CN106447432A - 电力零售市场环境下零售商的售电方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力系统运行规划与控制以及电力市场技术领域，尤其涉及一种电力零售市场环境下零售商的售电方法。该方法包括如下步骤：S1：建立零售商的博弈模型；S2：建立电力生产商的博弈模型；S3：建立用户的博弈模型；S4：由所述电力生产商的博弈模型、零售商的博弈模型和用户的博弈模型共同构成电力交易中的主从博弈模型；用最优驻点法求解所述主从博弈模型，得到零售商的最优售电方法。本发明为电力市场的参与者进行决策判断提供了数据支持，使各级参与者可以充分挖掘各自的潜力，降低供电成本，获得更大利益。

Description

电力零售市场环境下零售商的售电方法

技术领域

本发明属于电力系统运行规划与控制以及电力市场技术领域，尤其涉及一种电力零售市场环境下零售商的售电方法。

背景技术

随着电力市场的改革，配电公司不再拥有自己的专属配电区，配电网络必须向所有用户开放，开放配电网实现零售竞争，要求传统的供电公司将配电和售电业务分离，配电公司只负责配电网的运行、检修和接入服务等项业务，售电公司负责向用户卖电。同时，零售商的出现，使得售电市场变得复杂化，研究零售市场下零售商的售电策略变得尤为重要。而目前零售市场环境下零售商众多，电力交易复杂，缺乏合理的售电策略。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种电力零售市场环境下零售商的售电方法。

一种电力零售市场环境下零售商的售电方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立零售商的博弈模型；

S2：建立电力生产商的博弈模型；

S3：建立用户的博弈模型；

S4：由所述电力生产商的博弈模型、零售商的博弈模型和用户的博弈模型共同构成电力交易中的主从博弈模型；用最优驻点法求解所述主从博弈模型，得到零售商的最优售电方法。

优选的，所述零售商的博弈模型具体为：

零售商的总收益＝用户售电收入+电力市场售电收入—电力市场购电支出。

优选的，所述电力生产商的博弈模型具体为：

电力生产商的总收益＝用户售电收入+电力市场售电收入—电能生产支出。

优选的，所述用户的博弈模型具体为：

用户的支付＝向零售商的支付+向电力生产商的支付。

优选的，所述主从博弈模型中，所述电力生产商和所述零售商为上层参与者，所述用户为下层参与者。

优选的，所述最优驻点法具体为：先将所述用户的博弈模型用等价KKT系统代替，再列出每个所述电力生产商的博弈模型和所述零售商的博弈模型的等价非线性规划的KKT条件，进而联立求解。

本发明的有益效果在于：

本发明针对目前零售市场环境下零售商众多，电力交易复杂，缺乏合理的售电策略问题，重点研究了电力零售市场规则，为零售商及其他参与者购售电提供合理的策略。

本发明分别建立了电力市场的各参与者(电力生产商、零售商、用户)的博弈模型，他们的博弈模型共同构成电力交易中的主从博弈模型(电力生产商、零售商属于上层参与者，用户属于下层参与者)，通过对模型求解，最终确定在零售市场环境下零售商的售电策略。

附图说明

图1是本发明的实施过程的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

在电力零售市场环境下，实时电价由零售商直接给定，终端用户则根据给定的实时电价确定用电情况。因此零售商是上层参与者，在有多个零售商的市场中，零售商之间是同时决策；终端用户是下层参与者，他们之间也是同时决策；零售商与用户之间是顺序决策。因此，电力零售市场中的博弈问题属于主从博弈问题。

因此，本发明的目的是为了解决电力零售市场环境下零售商的售电策略问题。分别建立了电力市场的各参与者(电力生产商、零售商、用户)的博弈模型，他们的博弈模型共同构成电力交易中的主从博弈模型(电力生产商、零售商属于上层参与者，用户属于下层参与者)，通过对模型求解，最终确定在零售市场环境下零售商的售电策略。具体步骤如下。

步骤一(S1)：建立零售商的博弈模型

零售商的决策变量是实时电价序列以及调度策略零售商的决策模型如下：

式中，为零售商t时刻的报价，P_t为市场电价，为用户在t时刻从零售商购买的电能，E_t ^b分别为零售商在t时刻向电力市场售出和买入的电能。式(1)是零售商的总收益，由三部分组成，其一是向用户售电的收入，其二是向电力市场售电的收入，其三是从电力市场购电的支出。此处假设未来市场电价{P_t}已知。进一步假设零售商的买入价/卖出价略高/低于市场电价，即在响应的系数中加入扰动常数ε。

约束条件：

1)电量约束：

2)充放电功率约束：

0≤SC_t≤SC^max,0≤SD_t≤SD^max (3)

3)荷电状态方程：

4)容量约束：

0≤SOC_t≤SOC^max (5)

5)功率平衡条件：

6)用户优化约束：

步骤二(S2)：建立电力生产商的博弈模型

电力生产商的电价是电量的线性函数，即

电力生产商的决策变量a^D，发电机出力{q_t ^G}，及向电力市场售出的电量电力生产商的决策问题如下：

式中，a^D、b^D分别为电力生产商报价曲线的截距和斜率，为用户在t时刻从电力生产商购买的电能，E_t ^G为电力生产商在t时刻向电力市场售出的电能，a^G和b^G为发电机的成本系数，q_t ^G为电力生产商在t时刻发电机的输出功率。式(9)是电力生产商的总收益，由三部分组成：第一部分是向用户售电的收入，第二部分是向电力市场售电的收入，第三部分是电能生产的支出。

约束条件：

1)电量约束：

2)发电机的出力约束：

3)功率平衡条件：

4)用户优化约束：

步骤三(S3)：建立用户j的博弈模型

在给定的零售实时电价和电力生产商的报价下，用户j的优化问题为：

式(14)是用户j的支付，其中第1项是向零售商的支付，第2项是向电力生产商的支付。

约束条件：

1)功率约束：

2)功率平衡条件：

步骤四(S4)：用最优驻点法解上述主从博弈模型(电力生产商、零售商属于上层参与者，用户属于下层参与者)，求得零售商的最优售电策略。

上述实施例的实施过程具体如图1所示。

在电力零售市场环境下，实时电价由零售商直接给定，终端用户则根据给定的实时电价确定用电情况。因此零售商是上层参与者，在有多个零售商的市场中，零售商之间是同时决策；终端用户是下层参与者，他们之间也是同时决策；零售商与用户之间是顺序决策。

因此，电力零售市场中的博弈问题属于主从博弈问题。主从博弈的特点在于，上层参与者与最优策略作为下层博弈问题的参数，而下层博弈问题作为上层博弈问题的约束条件，在下层参与者最优策略唯一的情况下，上层参与者可以预测到下层参与者对自己策略的反应。

S1、S2和S3是分别建立零售商、电力生产商和用户的博弈模型，三个模型共同构成了零售市场环境下的主从博弈模型(电力生产商、零售商属于上层参与者，用户属于下层参与者)。

S4是用最优驻点法解上述主从博弈模型。最优驻点法的基本思路是：先将下层博弈模型(用户模型)用等价KKT系统代替，再列出每个上层博弈模型(零售商、电力生产商模型)等价非线性规划的KKT条件，进而联立求解。

本发明针对目前零售市场环境下零售商众多，电力交易复杂，缺乏合理的售电策略问题，重点研究了零售商的售电策略，为零售商及其他参与者售用电提供合理的策略。为电力市场的参与者(包括发电厂、发电商、供电公司)进行决策判断提供了数据支持，使各级参与者可以充分挖掘各自的潜力，降低供电成本，获得更大利益。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电力零售市场环境下零售商的售电方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立零售商的博弈模型；

S2：建立电力生产商的博弈模型；

S3：建立用户的博弈模型；

S4：由所述电力生产商的博弈模型、零售商的博弈模型和用户的博弈模型共同构成电力交易中的主从博弈模型；用最优驻点法求解所述主从博弈模型，得到零售商的最优售电方法。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述零售商的博弈模型具体为：零售商的总收益＝用户售电收入+电力市场售电收入—电力市场购电支出。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述电力生产商的博弈模型具体为：电力生产商的总收益＝用户售电收入+电力市场售电收入—电能生产支出。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述用户的博弈模型具体为：用户的支付＝向零售商的支付+向电力生产商的支付。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述主从博弈模型中，所述电力生产商和所述零售商为上层参与者，所述用户为下层参与者。

6.根据权利要求1-5任一项所述方法，其特征在于，所述最优驻点法具体为：先将所述用户的博弈模型用等价KKT系统代替，再列出每个所述电力生产商的博弈模型和所述零售商的博弈模型的等价非线性规划的KKT条件，进而联立求解。