智能电网实时电价研究综述：模型与优化方法

在智能电网中,实时电价(real-time pricing,RTP)是解决智能电网供需平衡的理想需求响应机制,具有节能环保、保障用户和电能提供者最大化效益等方面的优势。在分析实时电价机制优化模型国内外发展现状基础上,总结出了实时电价优化模型：从用户的总需求量水平出发建立优化模型。相应地,总结了解决这一模型的优化方法：对偶法、内点法、分布式迭代法(分步式法)以及博弈论等优化求

《业控制计算机}0 2年第 2工 21 5卷第 2期

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智能电网实时电价研究综述：模型与优化方法Re iw n Re l t iig f r S ve o a— i— me Pr n o ma tGr Mo e s a d Op i z t n Me h d c r i d: d l n t mia i t o s o

冯兆丽茅佳佳温书胜梁天猛

(浙江理工大学信息电子学院，浙江杭州 3 0 1 ) 10 8

摘

要

在智能电网中，时电价 ( a— i r ig,T )解决智能电网供需平衡的理想需求响应机制，有节能环保、实 r lt e me p in R P是 c具保障用户和电能提供者最大化效益等方面的优势。在分析实时电价机制优化模型国内外发展现状基础上，总结出了实时电价优化模型：用户的总需求量水平出发建立优化模型。应地，结了解决这一模型的优化方法：从相总对偶法、内点法、布式迭分代法 (步式法 )分以及博弈论等优化求解方法。最后，望了智能电网中实时电价机制的进一步研究方向。展关键词：能电网，时电价，智实需求响应，化模型，化方法优优Ab tac sr t

I Sm at n r Gr r al t e rcn s h i e— i p iig c eme s d, m i an de de a r p s mec ansm t i al m nd es on e h i o s le h s pl a deman ov t e up y nd d b a cewhc h s d n a s n aln . ih a a va t ge i en gy a ng er s vi an en i m e t prt c i an m a i d vr on nal o e t on d xmum b ei en f gu anee or s s t ar t f u er a d ee tii prvi r . n lc r t cy o de sBas d e on h an lss f h d t e ay i o te omesi an it r a i ald v opmen o r a - i pr n me a t c d nen t on e el t f e l tme i g ci ch - ns im on h o i ia i m o s te pt z t m on del an h o i ia i m e h dson id f

m o l s u mar e an pt ia i m o l rm d t e pt z t m on t o . e kn o de i s m i d: o i z t z m on de f0 te s s tt l m a s e e1 c digl,ome opt ia i m eho ar gienicldig h u er o a de nd lv . or n ys Ac i zt m on t ds e v n u n du me h al t od. t r p n m eh i ei n or oit tod. diti t i a i m eho a game h or Fn l te s r ed t t bu er on t d nd t e y.ial h de el m e t rc i o te e l m e y. v op n di t e on f h r a一“ pr n i g me ans ci ch im i te n h s mar grd s s s u s i hs pape . t i i alo dic s ed n t i rKe wor:m at i r l i pr ig, y dss r gr ea-t d. me i n deman rsp s op i z t n c d e on e, tmiai mod s, i z t metod o el opt mia i on h s

智能电网 ( matGr )将所有用户的行为集中起来， S r i是 d利

整用户的需求和平衡网络负荷的模型。本文在分析实时电价机制国内外研究现状的基础上，总结

用先进的信息技术、制技术和通信技术来节省能量，低成本控降及增加电力系统的稳定性和透明度¨。它具有可靠、质、效、]优高兼容、动等特点，现代电网的发展方向。互是 在智能电网中，基于价格的需求响应就是通过市场的价格来影响需求的时间和水平[。目前有三种形式的价格机制：时 2]分

出了实时电价优化模型从用户的总需求量水平出发来建立优化模型，展望了智能电网中实时电价机制的发展方向。并 1从用户的总能耗水平出发的优化模型

考虑一个离散时隙系统，中有 N个用户共享一些能量资其t

电价 (OU)制、 T机关键峰荷电价( P一机制和实时电价 ( T ) C P) R P机制。分时电价机制和关键峰荷电价机制不同，时

电价不是与实提前设定的，是每天持续波动的，接反应了批发市场价格与而直日前或实时市场购电成本的关系[4是一种理想的定价机制， 3] -, 它可以鼓励用户更明智更有效地消费。此，时定价机制成为因实了当前研究的热点。 国内外已有大量关于实时电价机制研究的文献：献[] 文 5以

源，些能源由一个供电商供应，时隙 t,户 n都有一个这在内用需求 X假设这个变量是连续的 (果每个时隙的长度是一小 ,如t

时，示用户 n在第 t时内的能耗 ) X表小。

一

T●土

用户购电效用最大为目标，立了实时电价下不同风险喜好的用建肺域删

户购电风险决策模型；献[]文 6以供电商购售电效用最大为目标，

在实时电价下建立了不同喜好供电商的最优购电组合决策模型； 文献[] 7分析了电力市场中实时电价用户比例增加对电力市场经济效率的影响，立了以社会福利最大为目标的优化模型；献建文

输电线

[] 8中用户通过实时电价信息来调整他的能耗水平，用户的效以用最大为目标建立优化模型，给出了分布式求解方法；献[]并文 9建立了能耗调度模型，以系统所有用户的总效用最大为目标，给出了分布式算法，算法以公平有效的方式为每个用户寻找一这个个最优的能耗水平；献[ 0基于能耗调度模型，立以供电商文 1]建的生产成本最小为目标的优化模型，用博弈方法以达到减少总利能量成本和峰平比的目的；文献[ 1提出了一种自治住宅能耗调 1]度框架，立用户在所付电费最小和操作用电器的等待时间最小建图 1有 N个用户的简单智能电网系统

11电价的基本形式 .

在实时电价环境中，电价一般是电网中总需求量的函数。因此，义每个时隙中单位能量的价格为 P。定‘ 其基本形式有两种：

1p ) )=∑

( 1 )

之间取得折中的模型。文献[2为智能电网中的需求响应和用户 1]适应提出了一种分布式框架，立了借用网络拥塞价格的概念调建

其 (: )中， )( e兰 s

( 2 )