一种双层优化方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双层优化方法及其装置，方法，包括：通过用户数据确定需求响应函数，获取需求响应参数；根据需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型；根据代理商收益模型和需求响应出清模型组合构建代理商的双层优化模型，其中，代理商的双层优化模型包括上层模型和下层模型；采用对偶性原理将下层模型转化为一组KKT条件，将代理商的双层优化模型转化为单层模型，获取用户的实际响应情况，将用户的实际响应情况输入用户历史响应数据，用于优化下一次需求响应的参数特征提取，形成闭环。本发明专利技术根据双层优化模型转化为单层优化模型进行优化，获取代理商的市场投标策略和对用户的最优激励价格水平，提高代理商的市场收益。场收益。场收益。

【技术实现步骤摘要】
一种双层优化方法及其装置


[0001]本专利技术涉及电力系统的需求响应
，尤其涉及一种双层优化方法及其装置。

技术介绍

[0002]需求响应(demand response,DR)指用户根据价格信号或激励手段改变既定用电计划的行为。近年来，将需求响应引入市场化交易方兴未艾，其目的是引导用户优化用电负荷、缓解电力供需矛盾，保障电网高峰期的安全稳定运行。根据价格激励方式的不同，需求响应可分为电价型需求响应(price
‑
based DR,PBDR)和激励型需求响应(incentive
‑
based DR,IBDR)。近年来，随着用户侧市场的逐渐放开，以需求侧响应交易代替直接限电模式，正成为电力市场的发展趋势。国内许多地区包括浙江省、山东省等地都相继推出了需求响应集中竞价机制，以促进源网荷储有效互动。
[0003]用户侧主体参与需求响应交易需要满足一定的准入条件，如具有独立的营销账号，达到最低响应容量要求等。因此，大量的普通用户被排除在需求响应市场之外，必须通过售电公司等代理商来代理参与需求响应交易。代理商既可以是用户的售电商，也可以是与用户无关的第三方市场主体。因此，代理商作为市场主体，需要在代理用户参与交易的过程中优化其交易与定价策略。然而，由于市场机制的不成熟，代理商普遍缺乏对用户侧激励价格的优化定价方式。常规方法一般是代理商跟需求响应用户约定一个固定的补偿价格，或者约定按一定比例分成，因此不能确保对用户的激励水平在最优情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于，提供一种双层优化方法及其装置，根据双层优化模型转化为单层优化模型进行优化，获取代理商的市场投标策略和对用户的最优激励价格水平，提高代理商的市场收益。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种双层优化方法，包括：
[0006]通过用户数据确定需求响应函数，获取需求响应参数；
[0007]根据所述需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型；
[0008]根据所述代理商收益模型和需求响应出清模型组合构建代理商的双层优化模型，其中，所述代理商的双层优化模型包括上层模型和下层模型；
[0009]采用对偶性原理将所述下层模型转化为一组KKT条件，将所述代理商的双层优化模型转化为单层模型，获取用户的实际响应情况，将所述用户的实际响应情况输入用户历史响应数据，用于优化下一次需求响应的参数特征提取，形成闭环。
[0010]优选地，所述根据所述需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型，包括：
[0011]根据不同的需求响应的激励价格下获取的需求响应能力C
t
，代理商A的收益模型如下：
[0012][0013]其中，申报容量为需求响应出清价格为代理商的中标容量为对用户的激励价格为的激励价格为代表代理商在需求响应市场中的收益，代表代理商向需求响应用户支付激励费用，γ为用户实际参与需求响应的比例，
[0014]代表代理商由于响应偏差需要支付的考核费用，T表示总的响应时段。
[0015]优选地，所述根据所述需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型，包括：
[0016]根据获取的需求响应参数结合需求响应市场的均衡情况，采用单边竞价的边际出清方式构建所述需求响应出清模型，如下：
[0017][0018]约束条件：
[0019][0020][0021][0022]其中，和分别为需求响应价格、申报容量和中标容量，和分别为任意t时刻和任意市场主体n，P
tDR
为电网在t时刻的需求响应需求量，为电网在t时刻的需求响应需求量，和分别为其他市场主体n在t时刻的申报价格、申报容量以及中标容量，N为其他市场主体的集合。
[0023]优选地，所述采用对偶性原理将所述下层模型转化为一组KKT条件，将所述代理商的双层优化模型转化为单层模型，获取用户的实际响应情况，将所述用户的实际响应情况输入用户历史响应数据，用于优化下一次需求响应的参数特征提取，形成闭环，包括：
[0024]所述上层模型为代理商收益期望的最大化，所述下层模型为需求响应集中出清的市场均衡约束，所述将所述代理商的双层优化模型转化为单层模型，如下：
[0025][0026]约束条件：
[0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036][0037]其中，表示需要申报的t时段需求响应价格，P
tDR
为电网在t时刻的需求响应需求量，和分别为用户的激励价格、需求响应价格、申报容量和中标容量，和分别为场景s下代理商的中标容量、场景s下市场主体n在t时刻的申报价格和场景s下需求响应出清价格，和分别为任意t时刻、任意市场主体n和任意场景s，和表示需求响应市场的最低和最高申报价格边界条件，为约束条件的对偶变量，s为预测其他市场主体投标策略的不同随机场景，和为场景s下市场主体n的申报价格和申报容量，Pr
s
为场景s的发生概率，S为随机场景集合，T表示总的响应时段。
[0038]本专利技术还提供一种双层优化装置，包括：
[0039]获取模块，用于通过用户数据确定需求响应函数，获取需求响应参数；
[0040]构建模块，用于根据所述需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型；
[0041]组合模块，用于根据所述代理商收益模型和需求响应出清模型组合构建代理商的双层优化模型，其中，所述代理商的双层优化模型包括上层模型和下层模型；
[0042]优化模块，用于采用对偶性原理将所述下层模型转化为一组KKT条件，将所述代理商的双层优化模型转化为单层模型，获取用户的实际响应情况，将所述用户的实际响应情况输入用户历史响应数据，用于优化下一次需求响应的参数特征提取，形成闭环。
[0043]优选地，所述构建模块，还用于：
[0044]根据不同的需求响应的激励价格下获取的需求响应能力C
t
，代理商A的收益模型如下：
[0045][0046]其中，申报容量为需求响应出清价格为代理商的中标容量为对用户的激励价格为的激励价格为代表代理商在需求响应市场中的收益，代表代理商向需求响应用户支付激励费用，γ为用户实际参与需求响应的比例，代表代理商由于响应偏差需要支付的考核费用，T表示总的响应时段。
[0047]优选地，所述构建模块，还用于：
[0048]根据获取的需求响应参数结合需求响应市场的均衡情况，采用单边竞价的边际出清方式构建所述需求响应出清模型，如下：
[0049][0050]约束条件：
[0051][0052][0053][0054]其中，和分别为需求响应价格、申报容量和中标容量，和分别为任意t时刻和任意市场主体n，P
tDR
为电网在t时刻的需求响应需求量，为电网在t时刻的需求响应需求量，和分别为其他市场主体n在t时刻的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层优化方法，其特征在于，包括：通过用户数据确定需求响应函数，获取需求响应参数；根据所述需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型；根据所述代理商收益模型和需求响应出清模型组合构建代理商的双层优化模型，其中，所述代理商的双层优化模型包括上层模型和下层模型；采用对偶性原理将所述下层模型转化为一组KKT条件，将所述代理商的双层优化模型转化为单层模型，获取用户的实际响应情况，将所述用户的实际响应情况输入用户历史响应数据，用于优化下一次需求响应的参数特征提取，形成闭环。2.根据权利要求1所述的双层优化方法，其特征在于，所述根据所述需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型，包括：根据不同的需求响应的激励价格下获取的需求响应能力C
t
，代理商A的收益模型如下：其中，申报容量为需求响应出清价格为代理商的中标容量为对用户的激励价格为励价格为代表代理商在需求响应市场中的收益，代表代理商向需求响应用户支付激励费用，γ为用户实际参与需求响应的比例，代表代理商由于响应偏差需要支付的考核费用，T表示总的响应时段。3.根据权利要求2所述的双层优化方法，其特征在于，所述根据所述需求响应参数分别构建代理商收益模型和需求响应出清模型，包括：根据获取的需求响应参数结合需求响应市场的均衡情况，采用单边竞价的边际出清方式构建所述需求响应出清模型，如下：约束条件：约束条件：约束条件：其中，和分别为需求响应价格、申报容量和中标容量，和分别为任意t时刻和任意市场主体n，P
tDR
为电网在t时刻的需求响应需求量，为电网在t时刻的需求响应需求量，和分别为其他市场主体n在t时刻的申报价格、申报容量以及中标容量，N为其他市场主体的集合。4.根据权利要求1所述的双层优化方法，其特征在于，所述采用对偶性原理将所述下层模型转化为一组KKT条件，将所述代理商的双层优化模型转化为单层模型，获取用户的实际响应情况，将所述用户的实际响应情况输入用户历史响应数据，用于优化下一次需求响应的参数特征提取，形成闭环，包括：所述上层模型为代理商收益期望的最大化，所述下层模型为需求响应集中出清的市场
均衡约束，所述将所述代理商的双层优化模型转化为单层模型，如下：约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：约束条件：其中，表示需要申报的t时段需求响应价格，P
tDR
为电网在t时刻的需求响应需求量，和分别为用户的激励价格、需求响应价格、申报容量和中标容量，和分别为场景s下代理商的中标容量、场景s下市场主体n在t时刻的申报价格和场景s下需求响应出清价格，和分别为任意t时刻、任意市场主体n和任意场景s，和表示需求响应市场的最低和最高申报价格边界条件，为约束条件的对偶变量，s为预测其他市场主体投标策略的不同随机场景，和为场景s下市场主体n的申报价格和申报容量，Pr
s
为场景s的发生概率，S为随机场景集合，T表示总的响应时段。5.一种双层优化装置，其特征在于，包括：获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰，肖云鹏，白杨，蔡秋娜，关玉衡，刘思捷，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：