型;侧重考虑LA聚合的中小用户响应行为的不确定性，采用随机规划理论，计及因中小用户响应行为不确定性可能引起的LA机会成本和违约赔偿成本等因素，建立LA合约决策优化模型，并且模型中进一步考虑了LA从聚合用户中购买确定性响应资源缓解中小用户响应不确定性风险的购买策略。论文采用嵌入了中小用户响应度蒙特卡洛随机模拟过程的遗传算法求解模型。最后通过算例，仿真分析与中小用户响应不确定性紧密相关的用户资源需求响应度、确定性需求响应资源调用补偿成本以及LA履约的服务水平等关键因素对LA合约决策的影响机理，验证了决策模型的可行性和合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究的意义和目的

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外相关研究现状

1．2．2 国外LA的发展现状

1．2．3 国内相关研究现状

1．3 本文研究的内容

第2章 负荷聚合商(LA)运营模式

2．1 LA基本概念

2．1．1 LA诞生及发展

2．1．2 LA在市场中的角色

2．1．3 LA的分类

2．1．4 LA聚合的资源

2．2 LA的运营模式

2．2．1 LA运营关联的交易业务

2．2．2 LA运营交互模式

2．3 LA运营决策涉及的关键问题

2．3．1 基础信息预测

2．3．2 LA参与市场的交易决策

2．3．3 LA面向聚合用户的交易和调控决策

2．4 本章小结

第3章 考虑用户响应行为不确定性的LA合约决策模型

3．1 LA合约交易的成本收益分析

3．1．1 LA合约收益

3．1．2 LA合约成本

3．2 LA合约交易决策模型

3．2．1 问题描述及假设

3．2．2 数学模型

3．3 本章小结

第4章 模型求解

4．1 模型求解说明

4．2 模型中随机模拟的实现

4．2．1 蒙特卡洛随机模拟介绍

4．2．2 LA利润期望值函数的随机模拟

4．2．3 LA服务水平机会函数的随机模拟

4．3 优化模型的求解

4．3．1 遗传算法介绍

4．3．2 LA合约决策的遗传算法过程

4．4 嵌入蒙特卡洛随机模拟的混合遗传算法

4．5 本章小结

第5章 算例分析

5．1 算例说明

5．2 仿真结果

5．3 算例分析

5．3．1 不确定用户响应程度对LA合约决策的影响分析

5．3．2 购买确定性响应资源对LA合约决策的影响分析

5．3．3 市场服务水平约束对LA合约决策的影响分析

5．4 本章小结

第6章 总结和展望

6．1 总结

6．2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他科研工作

致谢