孫 沛， 黨 倩， 袁 昊， 李 興， 張 俊

(1.國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司 信息通信公司，甘肅 蘭州 730050；2.深圳市華陽(yáng)國(guó)際工程設(shè)計(jì)股份有限公司 長(zhǎng)沙分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007)

基于機(jī)制設(shè)計(jì)的可控負(fù)荷需求響應(yīng)菜單定價(jià)研究

孫 沛1， 黨 倩1， 袁 昊1， 李 興1， 張 俊2

(1.國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司 信息通信公司，甘肅 蘭州 730050；2.深圳市華陽(yáng)國(guó)際工程設(shè)計(jì)股份有限公司 長(zhǎng)沙分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007)

隨著高級(jí)量測(cè)體系(AMI)為核心的智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，用戶從完全被動(dòng)的電力消費(fèi)者轉(zhuǎn)變成主動(dòng)的需求響應(yīng)參與者。為了促進(jìn)用戶積極的響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度，減小用戶與電網(wǎng)之間信息不對(duì)稱產(chǎn)生的信息成本，引入機(jī)制設(shè)計(jì)理論，借助可控負(fù)荷參與市場(chǎng)交易時(shí)的報(bào)價(jià)信息劃分用戶類型，提出了以系統(tǒng)供電成本最小為目標(biāo)的用戶類型離散的可控負(fù)荷菜單定價(jià)方法。通過(guò)IEEE-30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)算例仿真，設(shè)計(jì)出適用于5種用戶類型的菜單電價(jià)，通過(guò)菜單電價(jià)和固定電價(jià)下系統(tǒng)供電成本和用戶總負(fù)荷減少量和利潤(rùn)的對(duì)比分析，表明引入機(jī)制設(shè)計(jì)理論的菜單定價(jià)能夠節(jié)約系統(tǒng)供電成本，有效促使用戶主動(dòng)上報(bào)真實(shí)類型信息并獲得更多的利潤(rùn)回報(bào)，提高可控資源的利用效率。

報(bào)價(jià)信息； 需求響應(yīng)； 菜單定價(jià)； 機(jī)制設(shè)計(jì)； 激勵(lì)相容

0 引言

為確保間歇性風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源大量接入后的電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須具備充足的可控、可調(diào)度資源，以確保發(fā)電和用電的實(shí)時(shí)平衡。除傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組作為可調(diào)度資源外，需求側(cè)終端用戶中擁有快速響應(yīng)能力的可控負(fù)荷對(duì)維持電力系統(tǒng)的供需平衡及安全穩(wěn)定運(yùn)行同樣重要[1]。面對(duì)以高級(jí)量測(cè)體系(AMI)為核心的智能電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，用戶從完全被動(dòng)的不可控負(fù)荷轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與電網(wǎng)調(diào)度的可控負(fù)荷，從而發(fā)揮終端用戶的資源配置效益和節(jié)能減排能力[2]。需求響應(yīng)(Demand Response, DR)作為需求側(cè)管理的重要手段之一，是指用戶針對(duì)系統(tǒng)調(diào)度提供的價(jià)格或者激勵(lì)手段，改變?cè)杏秒娔Ｊ剑_(dá)到減少或者推移某時(shí)段用電的行為[3]，從而實(shí)現(xiàn)削峰填谷，提高系統(tǒng)資源的利用效率[4]。隨著越來(lái)越多的用戶參與到電網(wǎng)的運(yùn)行與管理，種類各異的終端用戶的負(fù)荷需求和對(duì)電價(jià)響應(yīng)能力的差異性，以及用戶和電網(wǎng)之間的信息不對(duì)稱給電價(jià)的制定帶來(lái)了新的問(wèn)題。為此，如何設(shè)計(jì)合理、有效的需求側(cè)電價(jià)機(jī)制對(duì)調(diào)動(dòng)用戶參與需求響應(yīng)的積極性，提高資源配置效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于需求側(cè)電價(jià)設(shè)計(jì)的研究成果主要集中在實(shí)時(shí)定價(jià)、分時(shí)定價(jià)、可中斷負(fù)荷補(bǔ)償定價(jià)方法等方面。文獻(xiàn)[5] 通過(guò)刻畫(huà)用戶對(duì)價(jià)格信號(hào)的響應(yīng)程度以及用戶滿意度等因素，分析不同用戶的用電特性，提出了電網(wǎng)公司與單用戶博弈的分時(shí)電價(jià)定價(jià)模型。文獻(xiàn)[6] 考慮風(fēng)力發(fā)電的情況下，以系統(tǒng)凈負(fù)荷期望值峰谷差最小為目標(biāo)函數(shù)，建立了用戶側(cè)分時(shí)電價(jià)定價(jià)模型。針對(duì)可中斷負(fù)荷，文獻(xiàn)[7-8]研究了可中斷負(fù)荷的激勵(lì)性補(bǔ)償價(jià)格，以鼓勵(lì)用戶簽訂可中斷負(fù)荷合同。但是，上述模型均未涉及可控負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)度的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的電價(jià)決策問(wèn)題。為此，文獻(xiàn)[9]探討了用戶參與實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)的需求響應(yīng)競(jìng)價(jià)過(guò)程及其模型，并通過(guò)市場(chǎng)出清給出了按報(bào)價(jià)支付的定價(jià)方式。然而，這些電價(jià)決策模型是在市場(chǎng)信息完全對(duì)稱的情況下，通過(guò)刻畫(huà)用戶總體的需求響應(yīng)，分析不同電價(jià)機(jī)制對(duì)零售商和用戶利益的影響，缺乏對(duì)種類各異的終端用戶用電行為的定量分析，無(wú)法描述不同用戶對(duì)價(jià)格響應(yīng)的差異性和有效解信息不對(duì)稱的問(wèn)題。

基于上述分析，本文提出了以系統(tǒng)供電成本最小為目標(biāo)的可控負(fù)荷菜單定價(jià)決策模型，通過(guò)引入激勵(lì)相容約束，誘導(dǎo)用戶披露真實(shí)的私有成本信息，促使用戶積極參與電網(wǎng)調(diào)度。最后，算例結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的定價(jià)方法的合理性和其有效性。

1 可控負(fù)荷需求響應(yīng)模型

1.1可控負(fù)荷需求響應(yīng)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

本文提出的需求響應(yīng)計(jì)劃是基于美國(guó)PJM日前或者小時(shí)前用戶參與市場(chǎng)交易的過(guò)程[10]。負(fù)荷服務(wù)機(jī)構(gòu)(LSE)利用經(jīng)濟(jì)措施誘導(dǎo)用戶增加或減少負(fù)荷功率，參與市場(chǎng)交易，以促進(jìn)用戶主動(dòng)改變用電方式，實(shí)現(xiàn)有效的需求側(cè)管理和系統(tǒng)削峰填谷。LSE、分布式電源、可控負(fù)荷參與市場(chǎng)交易的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 需求側(cè)參與市場(chǎng)交易結(jié)構(gòu)

圖2 可控負(fù)荷需求響應(yīng)時(shí)序

1.2可控負(fù)荷需求響應(yīng)模型

可控負(fù)荷根據(jù)價(jià)格信號(hào)做出響應(yīng)、改變用電方式而調(diào)整負(fù)荷功率會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的成本，其與功率調(diào)整的邊際成本成正相關(guān)。本文選取一次函數(shù)形式來(lái)描述可控負(fù)荷功率調(diào)整成本，即：

(1)

對(duì)于用戶而言，參與需求響應(yīng)項(xiàng)目的收益來(lái)自于LSE給予的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償和功率調(diào)整成本的差值，則用戶i參與需求響應(yīng)獲得的收益Udi為：

(2)

式中：λ為補(bǔ)償電價(jià)。

然而，當(dāng)用戶決定參與市場(chǎng)交易時(shí)，負(fù)荷功率增減量的大小取決于給定補(bǔ)償電價(jià)的高低、改變用電方式所帶來(lái)的成本以及自身的負(fù)荷需求等因素。文獻(xiàn)[12]描述了用戶功率裁減量和價(jià)格之間的指數(shù)函數(shù)關(guān)系。當(dāng)用戶參與市場(chǎng)交易時(shí)，用戶類型參數(shù)的大小反映了用戶增減功率的邊際成本，只有當(dāng)系統(tǒng)提供的補(bǔ)償電價(jià)大于邊際成本時(shí)，用戶才愿意參與市場(chǎng)交易。為此，功率增減補(bǔ)償電價(jià)與用戶類型參數(shù)的差值在一定程度上反映了用戶愿意參與電網(wǎng)調(diào)度和市場(chǎng)交易的程度。用戶增減功率量與用戶類型參數(shù)、補(bǔ)償電價(jià)和需求彈性系數(shù)之間滿足如下關(guān)系：

(3)

(4)

圖3 功率調(diào)整量、需求彈性系數(shù)、補(bǔ)償電價(jià)之間的關(guān)系

2 機(jī)制設(shè)計(jì)理論

機(jī)制設(shè)計(jì)理論主要研究的是在自由選擇、自愿交換、信息不完全及決策分散化的條件下，能否設(shè)計(jì)一套機(jī)制，使經(jīng)濟(jì)活動(dòng)參與者的個(gè)人利益和設(shè)計(jì)者既定的目標(biāo)一致[13-14]。通常情況下，機(jī)制設(shè)計(jì)主要涉及到2個(gè)方面[15]：一是由于設(shè)計(jì)者與參與者的信息不對(duì)稱所引起的相關(guān)信息成本問(wèn)題；二是機(jī)制的激勵(lì)方面，即在設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)的機(jī)制下能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者與參與者的目標(biāo)方向一致。

因此，設(shè)計(jì)者在機(jī)制設(shè)計(jì)時(shí)，要使得該機(jī)制不僅能為參與者帶來(lái)最大的效益，而且也能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者既定的目標(biāo)。為此，機(jī)制設(shè)計(jì)者需要考慮下列2個(gè)約束：

(5)

(2)激勵(lì)相容約束：實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者和參與者的目標(biāo)方向一致，即如果設(shè)計(jì)者的期望抉擇能給他帶來(lái)最大的期望效用，他才愿意積極的選擇該策略。因此，激勵(lì)相容約束可表示為：

(6)

上式可理解為，只有參與者i上報(bào)真實(shí)私有信息時(shí)才能獲得最大收益，即機(jī)制設(shè)計(jì)理論能夠有效地誘導(dǎo)參與者披露真實(shí)私有信息，在實(shí)現(xiàn)參與者個(gè)人利益最大的同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)者的預(yù)期目標(biāo)。

3 基于機(jī)制設(shè)計(jì)的菜單定價(jià)過(guò)程

在電力市場(chǎng)具體環(huán)境下，機(jī)制的設(shè)計(jì)者可以是指負(fù)荷服務(wù)機(jī)構(gòu)(LSE)，可控負(fù)荷用戶為機(jī)制的參與者。每個(gè)用戶具有自己的屬性特征，為用戶的私有信息，LSE并不能準(zhǔn)確地獲知。針對(duì)LSE與用戶的信息不對(duì)稱，避免引發(fā)用戶需求響應(yīng)的策略性上報(bào)行為，引入機(jī)制設(shè)計(jì)理論，引導(dǎo)用戶上報(bào)真實(shí)類型信息并獲得最大收益?；跈C(jī)制設(shè)計(jì)理論面向需求響應(yīng)的可控負(fù)荷菜單定價(jià)過(guò)程為：

(1) LSE根據(jù)系統(tǒng)變量實(shí)時(shí)情況和批發(fā)市場(chǎng)電價(jià)λiso，發(fā)布功率調(diào)整需求信號(hào)。

(3) LSE根據(jù)可控負(fù)荷參與需求響應(yīng)的特點(diǎn)，選擇可控負(fù)荷功率調(diào)整量和補(bǔ)償電價(jià)作為菜單組合項(xiàng)目。根據(jù)用戶類型劃分，為可控負(fù)荷用戶設(shè)計(jì)K+、K-種“菜單”選項(xiàng)組合。每種菜單選項(xiàng)分別對(duì)應(yīng)的功率調(diào)整量和補(bǔ)償電價(jià)為(ΔP+,λ+)和(ΔP-,λ-)。其菜單參數(shù)如表1所示。

表1 菜單參數(shù)說(shuō)明

(5)應(yīng)用機(jī)制設(shè)計(jì)理論，并以系統(tǒng)供電成本最小為目標(biāo)進(jìn)行市場(chǎng)統(tǒng)一出清，確定菜單電價(jià)組合，即補(bǔ)償電價(jià)和可控負(fù)荷功率調(diào)整量。菜單電價(jià)組合的決策流程如圖4所示。

圖4 菜單電價(jià)決策流程圖

4 基于機(jī)制設(shè)計(jì)的可控負(fù)荷需求響應(yīng)菜單定價(jià)模型

4.1目標(biāo)函數(shù)

為了實(shí)現(xiàn)不同類型可控負(fù)荷的差別定價(jià)，基于用戶類型劃分，在最大化利用分布式可再生能源發(fā)電和滿足電力網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備運(yùn)行約束的前提下，提出以系統(tǒng)供電成本最小為目標(biāo)的可控負(fù)荷菜單定價(jià)模型?？紤]LSE和用戶之間的信息不對(duì)稱，引入激勵(lì)相容約束，引導(dǎo)用戶披露真實(shí)的私有信息，激勵(lì)用戶自愿參與市場(chǎng)交易，在滿足用戶市場(chǎng)收益最大化的同時(shí)，減少LSE的供電成本，其目標(biāo)函數(shù)為：

(7)

可控負(fù)荷需求響應(yīng)的補(bǔ)償成本主要體現(xiàn)在LSE支付給參與需求響應(yīng)的用戶負(fù)荷功率調(diào)整的補(bǔ)償費(fèi)用。由于LSE并不知道用戶具體選擇哪種菜單選項(xiàng)，因此，補(bǔ)償成本和補(bǔ)償電價(jià)以及功率調(diào)整量有關(guān)，其值為用戶選擇各類菜單選項(xiàng)所獲補(bǔ)償?shù)钠谕?，其?shù)學(xué)表達(dá)式為(假設(shè)用戶選擇每一種類型的概率相同)：

(8)

常規(guī)發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)成本采用二次函數(shù)形式，即：

(9)

式中：Pgn為節(jié)點(diǎn)n的常規(guī)發(fā)電機(jī)的出力；agn、bgn為常數(shù)，分別為節(jié)點(diǎn)n常規(guī)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行成本系數(shù)。

風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電成本包括3部分[16]，即：

(10)

式中：Pwn,s表示節(jié)點(diǎn)n的風(fēng)力發(fā)電功率；cwn為成本系數(shù)；cwn,u、cwn,o分別為低估和高估懲罰成本系數(shù)；Pwn為節(jié)點(diǎn)n實(shí)際可用風(fēng)力發(fā)電功率；[x]+=max{x,0}。

4.2約束條件

(1)機(jī)制設(shè)計(jì)中參與約束，即它要鼓勵(lì)用戶自愿參與，必須使用戶所獲得的利潤(rùn)至少大于0，數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

(11)

(12)

(2)機(jī)制設(shè)計(jì)中激勵(lì)約束，即當(dāng)可控負(fù)荷用戶上報(bào)的類型信息為真實(shí)類型時(shí)，用戶所選擇的菜單電價(jià)組合獲得的收益最大。即：

(13)

(14)

(3)功率平衡約束：

(15)

(16)

(4)可控負(fù)荷對(duì)電價(jià)響應(yīng)函數(shù)等式約束：

(17)

(18)

式中：εk為第k類型用戶的需求彈性因子。

(5)線路約束：

(19)

(20)

式中：ηln為節(jié)點(diǎn)n對(duì)系統(tǒng)輸電線路l注入功率的靈敏度系數(shù)；Tl為輸電線路l的傳輸功率最大值；L為系統(tǒng)線路總數(shù)。

(6)可控負(fù)荷功率增減約束：

(21)

(22)

(7)發(fā)電機(jī)組出力約束：

(23)

(24)

4.3激勵(lì)相容約束處理

考慮激勵(lì)相容約束時(shí)，披露真實(shí)信息的利潤(rùn)大于其他策略性上報(bào)信息的利潤(rùn)的約束，稱為全局約束，如式(11)、(12)所示；只考慮披露真實(shí)類型和相鄰類型收益的關(guān)系稱為局部激勵(lì)約束。因此，模型中的激勵(lì)約束可表示為2種局部約束：

(25)

(26)

式(25)為向下的局部激勵(lì)約束；式(26)為向上的局部激勵(lì)約束；由于考慮所有激勵(lì)相容約束條件會(huì)產(chǎn)生很大的工作量，并難以求解模型。為此，根據(jù)文獻(xiàn)[17-18]中Spence和Mirrlees提出的斯賓塞-莫里斯(Spence-Mirrlees)條件，只考慮局部激勵(lì)約束時(shí)也能滿足全局約束從而簡(jiǎn)化激勵(lì)相容約束的求解。

Spence-Mirrlees條件：假設(shè)用戶的效用函數(shù)定義在配置(λ,ΔP)的空間和用戶類型θ的空間上，表示為U(λ,ΔP,θ)。任意給定U(λ,ΔP,θ)，用戶效用函數(shù)滿足以下性質(zhì)：

(27)

Spence和Mirrlees證明，若用戶的效用函數(shù)滿足式(27)時(shí)，模型的求解中只要考慮向上的局部激勵(lì)約束就能滿足全局約束。顯然可控負(fù)荷用戶需求響應(yīng)的效用函數(shù)式(2)滿足Spence-Mirrlees條件。因此，論文的激勵(lì)約束只考慮向上局部激勵(lì)約束式，可以表示為：

(28)

(29)

5 算例分析

5.1系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定

以需求響應(yīng)減功率模型為例，采用IEEE-30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真。假設(shè)風(fēng)電場(chǎng)在7節(jié)點(diǎn)接入系統(tǒng)，風(fēng)速服從Weibull分布，風(fēng)速與風(fēng)機(jī)最大可用輸出功率之間的關(guān)系如文獻(xiàn)[19]所示，LSE在批發(fā)市場(chǎng)的購(gòu)電價(jià)格為92$/MW·h。在3、10、15、21節(jié)點(diǎn)上接入可控負(fù)荷，且同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的可控負(fù)荷用戶類型參數(shù)相同，其節(jié)點(diǎn)上可控負(fù)荷的參數(shù)如表2所示。常規(guī)發(fā)電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組參數(shù)如表3和表4所示。

表2 節(jié)點(diǎn)可控負(fù)荷參數(shù)

表3 常規(guī)發(fā)電機(jī)組參數(shù)

表4 風(fēng)電機(jī)組參數(shù)

5.2用戶類型劃分

考慮到每個(gè)用戶需求響應(yīng)的程度不一樣，本文根據(jù)用戶愿意參與市場(chǎng)交易的程度，將用戶劃分為“非常愿意”、“愿意”、“一般”、“不太愿意”、“不愿意”(在LSE提供利潤(rùn)補(bǔ)償?shù)那疤嵯?，假設(shè)所有用戶都會(huì)參與需求響應(yīng)，但負(fù)荷減少量不一樣)5種類型。因此，選取2015年9月每晚20：20分，美國(guó)PJM市場(chǎng)400組用戶減功率的報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)(報(bào)價(jià)值和功率調(diào)整量上限值)，通過(guò)k均值聚類方法(取k=5)選取5種不同報(bào)價(jià)參數(shù)(5組聚類中心值)來(lái)一一對(duì)應(yīng)用戶的5種類型，如表5所示。

表5 可控負(fù)荷類型數(shù)據(jù)

從表5可以看出，隨著用戶愿意參與市場(chǎng)交易的程度提升，其彈性系數(shù)和功率調(diào)整的上限值也相應(yīng)的提高，而參與交易時(shí)的報(bào)價(jià)值則會(huì)相應(yīng)的降低，表明用戶參與市場(chǎng)交易的減功率成本越低，則更愿意參與市場(chǎng)交易，用戶越會(huì)上報(bào)較低的報(bào)價(jià)值和較高的功率調(diào)整值來(lái)提高參與市場(chǎng)交易的成功性，這與實(shí)際情況符合。

5.3基于機(jī)制設(shè)計(jì)的菜單電價(jià)及對(duì)用戶需求響應(yīng)程度和供電成本的影響

基于菜單電價(jià)決策模型求解，在考慮機(jī)制設(shè)計(jì)理論下，可控負(fù)荷菜單組合電價(jià)如表6所示。

從表6可以看出，在菜單定價(jià)模式下，針對(duì)5類不同的用戶，設(shè)計(jì)了5種不同的菜單選項(xiàng)。每種菜單選項(xiàng)包含4個(gè)信息，即可控負(fù)荷報(bào)價(jià)、功率調(diào)整上限值、需求彈性系數(shù)以及補(bǔ)償電價(jià)。

考慮機(jī)制設(shè)計(jì)理論下，定量分析各類菜單電價(jià)對(duì)系統(tǒng)供電成本的影響，參數(shù)設(shè)置如表7所示，當(dāng)采用固定電價(jià)時(shí)，分別考慮對(duì)用戶進(jìn)行分類和不分類2種情形。不分類時(shí)，假設(shè)用戶對(duì)應(yīng)C、D、E、F4種不同類型的參數(shù)設(shè)置。不同用戶的負(fù)荷減少量和系統(tǒng)供電成本如圖5、6所示。

表7 6種可控負(fù)荷功率調(diào)整補(bǔ)償電價(jià)設(shè)置

圖5 不同電價(jià)下的用戶功率減少量

圖6 不同電價(jià)下LSE供電成本

圖5、6反映了不同電價(jià)下用戶負(fù)荷減少量以及系統(tǒng)的供電成本。從圖中可以看出，當(dāng)采用菜單電價(jià)時(shí)(A情形)，用戶負(fù)荷減少量均大于采用固定電價(jià)時(shí)的負(fù)荷減少量，且此時(shí)系統(tǒng)的供電成本最小。這說(shuō)明由于系統(tǒng)提供了多種菜單選項(xiàng)，不同類型的用戶會(huì)根據(jù)功率調(diào)整成本和對(duì)價(jià)格響應(yīng)的差異性，選擇相應(yīng)的菜單電價(jià)選項(xiàng)，參與電網(wǎng)的調(diào)度，從而促使更多的用戶自愿參與需求響應(yīng)計(jì)劃。用戶負(fù)荷減少量的增加雖然增大了系統(tǒng)支付給用戶的補(bǔ)償成本，但由于降低了系統(tǒng)高峰負(fù)荷，減少了信息成本，有效地節(jié)約了系統(tǒng)的供電成本。此外，BCDEF 5種情況表明，用戶負(fù)荷減少量的大小與其功率調(diào)整的邊際成本有關(guān)，邊際成本越高，負(fù)荷減少量越小，則系統(tǒng)需利用更多的發(fā)電資源來(lái)確保供需的實(shí)時(shí)平衡。

5.4考慮機(jī)制設(shè)計(jì)的菜單電價(jià)下用戶利潤(rùn)分析

若節(jié)點(diǎn)3、10、15、21上的用戶真實(shí)類型分別為23.55(類型5)、31.47(類型3)、39.57(類型2)、43.58(類型1)，各用戶采用策略性上報(bào)類型所獲得收益情況如表8所示。

表8 各類菜單電價(jià)下用戶的功率減少量和利潤(rùn)分析

6 結(jié)論

本文考慮電力市場(chǎng)中信息不對(duì)稱的情況，借助可控負(fù)荷參與市場(chǎng)交易時(shí)的報(bào)價(jià)信息劃分用戶類型，構(gòu)建了基于機(jī)制設(shè)計(jì)的可控負(fù)荷需求響應(yīng)菜單定價(jià)模型。該模型能夠促進(jìn)用戶積極參與電網(wǎng)調(diào)度，減少信息不對(duì)稱產(chǎn)生的信息成本，有效地減少系統(tǒng)供電成本，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。數(shù)據(jù)仿真結(jié)果驗(yàn)證了該定價(jià)模型的合理性。

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A Study on the Menu-pricing for Demand Response of Controllable Load Based on Mechanism Design

SUN Pei1， DANG Qian1， YUAN Hao1， LI Xing1， ZHANG Jun2

(1.Information & Communication Corporation, State Grid Gansu Electric Power Company, Lanzhou 730050, China;2. Shenzhen Huayang International Engineering Design Co. Ltd., Changsha Branch, Changsha 410007, China)

As the core of smart grid technology, advanced measurement system (AMI) develops fast. In recent years, users have changed from completely passive power consumers into active demand response participants. In order to facilitate the user′s proactive response to grid scheduling and reduce the information cost caused by information asymmetry between user and grid, this paper introduces the theory of mechanism design. Based on controllable load involved in market trading quote information, different user types are classified. A user-type discrete controllable load menu-pricing method is put forward as well, with its goal of minimum power supply cost. Through the simulation of IEEE-30 system, a menu price for 5 types of users is designed. The power supply cost and user total load reduction cutting and user profit obtained by the menu price system and fixed price system respectively are analyzed and compared, and the results show that the proposed menu-pricing based on mechanism design theory can save the cost of power supply system; meanwhile it effectively encourages users to report real type information and gain more profit, which improves the efficiency of the controlled resources remarkably.

bidding; demand response; menu pricing; mechanism design; incentive compatibility

2017-06-09。

國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司科技項(xiàng)目 (52272315000X)。

10.3969/j.ISSN.1672-0792.2017.08.006

TM731

：A

：1672-0792(2017)08-0035-08

孫沛(1983-)，男，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏π袠I(yè)信息通信研究及管理。