一种基于多智能体的工业需求响应聚合商能量优化方法与流程

本发明涉及需求侧响应的控制领域，具体涉及一种基于多智能体的工业需求响应聚合商能量优化方法。
背景技术：
：可再生能源在世界各地的电力系统中的普及率正在提高。在北欧电力市场的丹麦部门，可再生能源的份额计划从2015年的5.5千瓦(占总装机容量的44％)，到2020年的6.4千瓦(55％)和2025年的8.1千瓦(60％)。另一方面，丹麦决定将中央热电联产(chp)的容量减少的容量预计将从3800兆瓦降至1900兆瓦，减少50％。提高可再生能源的普及率,主要关注的是如何对冲可再生能源的波动性和间歇性。尽管最近的研究提出了将可再生资源与电池存储系统和抽水蓄能水库的运行进行协调的方法，但仍需要更灵活的资源来促进可再生能源与电力系统的结合。这样，如果没有准备足够的战略储备，未来的电力系统可能会面临风险。为了克服这一问题，一些重工业的消费行为本身具有结构灵活性。因此，对于不同类型的要求，即商业和工业用户，如果充分的集成和协调了灵活性潜力，那么当电力系统在供应方发生可再生电力短缺时，需求方的灵活性可以确保电力系统的安全运行。需求响应聚合器(dra)是将工业用户的电力灵活性集成到电力系统中的一种实用建议。因此，主要的挑战是如何为dras提出一个适用的方案，以克服可再生能源的间歇性。需求响应计划的定义是，通过基于时间的费率或其他形式的经济激励措施，用户可以在高峰时段减少或转移用电量，从而在电网运行中发挥重要作用的机会。住宅和工业用户是电力系统中能源最密集的部门。根据美国能源信息管理局的报告，2019年，住宅和工业部门的用电量分别占世界总用电量的22％和36％。在工业部门，重工业，例如，水泥厂，钢铣削和纸/木浆可以通过dr程序为电力系统提供传统的灵活性。重工业需求侧管理的关键特点是，如果dr程序不协调，生产线的中断可能导致违反日常生产限制。此外，一些重工业的子流程，例如，水泥厂的窑炉系统必须连续运行，而不需要定期关闭。在这些子流程上实施dr程序，由于设备的严重损害，可能会给行业带来巨大的财务损失。工业消费者传统上参与了经典的dr项目，例如，能源市场，用于在不频繁的高峰时期削减负荷。相反，通过增加间歇性电力的渗透，作为工业领域的dr计划，就需要更多的辅助服务。这样，替代储备、监管和旋转/非旋转储备是辅助服务中最突出的dr程序类型。重工业dr程序的经典应用与当前应用之间的主要区别如下：(1)减少通知时间；(2)提高智能水平和技术要求，以立即响应系统的信号。辅助服务的反应速度从几秒到低于30分钟。因此，为了提出一个重工业的dr程序，需要详细的信息，不同子流程的操作特性。在工业需求响应聚合商能量优化领域，相关文献中研究的共同特点是在电力市场的竞争结构中，dr项目的作用并未得到全面的评价，且鲜有研究整合不同重工业的灵活性潜力。技术实现要素：发明目的本发明提出一种基于多智能体的工业需求响应聚合商能量优化方法，其目的在于提高能源密集型重工业的整条生产线的灵活性潜力，在电力市场上交易综合灵活性，减小未来电力系统间歇性电力不确定性的影响。技术方案一种基于多智能体的工业需求响应聚合商能量优化方法，其特征在于：首先将市场代理分为三层：(1)第一层：供应侧，包括中央需求响应提供者；(2)第二层：中间侧；(3)第三层：需求侧；具体实现步骤如下：步骤一：对工业负荷建模；建立基于过程的电力负荷模型，以进一步经济高效地将工业需求的灵活性纳入需求侧响应应用中；步骤二：建立电力消耗优化模型，调度用电设备的工业运行，实现需求侧响应；步骤三：通过多代理系统mas框架来协调工业需求响应实体。在上述的步骤一中，对工业负荷建模；对于工业需求响应聚合器的目标函数(3)受以下限制：等式(4)描述了在日前，调整和平衡市场中交易的净功率；不等式(5)-(7)分别限制了日间交易，调整和平衡市场中交易的力量；这样，从日间市场购买的电力仅限于工业负荷子流程中的能源消耗总和，这些子流程可以在能源交付之前24小时进行安排；调整市场中交易的电源仅限于子流程的耗电量，这些子流程的耗电量可以在电能交付之前的60–10分钟内关闭/打开；在平衡市场上交易的电力仅限于智能子进程的能源消耗，这些子流程能够在几分钟内改变电力；最后，等式(8)解释了工业需求响应聚合器的功率平衡。上述的工业负荷为水泥厂的生产线，具体的，建立四个子流程进行建模：(1)破碎；(2)窑饲料制备；(3)熟料生产；(4)精磨；在每两个子流程之间都有一个存储来存储输出生产，当电网出现电力短缺时，它可以关闭这一过程，从而为电力系统提供灵活性；此外，在(2)窑饲料制备和(4)精磨的原磨和水泥磨中，分别考虑了两种智能变速s-vs磨粉系统，提出了水泥厂整条生产线的数学公式，该生产线的数学结构为以下矩阵空间：该模型包括一组水泥工业ρ＝{1,2,...,θ}；每个工厂的生产线都包含k∈n+个子流程；等式(14)描述了水泥厂的总电能消耗它是k∈n+个子流程的总和，即κ＝1,...,k，包括c，(2)窑饲料制备和fg；等式(15)将子流程的消耗分为智能和非智能部分；智能部分分别包括(2)窑饲料制备和(4)精磨中的生料磨和水泥磨；其他部分被认为是非智能的；等式(16)说明非智能子过程κ的电能消耗是额定耗电量和生产水平的函数；等式(17)描述了智能子流程的电能消耗，即(2)窑饲料制备和(4)精磨，作为s-vs电能消耗ψ和生产水平的函数；s-vs的电力消耗ψ显示了(2)窑饲料制备和(4)精磨中原浆厂和水泥厂的能耗，它是可变转速的函数；等式(18)说明了输出率和输入率之间的关系，并为每个非智能子流程κ输入权重；等式(19)说明了智能子流程κ的生产水平与可变生产水平γ的关系；可变生产水平γ本身将生产水平描述为转速的函数；等式(20)说明了简仓的存储状态，它是先前的sos输入和输出产量的函数；所提出的模型受以下等式和不等式的约束：等式(21)保证生产水平满足客户订购值不等式(22)将每个子流程的生产水平限制在下限和上限不等式(23)限制了从前一个存储到下一个子流程的输出流；通过不等式(24)，存储容量受限于较低的和较高的容量；包括生料和水泥磨在内的s-vs碾磨系统的转速受不等式(25)的约束；此外，等式(26)将智能磨粉机的耗电量描述为转速的函数[30]；等式(26)和(27)仅适用于智能子流程，即分别在(2)窑饲料制备和(4)精磨的水泥和生料磨。上述的工业负荷为铝冶炼工业电解槽的数学建模方法；具体的，提出了铝冶炼行业柔性潜力的数学公式，具有多条电解线的铝冶炼工业的数学公式可表述如下：本模型包括一组铝冶炼厂α＝{1,...,nα}；每个工厂的生产线包含β＝{1,...,nβ}个熔炼罐；等式(28)将铝工业的总耗电量描述为智能和非智能电位计的电力需求；智能电位计β＝{β1,...,nβ}指带可变电压控制器的电位计；相反，非智能电位计的输入电压β＝{1,...,β1}是固定的；等式(29)说明了非智能罐的耗电量与额定耗电量以及生产水平之间的关系；等式(30)显示了智能罐的耗电量随可变电压罐ψ的耗电量和生产水平之间的函数关系；智能罐ψ的耗电量描述了作为可变电压的函数的能耗；电解槽的简化模型受到以下等式和不等式的约束：等式(31)确保在整个研究期间t＝[τ,τ+τn]，整个电解槽β＝{1,...,nβ}的冶炼行业的日生产水平满足客户的订购价值等式(32)将每个罐的生产水平限制为较低的下限和较高的上限等式(33)表示智能电位计的输入电压的上限和下限等式(34)描述了智能罐的耗电量与输入电压的关系；电压函数(34)从霍尔-霍尔特尔电池数据中提取[32]；；ηc指的是电池的当前效率，在本方法中被认为是0.93。优点及效果1、本方法提出了一种新颖的基于市场的方法，将不同响应性消费者(即住宅和工业部门)的灵活性潜力整合到具有高间歇电力渗透率的电力系统中。最终目的是在发电不足或过剩时为电力系统提供上/下调节。为了达到这个目的，复杂的问题被分解成多主体结构。因此，解决了两种类型的主体，包括drp和idra。idra调查了两个能源密集型行业，即水泥厂和金属冶炼厂的整条生产线的灵活性潜力。2、本方法首次提出了采用变速智能工业轧机和变压熔炼锅的功率灵活性调节方式。所提出的优化方法最大限度地提高了能源和辅助服务市场参与者的利润。2、为了模拟复杂问题，本方法提出将优化问题转化作为mas结构。这样，mas结构的优点包括：(1)可以很容易地建模和研究基于市场的主体之间的相互作用；(2)不同实体的建模困难被组织为位于子层中的不同代理。附图说明图1多智能体系统的框架；图2市场代理商之间的信息流程图；图3三阶段随机规划的市场准入程序；图4所提方法的操作流程图。具体实施方式本发明提供一种基于多智能体的工业需求响应聚合商能量优化方法，提出了一种实用的工业需求响应聚合商(idra)灵活性整合方法，以提高工业类合同消费者的电力灵活性潜力。本发明旨在开发一种简单实用的工业灵活负荷聚合商能量综合优化方法，需求响应聚合商(dras)能够根据自己的需求灵活定价，而不是通过固定的政策补贴。在本方法中，首次提出了采用智能变速工业轧机和变压熔炼锅的功率灵活调节方法。所提出的优化方法可最大限度地提高能源和辅助服务市场参与者的利润。本方法特征在于：市场代理分为三层：(1)第一层：供应侧，包括中央需求响应提供者(drp)。(2)第二层：中间侧，包括idra。(3)第三层：需求方，包括反应灵敏的消费者。具体实现步骤如下：步骤一：典型灵活工业负荷建模；具体为水泥制造和铝冶炼厂，建立基于过程的电力负荷模型，以进一步经济高效地将工业需求的灵活性纳入需求侧响应(dr)应用中。步骤二：通过建立电力消耗优化模型，调度变速轧机和变压罐的工业运行，实现需求侧响应。步骤三：开发一种基于市场的方法，通过多代理系统mas框架中的投标策略来协调如基于利润的工业需求响应实体。所提出的方法优化了不同实体的市场策略，即drp、idra。此外，模拟了工业消费者用电行为。为此，为了模拟复杂问题，建议将问题框架作为mas结构。mas结构的主要优点包括：(1)可以很容易地建模和研究基于市场的主体之间的相互作用；(2)不同实体的建模困难被组织为位于子层中的不同代理。本方法涉及的mas关键组成部分包括若干市场代理和一个具有图形用户界面的模拟平台。代理商代表市场参与者，包括需求响应提供者(drp)、工业需求响应聚合器(idra)和大型消费者，即重工业工厂。仿真平台在gmas和matlab中实现。为了模拟mas，本方法将市场参与者被分成三层组织的不同代理商。具有相同规格的代理位于同一层。所提出的多层代理结构的框架描述如下：为了证明所提出的代理的主要措施，对三层代理进行了如下描述。在第一层，需求响应提供者(drp)代表第二层代理人(idra)参与三个连续的交易，即日间交易，调整和平衡市场，以为签约的响应性消费者采购电能。drp通过参与日前市场来协调针对dras的三种dr计划：(1)通过参与日间市场，长期基于政策补贴的dr计划，如使用时间(tou)或关键峰值定价(cpp)；(2)通过参与调整市场进行基于政策补贴的中期dr计划；(3)基于短期政策补贴的dr计划，即通过参与平衡市场而制定的应急计划，如旋转储备和功率调节。在第二层，idra在drp和响应消费者之间起着中介作用。dras一方面构建需求报价，该报价将发送给drp，另一方面优化合同消费者的操作。dras是基于利润的实体，它们根据自己的需求报价参与dr计划，而不是消费者基于补贴响应。在第三层中，考虑重工业响应型消费者，讨论了两个能源密集型消费者，包括水泥厂和铝冶炼。工厂的整个生产线可以用数学方式来制定，以便在长期、中期和短期政策补贴中评估与dr兼容的dr利益。在第一层中，drp是一个基于市场的代理，它收集idra的需求投标，以代表它们参与电力市场。在足够大的电力系统中，有许多dra的协调应由基于市场的实体提供。此外，dra不能单独参与电力市场。因此，设定drp在dra和批发电力市场之间发挥中介作用。drp有两项主要职责。首先，drp集成了位于第二层的dra的所有需求报价。此后，drp代表基于合同的dra参与电力市场，以获取所需电能。将drp放置在第一层的主要原因是防止许多小规模dra单独参与电力市场。然而，如果dra规模足够大或市场参与者的数量是合理的，则可以省略drp。由于消费者的响应特性，drp的目的是使基于合同的dra利润最大化。因此，第一层的市场优化可推到如下：等式(1)确定市场准入计划中的最佳经济解决方案。在该模型中，drp通过参与电力市场x＝{d,a,b}，即前一天(d)，调整(a)和平衡市场(b)的三个连续交易场，集成了idrasi＝{1,...,i}和rdrasr＝{1,...,r}来整合需求投标。不等式(2)将在电力市场三层中交易的电力限制为idra和rdra的最小/最大合同电力。主要原因是防止对电力市场进行投机。在第二层中，解决了idra需求响应聚合器。dra是基于利润的代理人，它们在第一层(供应侧)代理人和第三层(需求侧)代理人之间发挥中介作用。dra有两项主要职责：(1)收集签约消费者参与dr的操作约束。(2)构建需求报价，以发送给位于第一层的drp。实际上，dra是一方面向电力系统提供电力灵活性，另一方面优化签约用户的运营成本的实体。关于重工业，idra整合了两个能源密集型产业的灵活性潜力，即水泥制造和金属冶炼。idra收集业务限制，例如，日常生产秩序，日常维护计划和人员约束。此后，idra构建了需求报价，为签约的响应性消费者提供电能。通过这种方式，对行业的整个生产线进行了调查和建模，以最大限度地提高电力市场进行dr交易的利润。这样，就利用了电价的潜力，其中包含了电力市场中关于可再生能源不足/过剩的重要数据。因此，它们自行制定需求报价，而不是基于政府补贴。在所提出的方法中，电力市场的竞争结构使消费者能够最大限度地参与dr项目，而不需要分配激励成本。总之，idra的目标可以表述为以下三个阶段的随机规划：目标函数(3)中的三个分项分别描述了从日前市场，调整市场和平衡市场购买电能所产生的成本。idra的目标函数的结构与等式(3)相同。但是，由于签约消费者的消费行为之间存在重大差异，dra受制于以下各节所述的不同约束。以下各小节，在随机规划等式(3)中，电价被认为是一个具有不完善数据的随机变量。为了模拟与电价相关的不确定性，采用普通pdf(概率密度函数)与平均电价μ和标准偏差σ。此外，为了涵盖消费者可以在市场上支付的价格范围，使用基于时间序列的季节性arima来生成价格方案。为了在代理商之间提供市场协调，首先，idra基于从其合同消费者处收到的数据来提供需求报价。在工业部门，idra与水泥和金属冶炼等重工业进行谈判，以将它们的偏好纳入需求投标。idra需要收集维护计划(以每小时/每天的形式)、每日/每周订购量和生产线的特定限制等。此外，idra从批发市场接收电价的历史数据。因此，基于等式(3)的需求出价，提供并提交给drp。第二，dpr代表dra参与批发市场，使市场参与者的利润最大化(等式(1))。这样，清除了三个市场的最低要求。在每个交易市场中，与基于时间的通知(即长、中、短通知)兼容的需求都参与了该计划。idra将水泥和金属这两个重工业的灵活性潜力整合到电力市场的三大交易中。对于idra的目标函数(3)受以下限制：等式(4)描述了在日前，调整和平衡市场中交易的净功率。不等式(5)-(7)分别限制了日间交易，调整和平衡市场中交易的力量。这样，从日间市场购买的电力仅限于两个工厂子流程中的能源消耗总和，这些子流程可以在能源交付之前24小时进行安排(基于长时间政策补贴的dr程序)。调整市场中交易(购买/出售)的电源仅限于子流程的耗电量，这些子流程的耗电量可以在电能交付之前的60–10分钟内关闭/打开(基于政策补贴的dr程序)。在平衡市场上交易(购买/出售)的电力仅限于智能子进程的能源消耗，这些子流程能够在几分钟内改变电力(基于短期政策补贴的dr程序)。最后，等式(8)解释了idra的功率平衡。为了研究水泥工业在提供电力灵活性中的作用，本方法提出针对智能水泥厂的整个生产线的数学建模。现代水泥厂的生产线可以通过四个子流程进行建模：(1)破碎(c)；(2)窑饲料制备(kfp)；(3)熟料生产(cp)；(4)精磨(fg)。在每两个子流程之间都有一个存储来存储输出生产。当电网出现电力短缺时，它可以关闭这一过程，从而为电力系统提供灵活性。此外，在kfp和fg的原磨和水泥磨中，分别考虑了两种智能变速(s-vs)磨粉系统。本文针对水泥工业的研究，提出了一种现代水泥制造厂整条生产线的数学公式。通过这种方法，对上述四个子流程分别制定了电能消耗和生产水平。此外，还制定了智能s-vs轧机的存储能力，可变能耗和可变产量。所提出的结构提供了水泥厂电力消耗的全面概述，而在相关文献中鲜有研究。在本方法中，水泥厂可以通过以下两种方式提供电力灵活性：(1)调整s-vs原料和水泥厂的转速。(2)关闭子流程并使用筒仓中存储的材料。建议该生产线的数学结构为以下矩阵空间：该模型包括一组水泥工业ρ＝{1,2,...,θ}。每个工厂的生产线都包含k∈n+个子流程。等式(14)描述了水泥厂的总电能消耗(mw)，它是k∈n+个子流程的总和，即κ＝,...,1k，包括c，kfp和fg。等式(15)将子流程的消耗(mw)分为智能(mw)(如果有)和非智能(mw)部分。智能部分分别包括kfp和fg中的生料磨和水泥磨。其他部分被认为是非智能的。等式(16)说明非智能子过程κ的电能消耗是额定耗电量(mwh/t)和生产水平(t/h)的函数。等式(17)描述了智能子流程的电能消耗，即kfp和fg，作为s-vs电能消耗ψ(mwh/t)和生产水平(t/h)的函数。s-vs的电力消耗ψ显示了kfp和fg中原浆厂和水泥厂的能耗，它是可变转速(rpm)的函数。等式(18)说明了输出率和输入率之间的关系，并为每个非智能子流程κ输入权重。注意，在水泥制造过程中，子过程κ中的重量减轻/增加是由于一些化学/物理变化而发生的，例如水泥熟料中加入水蒸发或石膏。这样，η描述了输出重量与输入重量的比率。在智能子流程中，由于原料和水泥磨机的速度不同，生产水平不可能是固定的速率。事实上，在s-vs部分，生产水平取决于磨机的转速(rpm)。因此，等式(19)说明了智能子流程κ的生产水平与可变生产水平γ的关系。可变生产水平γ本身将生产水平描述为转速的函数。等式(20)说明了简仓的存储状态，它是先前的sos输入和输出产量的函数。所提出的模型受以下等式和不等式的约束：等式(21)保证生产水平满足客户订购值(ton)。不等式(22)将每个子流程的生产水平限制在下限和上限不等式(23)限制了从前一个存储到下一个子流程的输出流。通过不等式(24)，存储容量受限于较低的和较高的容量。包括生料和水泥磨在内的s-vs碾磨系统的转速受不等式(25)的约束。此外，等式(26)将智能磨粉机的耗电量描述为转速(rpm)的函数[30]。请注意，是临界速度，定义为当离心力等于其重量时，钢球保持在磨机外壳而不下落的速度。最后，等式(27)说明了智能子流程的生产水平与转速的关系[30]。值得一提的是等式(26)和(27)仅适用于智能子流程，即分别在kfp和fg的水泥和生料磨。本方法提出了一种铝冶炼工业电解槽的数学建模方法。在现有文献的基础上，本文提出了一中研究铝冶炼行业柔性潜力的数学公式。电位计的耗电量首次被公式化并在dr程序中实现。具有多条电解线的铝冶炼工业的数学公式可表述如下：本模型包括一组铝冶炼厂α＝{1,...,nα}。每个工厂的生产线包含β＝{1,...,nβ}个熔炼罐。等式(28)将铝工业的总耗电量(mw)描述为智能(mw)和非智能(mw)电位计的电力需求。智能电位计β＝{β1,...,nβ}指带可变电压控制器的电位计。相反，非智能电位计的输入电压β＝{1,...,β1}是固定的。等式(29)说明了非智能罐的耗电量与额定耗电量(mwh/t)以及生产水平之间(t/h)的关系。等式(30)显示了智能罐的耗电量随可变电压罐ψ(mwh/t)的耗电量和生产水平(t/h)之间的函数关系。智能罐ψ的耗电量描述了作为可变电压(v)的函数的能耗。电解槽的简化模型受到以下等式和不等式的约束：等式(31)确保在整个研究期间t＝[τ,τ+τn]，整个电解槽β＝{1,...,nβ}的冶炼行业的日生产水平满足客户的订购价值(ton)。等式(32)将每个罐的生产水平限制为较低的下限和较高的上限等式(33)表示智能电位计的输入电压的上限和下限最后，等式(34)描述了智能罐的耗电量与输入电压的关系。电压函数(34)从霍尔-霍尔特尔电池数据中提取[32]。请注意，ηc指的是电池的当前效率，在本方法中被认为是0.93。本发明的公式命名如下：公式命名表a.索引和集合b.常量c.变量d.缩写dr需求反应dra需求响应聚合器idra工业需求响应聚合器drp需求响应提供者mas多代理系统本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在本计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，本指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。下面结合附图，对本发明加以具体描述；图1为多智能体系统的框架。随着问题规模的增大，建模和计算任务变得更加复杂。在当今重组的电力市场中，市场经营者必须对冲日益复杂的结构，为市场参与者提供足够的工具来适应新的市场结构。为了克服这一问题，多代理系统(mas)是将复杂问题分解为更简单问题的解决方案。这样，市场模型就可以很容易地被不同代理模拟，并可以由新出现的实体放大。为了模拟mas，本方法将市场参与者被分成三层组织的不同代理商。具有相同规格的代理位于同一层。所提出的多层代理结构的框架描述如下：为了证明所提出的代理的主要措施，对三层代理进行了如下描述。在第一层，需求响应提供者(drp)代表第二层代理人(idra)参与三个连续的交易，即日间交易，调整和平衡市场，以为签约的响应性消费者采购电能。drp通过参与日前市场来协调针对dras的三种dr计划：(1)通过参与日间市场，长期基于政策补贴的dr计划，如使用时间(tou)或关键峰值定价(cpp)；(2)通过参与调整市场进行基于政策补贴的中期dr计划；(3)基于短期政策补贴的dr计划，即通过参与平衡市场而制定的应急计划，如旋转储备和功率调节。在第二层，idra在drp和响应消费者之间起着中介作用。dras一方面构建需求报价，该报价将发送给drp，另一方面优化合同消费者的操作。dras是基于利润的实体，它们根据自己的需求报价参与dr计划，而不是消费者基于补贴响应。在第三层中，考虑重工业响应型消费者，讨论了两个能源密集型消费者，包括水泥厂和铝冶炼。工厂的整个生产线可以用数学方式来制定，以便在长期、中期和短期政策补贴中评估与dr兼容的dr利益。图2为需求灵活性度量之间的关系图。为了显示不同代理之间的互动，例如发送数据，图2描述了信息从一个代理到另一个代理的传递。根据该图，drp位于供应方，而反应迅速的消费者，即重工业和家庭消费者，则位于需求方。idras在供需双方之间发挥着中介作用。首先，在需求方面，dras接收合同消费者的能源消费数据。关于重工业主要数据包括整条生产线的用电量和客户订购的水泥/铝的价格。dras的主要职责是优化消费者的运作，以实现两个主要目标：(1)通过dr程序向电力系统提供电力灵活性；(2)优化消费者的能源消耗。因此，在供应方面，dras从drp接收电价和dr程序的数据。dras将电力市场的数据与从消费者收到的消费数据汇总，以构建需求出价。dras向drp发送需求投标；因此，drp代表dras参与电力市场。在电力市场结算时，dras决定了合同消费者在未来24小时内的最终运行时间表。drp被认为是为了防止大量dras单独参与电力市场。事实上，drp汇总了dras代表它们参与电力市场的需求出价。但是，如果dras的数目很少，或者dras的参与不受市场法规的限制，则可以从方法中省略drp。图3为三阶段随机规划的市场准入程序。图3描绘了显示idra如何参与电力市场的三个交易平台的示意图。为了参与以时间为导向的dr计划，首先，idra参与基于预测价格的未来市场、调整和平衡市场(第一阶段)。在第一阶段，三个市场的电价是未知的，并被视为不确定变量。尽管idra参与了日前市场，但它根据所产生的电价情景预测其在调整和平衡市场中的运行。通过这种方式，基于长期政策补助的dpr，如cpp和ed-cpp已被纳入决策程序。由于水泥行业足够的灵活性，大多数子过程，例如，cr，kfp，和fg可以服从于这一阶段的dr计划。图4为多层协调机制操作流程图。ⅰ、idra，接收签约消费者的消费补贴，例如消费数据，便利性限制，生产线的每日/每小时中断等。ⅱ、dra基于从电力市场历史中收到的数据来预测日间，调整和平衡市场的电价。ⅲ、dra根据等式(3)提供需求投标，用于三个历史悠久的交易市场。此后，drp代表已签约的dra参与基于等式(1)的批发市场。该过程分为三个步骤，如下所示：步骤1：状态1：dra根据预测的日前的市场价格，调整和平衡市场价格，以向能源市场提供需求投标。阶段1：drp根据从状态1收到的需求报价参与日前市场，然后转到dr1。步骤2：状态2：dra根据已实现的日前价格和调整与平衡市场的预测价格向辅助服务市场即调整市场，提供需求报价。阶段2：drp根据从状态2收到的需求报价参与调整市场，然后转到dr2。步骤3：状态3：dra根据已实现的日前和调整价格以及平衡市场的预测价格，向辅助服务市场即平衡市场，提供需求投标。阶段3：drp根据从状态3收到的需求报价参与基于市场的平衡，然后转到dr3。ⅳ、响应型消费者的消费计划是根据参与dr计划的时间导向通知确定的：dr1：确定与长期通知dr程序兼容的消费计划dr2：确定与中期通知dr程序兼容的消费计划dr3：确定与短期通知dr程序兼容的消耗计划当前第1页12