[发明专利]一种基于PBR的偏差电量考核机制优化设计方法

权利要求书

1.一种基于PBR的偏差电量考核机制优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：提出一种考核单价为分段线性的需求侧偏差电量考核机制；

S2：以电力交易中心平衡账户在规划周期内余额方差之和最小为目标，构建上层偏差考核机制关键参数优化设计模型；

S3：同时考虑售电公司代理用户用电量和可再生能源机组出力的双重不确定性，构建偏差考核机制和可再生能源配额制下售电公司的最优购电和需求响应激励决策模型；

S4：考虑用户的意愿，研究售电公司在偏差电量考核机制下的实际可调节负荷调用策略；

S5：考虑售电侧应对偏差考核的措施，建立下层以单个售电公司风险和预期收益综合效用最大化为目标的购售电决策模型，并对此随机双层决策模型进行求解；

S3中同时考虑售电公司代理用户用电量和可再生能源机组出力的双重不确定性，构建偏差考核机制和可再生能源配额制下售电公司的最优购电和需求响应激励决策模型，具体实现方法如下：

售电公司代理用户的用电负荷分为可调节负荷和刚性负荷，其中

以电量削减系数来描述可中断负荷的响应率，其表达式为：

式中：表示t时段售电公司k给用户的单位可中断电量补偿单价；和分别表示可中断负荷响应的死区阈值和饱和区阈值；表示可中断负荷线性区的斜率；表示电量削减系数的饱和值；

以电量增长系数来描述可增长负荷的响应率，表达式为：

式中：表示t时段售电公司k给用户的单位可增长负荷补偿单价；和分别表示可增长负荷响应的死区阈值和饱和区阈值；表示可增长负荷响应线性区的斜率；表示电量增长系数的饱和值；

故售电公司的可中断电量和可增长电量分别为：

式中：和分别表示t时段售电公司k可调用的中断电量和可增长电量；表示售电公司代理用户电量的弹性部分电量；

在合同履约期内，售电公司以固定价格全额收购可再生能源机组所发电量时，其风电、光伏购电成本分别为：

式中：和分别表示售电公司k购买风电和光伏的成本；和分别表示场景ω下t时段售电公司k所收购的风电、光伏基本发电单元的发电量，为随机变量；和分别表示t时段售电公司k收购单位风电电量和光伏电量的价格；k₁和k₂分别表示光伏、风电的购电规模系数，即风电发电机数目和光伏基本发电单元数量；T表示规划周期内的时段总数；

应满足以下约束：

式中：γ表示售电公司应满足的最低可再生能源配额比例；S表示发电企业的个数；表示售电公司k在场景ω下t时段的售电量；

S4中考虑用户的意愿，研究售电公司在偏差电量考核机制下的实际可调节负荷调用策略，具体实现方法如下：

定义综合损失函数为：

式中：表示t时段售电公司k在偏差执行率为α_k时售出单位电量的综合损失；ρ^Q(t)表示t时段偏差电量结算单价；表示t时段售电公司k与其用户签订的所有合同的加权平均价；

用表示不考虑可中断负荷时售电公司的合同执行偏差率，其表达式为

式中：表示t时段售电公司k代理用户的原始用电量，即不考虑可中断负荷时的售电量；表示售电公司k在t时段的合同电量；

用表示综合损失与中断补偿单价相等时对应的偏差率，表达式为：

用表示售电公司的经济中断电量，其定义为使得售电公司的偏差率恰好等于时需削减的电量，其表达式为：

售电公司实际中断电量为：

售电公司的实际增长电量为

式中：表示场景ω下t时段售电公司k的经济增长电量；表示综合损失与增长补偿单价相等时对应的偏差率；

故售电公司代理用户的实际用电量为：

S5中考虑售电侧应对偏差考核的措施，建立下层以单个售电公司风险和预期收益综合效用最大化为目标的购售电决策模型，并对此随机双层决策模型进行求解，具体实现方法如下：

步骤1：计算偏差考核机制下售电公司的购售电利润：

售电公司的收入为向终端用户销售电能所得，其支出包括常规能源机组购电成本、可再生能源机组购电成本、偏差电量结算费用、偏差电量考核费用和可调节负荷补偿费用，其中

式中：R_k(ω)、分别表示场景ω下售电公司k的售电收入、常规能源机组购电成本、偏差电量结算费用、偏差电量考核费用和可调节负荷补偿费用；和分别表示售电公司k在双边协商市场与发电公司签订合同的加权平均价和月度集中竞争市场的出清价；和分别表示时段t售电公司k在常规能源双边协商市场和月度集中竞争市场中的购电量；表示场景ω下t时段售电公司k的偏差考核费用；

故售电公司k在偏差考核机制下考虑可调节负荷的总利润期望为

式中：π(ω)表示场景ω出现的概率；

步骤2：计算偏差考核机制下售电公司的条件风险价值

售电公司的条件风险价值CVaR通过以下优化问题来求解：

式中：表示置信水平为β时的售电公司k的条件风险价值；ξ_k的最优解表示在β下售电公司k的预期风险利润VaR，其含义是利润不超过的场景发生的概率不大于1－β；η_k(ω)为辅助变量，表示VaR和售电公司k在场景ω下的利润之间的差值；

步骤3：建立下层以单个售电公司风险和预期收益综合效用最大化为目标的购售电决策模型：

下层模型以单个售电公司计及风险和期望收益的综合效用最大化为目标，以每个售电公司在每个时段的合同电量可中断负荷补偿单价风险价值ξ_k和辅助变量η_k(ω)为决策变量；对于第k个售电公司，其目标函数可表示为：

式中：ψ表示售电公司k的风险规避因子，π(ω)表示场景ω出现的概率。