[發明專利]一種面向售電公司的峰谷組合電力套餐優化方法

在審

• 申請號: 202010957787.6
• 申請日: 2020-09-12
• 公開（公告）號: CN111967695A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 林振智;張智;楊莉;劉晟源;劉欣怡;王韻楚;欒開寧;楊世海;曹曉冬
• 申請（專利權）人: 浙江大學;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種面向售電公司的峰谷組合電力套餐優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據電力用戶歷史用電行為，提出峰谷組合電力套餐；

S2：考慮套餐裕度電量價值，計算峰谷組合電力套餐對電力用戶的效用，建立用戶購電選擇模型；

S3：基于心理學錨定效應構建用戶對電力套餐的用電響應模型；

S4：建立以售電公司電力購銷收益最大化為目標的電力套餐優化模型，求解模型并獲取套餐優化結果。

2.根據權利要求1所述的一種面向售電公司的峰谷組合電力套餐優化方法，其特征在于，所述的步驟S1中，所述的峰谷組合電力套餐包括：①峰、谷時段模塊電量、②不同峰、谷時段模塊數量組合下的套餐電費折扣比例、③電力用戶的套餐外超額用電單價。

3.根據權利要求1所述的一種面向售電公司的峰谷組合電力套餐優化方法，其特征在于，所述的步驟S2具體包括如下步驟：

步驟1：計算電力用戶選購峰谷組合電力套餐后的用電電費；

電力用戶根據自身用電情況與行為偏好，選擇不同數量的峰、谷分時模塊進行組合來定制電力套餐，根據峰、谷模塊選購電量獲取套餐電費折扣，同時為套餐外的超額用電量支付附加電費；在峰谷組合電力套餐模式下，電力用戶的用電電費表示為：

式中，表示電力用戶i在選購n_H個峰時段模塊和n_L個谷時段模塊下的用電電費；表示峰谷組合電力套餐的電費折扣；p_H和p_L分別為電力套餐峰、谷時段模塊價格；表示電力用戶i的超額用電附加電費；

其中，售電公司為選購峰谷組合電力套餐的用戶按套餐峰、谷時段額度電量比提供分段線性的電費折扣，表示為：

式中，表示電力用戶選購峰谷組合電力套餐下的峰、谷時段套餐額度電量比；q_H和q_L分別為電力套餐峰、谷時段模塊電量；λ₀表示待優化的電力套餐最低折扣系數；和分別表示待優化的優惠區間上限、下限；

峰谷組合電力套餐采用套餐總電費折扣的形式計算不同套餐基本電價，峰、谷時段模塊價格p_H和p_L以對應時段模塊電量與分時電價計算得到，表示為：

式中，和分別表示峰、谷時段分時電價；

電力用戶的超額用電附加電費表示為：

式中，表示電力用戶i在選購n_H個峰時段模塊和n_L個谷時段模塊下的超額用電附加電費；p_D,H和p_D,L分別表示電力用戶選購峰谷組合電力套餐下的峰、谷時段超額用電單價；d_i,H和d_i,L分別為電力用戶套餐外的峰、谷時段超額用電量；q_i,t表示t時段電力用戶i的歷史預期用電負荷；T_H和T_L分別表示峰、谷時段集合；

步驟2：計算電力用戶選購峰谷組合電力套餐后的節約電費；

電力用戶選購峰谷組合電力套餐后的節約電費為分時電價和電力套餐下的電費差，表示為：

式中，表示電力用戶i在選購n_H個峰時段模塊和n_L個谷時段模塊下的節約電費；C_i,TOU表示用戶分時電價電費；T為一天24小時時段集合；p_t表示t時段分時電價，當t∈T_H時，當t∈T_L時，

步驟3：計算峰谷組合電力套餐裕度電量價值；

定義裕度電量為套餐峰、谷時段用電額度與用戶預期用電負荷間的正偏差，電力套餐裕度電量價值包括①考慮用戶峰-谷負荷轉移的電量替代價值與②計及用戶損失厭惡心理的電量增用價值；

受到峰、谷模塊基本電量的限制，用戶選購的峰谷組合電力套餐與其對應時段的預期用電量的偏差難以避免；當選購的電力套餐在谷時段具有裕度電量而峰時段存在超額用電量時，用戶可通過峰-谷時段的負荷轉移實現谷時段對峰時段用電額度的替代，從而降低峰時段超額用電電費，反之亦然；考慮用戶用電行為調整將引起用電滿意度下降，套餐裕度電量的電量替代價值表示為：

式中，表示套餐裕度電量的電量替代價值；Δq_i,H和Δq_i,L分別為峰、谷時段套餐額度電量與用戶預期用電量的偏差；β_i為電力用戶i進行負荷轉移的成本系數，0≤β_i≤1且β_i越小則用戶進行負荷轉移的意愿越低，β_i可通過售電公司對各電力用戶進行調查問卷的方式獲取；

購買電力套餐后，套餐額度實質上成為用戶購買的用電權益；套餐使用周期結束后若套餐額度留有余量，則用戶將在損失厭惡心理驅動下提高用電量以降低用電權益的流失；以峰谷分時電價為參照，考慮居民用戶負荷提升難度隨用電量增大而提高，用戶峰、谷時段增用電量的邊際價值分別表示為：

式中，和分別表示用戶峰、谷時段增用電量的邊際價值；和分別表示用戶峰、谷時段增用電量；和分別表示用戶峰、谷時段最大有效增用電量，通過對用戶峰、谷時段歷史用電負荷進行統計得到，為峰、谷時段用戶歷史同期用電量上限與平均用電量的電量差；

在計及電量替代價值基礎上，套餐裕度電量的電量增用價值表示為：

式中，表示套餐裕度電量的電量增用價值；和分別表示用戶計及電量替代價值后的峰、谷時段有效增用電量；

步驟4：計算峰谷組合電力套餐對電力用戶的效用，建立用戶購電選擇模型；

電力用戶選購峰谷組合電力套餐后預期電費節約的越多、獲得的套餐裕度電量價值越高，電力用戶對套餐的滿意度越大，以效用函數作為衡量用戶消費行為滿意度的指標，電力用戶選購峰谷組合電力套餐的效用表示為：

式中，表示電力用戶i選購峰谷組合電力套餐的效用；

電力用戶根據歷史用電情況和售電公司給定的電力套餐參數，以效用最大化為目標定制峰谷組合電力套餐，目標函數表示為：

式中，n_i,H和n_i,L分別為用戶i選購的具有最大效用的電力套餐的峰、谷時段模塊數量；當時，電力用戶將選購該峰谷組合電力套餐；當時，用戶將選擇按分時電價結算電費。