摘要：在我國電力市場中，負(fù)荷集成商可以通過市場側(cè)來完成購電與售電的過程，也可以借助用戶側(cè)提供相應(yīng)的補(bǔ)償電價或者是削減負(fù)荷來起到對市場定價的影響。本論文的研究目的主要是為了幫助負(fù)荷集成商利用可中斷負(fù)荷的方式從而達(dá)到降低市場電價的目標(biāo)。通過選取最優(yōu)的中斷負(fù)荷時段，希望幫助集成商實(shí)現(xiàn)收益最大優(yōu)化，從而找到現(xiàn)階段最優(yōu)的補(bǔ)償電價和調(diào)節(jié)策略。

關(guān)鍵詞：電力市場;負(fù)荷集成商;需求響應(yīng)

引言：

所謂的負(fù)荷集成商指的是挖掘大大小小的負(fù)荷資源的一個市場主體。這些主體可以對接一部分中小容量的用戶，使他們的總體水平能夠達(dá)到電力市場的要求，讓他們能夠成為代表參與到響應(yīng)需求的工作中去，并且為其提供一些輔助服務(wù)來達(dá)到提升收益的目標(biāo)。國外有很多地區(qū)出臺了做了很多方案和策略，并且結(jié)合到了實(shí)際應(yīng)用中去。本論文的研究對象是以我國現(xiàn)階段的電力環(huán)境市場作為基礎(chǔ)，幫助負(fù)荷集成商解決相應(yīng)的問題。

一、負(fù)荷集成商在電力市場下運(yùn)營模式

隨著我國下達(dá)的電力改革政策，我國的各個地區(qū)也逐步推行了電力改革體制，在新政策的改革下又催生了一批負(fù)荷集成商[1]。我國所擁有的負(fù)荷集成商的數(shù)量相比較于日本或者是歐美市場，數(shù)量是較少的。但是我國這一小部分也為我國電力系統(tǒng)的安全性，高峰負(fù)荷性，還有平衡系統(tǒng)的電量需求等起到了至關(guān)重要的作用。本論文的研究以實(shí)例出發(fā)，結(jié)合了幾個實(shí)際案例。對我國目前的電力市場情況，以及負(fù)荷運(yùn)營商的情況進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。也從另一個角度對我國的負(fù)荷集成電商，做了更深層次的說明和解說。

二、電力市場下需求響應(yīng)及其支撐技術(shù)

（一）電力市場下需求響應(yīng)

1.需求響應(yīng)基本定義與分類

依據(jù)需求基本定義是按照用戶的響應(yīng)方式進(jìn)行分類的，所以依據(jù)此情況，主要分為基于價格型或者激勵的需求響應(yīng)模式

（1）基于價格的需求側(cè)響應(yīng)模式：電力運(yùn)營商通過對價格策略的調(diào)整，對于用戶用電情況進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)，用戶可以根據(jù)不同的價格狀態(tài)自主的選擇用電，這樣一來就實(shí)現(xiàn)了用電錯峰的目的。

（2）基于激勵的需求側(cè)響應(yīng)模式：負(fù)荷集成商與電力用戶兩者之間簽訂了相應(yīng)的合同之后，如果在用電高峰期電力設(shè)備出現(xiàn)了用電不足的情況下，可以借助事先準(zhǔn)備好的控制設(shè)備對于用戶用電進(jìn)行限制，之后再調(diào)查該設(shè)備對用戶的用電量縮減了多少，在依據(jù)兩者簽訂的合同對用戶進(jìn)行照價賠償。這種方式同緊急需求側(cè)無響應(yīng)的服務(wù)商相比，管理模式下的整體形式更加主動，能夠適應(yīng)于國家所制定的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)實(shí)過程中可以將這兩種模式進(jìn)行結(jié)合使用，

2.電力市場下自動需求響應(yīng)及其應(yīng)用

高級測量體發(fā)展速度越來越快，自動化程度的比重越來越多。需求響應(yīng)必須能夠?qū)τ陔娏η闆r進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并且具有一定的控制作用。而且還能夠?qū)κ袌鼋灰椎臋C(jī)制進(jìn)行合理規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)自動化的最優(yōu)調(diào)控模式。自動響應(yīng)和傳統(tǒng)響應(yīng)，兩者之間存在很大的區(qū)別，詳細(xì)的區(qū)別可以通過。如圖2-1和圖2-2所示。自動需求響應(yīng)的模式，不需要人工操作，而且還可以結(jié)合具體的市場情況，起到對于市場規(guī)律的協(xié)調(diào)作用，整個運(yùn)行方式只需要接受外部指令就可以順利運(yùn)行，并且能夠按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成用戶負(fù)荷的調(diào)控作用，實(shí)現(xiàn)對于負(fù)荷曲線的改善。

（二）電力市場下需求響應(yīng)的支撐技術(shù)

為了能夠保證順利地完成設(shè)備的監(jiān)測任務(wù)和控制任務(wù)，設(shè)備的硬件支持必須具有以下幾點(diǎn)：

1.具有一定分布式能源的接入能力。響應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)該能夠同時適用于分布式發(fā)電裝置，儲能裝置，負(fù)荷裝置以及微電網(wǎng)裝置的接入，而且還能夠保證這些接入點(diǎn)能夠順利地聯(lián)合起來。

2.互聯(lián)性。各個連接點(diǎn)之間要構(gòu)成一個整體才能夠工作，所以這要求硬件響應(yīng)支撐系統(tǒng)必須具有一定的互聯(lián)性。能夠?qū)崿F(xiàn)在物理層面的連接，或者是利用云端連接的方式創(chuàng)建一個合適的自治區(qū)，保證對于不同分布式的電源，以及電壓或者是其他電力設(shè)備能夠維持在一個持續(xù)性全面態(tài)勢感知的狀態(tài)下。

3.實(shí)時可感知性。需求響應(yīng)軟件系統(tǒng)必須能夠在任何情況下，對于所接入的各種設(shè)備，處于什么樣的運(yùn)行狀態(tài)，能夠達(dá)到什么樣的輸出量有一個規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，之后再結(jié)合大數(shù)據(jù)，以及技術(shù)對于用戶用電的特征進(jìn)行分析。

4.即插即用性。需求響應(yīng)硬件支撐系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)分布式發(fā)電裝置，儲能裝置和負(fù)荷管理設(shè)備的即插即用，實(shí)現(xiàn)能源共享網(wǎng)絡(luò)的信息及時傳遞，同時減少繁瑣的接入設(shè)備配置等。

5.智能性。響應(yīng)支撐系統(tǒng)本身具備計算能力，這樣才能夠在沒有連接網(wǎng)絡(luò)的情況下，實(shí)現(xiàn)預(yù)先策略和對儲存能源的利用情況做出正確的判斷。

三、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的電價預(yù)測模型研究

（一）采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的電價預(yù)測模型

美國目前所使用的定價策略，是以小時為單位進(jìn)行出清的。在這種狀態(tài)下每過一個小時就會有出臺一個新的出行電價。之后再結(jié)合公司現(xiàn)階段的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，找出電價均值和整體負(fù)荷水平兩者之間存在的線性關(guān)系即：

上式中，Kt是電價負(fù)荷系數(shù)，是t時段基礎(chǔ)負(fù)荷，bt是一個常數(shù)項(xiàng)，是時段現(xiàn)貨白價。依據(jù)該公式計算得出，不同的時間段之間存在差異的大小完全隨著負(fù)荷變化進(jìn)行改變，那么這樣一來就可以不同時期的負(fù)荷量的多少，計算相對應(yīng)時間的電價值。但是這種計算方式還是存在一些漏洞，最后所得出的電價值結(jié)果十分平穩(wěn)，并不能真正的得出某些特殊情況的電價。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，如果負(fù)荷出現(xiàn)變化，那么編輯組也會對電價進(jìn)行一定的調(diào)整。后面經(jīng)過大量的分析和計算過程中，不難發(fā)現(xiàn)電價之所以升高會與上一段時間的高負(fù)荷差存在很大的聯(lián)系。造成這一現(xiàn)象的原因主要是用，如果負(fù)荷差過高的話機(jī)組的爬坡影響也很大的影響，會導(dǎo)致其出現(xiàn)匱乏的情況。對于電價和負(fù)荷差兩者存在密切關(guān)系的現(xiàn)象，我們必須要進(jìn)行解決，如果某一時段和上一時段之間兩者的差距超過了8%，那么就必須考慮負(fù)荷差和電價之間的影響關(guān)系，那么公式中就必須加入負(fù)荷差變量，即：

上式中，是電價負(fù)荷系數(shù)，是電價負(fù)荷差系數(shù)，是t-1時段基礎(chǔ)負(fù)荷。

（二）基于回歸分析的電價預(yù)測線性模型

多元線性回歸預(yù)測法是諸多預(yù)測方法中比較通俗直觀的方法，而利用多元線性回歸預(yù)測法進(jìn)行預(yù)測，關(guān)鍵在于確定多元線性回歸方程。假設(shè)Y為因變量，Xj（j=1，2，…，m）為自變量，則多元線性回歸預(yù)測方程可表示為：

式中為待定系數(shù)?？梢钥闯鲈诙嘣€性回歸方程中，一旦待定系數(shù)確定，那么方程也就確定。為建立多元線性回歸預(yù)測方程，需要掌握一定時期內(nèi)因變量和自變量的實(shí)際數(shù)據(jù)，若知道n期因變量的實(shí)際數(shù)據(jù)y（y1，y2，…，yn）

在以上的分析過程中，本論文詳細(xì)的分析了不同因素影響下對于電價之間的波動影響。經(jīng)過多種計算，我們選擇利用多元性回歸方式來構(gòu)建清算電價預(yù)測模型，輸入的參考因素主要是以上述所闡述的因素為主，并且結(jié)合以下假定。

a）歷史總在不間斷的重復(fù)，這也是模型的重現(xiàn)原理。

b）對電價的清算涵蓋完了，從開始到現(xiàn)在，關(guān)于價格的全部內(nèi)容，價格出現(xiàn)波動是因?yàn)樾鲁霈F(xiàn)的其他因素所導(dǎo)致的。

根據(jù)上述參數(shù)內(nèi)容，我們在對模型輸入時所選取的變量是，為期為一周的負(fù)荷，以及檢測容量。關(guān)于企業(yè)自身市場核定值的輸入量是前一天的，阻塞水平以及歷史清算電價的輸入量是三個，分別是一周以前，兩天以前，一天以前。（在所有的輸入量和輸入完畢確定之后，接下來便對模型中的待定參數(shù)進(jìn)行確定，主要操作步驟如下所示。

a）對所取得的歷史信息進(jìn)行校對，

b）帶入方程組（3.5），形成式（3.6）;

c）借助最小平方法，形成式（3.11），求得待定系數(shù)B。

當(dāng)系數(shù)幣準(zhǔn)備完畢確定之后，把它帶入方程（3.3），再結(jié)合所確定的自變量數(shù)據(jù)，接下來就可以順利的實(shí)施對于市場預(yù)測電價的清算。

到這一步，需要著重考慮的就是，本次模型所選取的所有待定數(shù)據(jù)會出現(xiàn)一定的變化，如果最終所得到的結(jié)果與實(shí)際偏差出現(xiàn)較大的情況，那么就需要對樣本進(jìn)行推翻重新學(xué)習(xí)，從而對于待定系數(shù)進(jìn)行更新，保證模型的準(zhǔn)確度。

四、電力市場下負(fù)荷集成商參與需求響應(yīng)控制策略

（一）多目標(biāo)優(yōu)化控制策略

要標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合一定的情況來進(jìn)行需求響應(yīng)，可以很大程度的幫助新能源實(shí)現(xiàn)節(jié)約，起到一定的改善負(fù)荷曲線的作用，而且可以減少不必要的電費(fèi)支出。但是如何保證需求響應(yīng)話所發(fā)揮出來的效果都是最優(yōu)化的，這是需要從多個方面共同進(jìn)行優(yōu)化的問題。一般的MOP由n個變量參數(shù)、m個目標(biāo)函數(shù)和k個約束條件組成，目標(biāo)函數(shù)、約束條件與變量之間是函數(shù)關(guān)系，數(shù)學(xué)定義如下：

（二）分層控制策略

關(guān)于負(fù)荷群參與需求控制的研究過程中，有一部分文獻(xiàn)使用參考了負(fù)荷聚合商（Loadaggregator，LA）的概念，進(jìn)行分層的標(biāo)準(zhǔn)是依照控制架構(gòu)進(jìn)行分層的，也許他們的方法他們將其分成了三層：頂層也就是系統(tǒng)的調(diào)度曾，是整個電網(wǎng)控制的中心所在。中層也就是集群負(fù)荷控制層，這一層的作用是負(fù)荷聚合層，底層也就是可控設(shè)備控制層是負(fù)荷群。他們將研究重點(diǎn)放到了中層上，中層可以與上下層都起到一定的連接作用，他們?yōu)榱烁臃奖阌谘芯?，又將中層區(qū)控制對象的不同區(qū)分成了兩層，一層是對電網(wǎng)控制中心與負(fù)荷聚合商之間設(shè)計控制策略;下層負(fù)荷聚合商對負(fù)荷群進(jìn)行控制。通過這兩個層次之間的特點(diǎn)，進(jìn)行不同的優(yōu)化，希望能夠借助逐層優(yōu)化的方式，提升整個結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]王寶，葉斌，朱劉柱，郝潔，葉彬，程清潔，高賜威.市場環(huán)境下我國電力需求響應(yīng)實(shí)踐與探索[J].電力需求側(cè)管理，2021，23（05）：91-95.

作者簡介：張騏遙，男，漢族，江西贛州，1990年8月13日，碩士研究生、工程師，廣東電網(wǎng)能源投資有限公司，（510000），研究方向：電力市場交易、光伏、儲能項(xiàng)目投資運(yùn)營、大數(shù)據(jù)智慧能源平臺建設(shè)。