合用电控制Agent
[0104] (1)用电习惯满意度，通过电能调整的程度来表征，其表达式为：
[0106] 式中，分子表示自动需求响应前后用户各时段用电量的变化值;若自动需求响应 完全没有引起电能需求调整，则满意度为1。
[0107] (2)用电成本满意度，通过自动需求响应前后电费成本比较来表示，利用正弦函数 构造[0，1]区间表征用户用电成本满意度。其表达式为：
[0109] 式中，Co、CDR分别为自动需求响应前后的用电成本，若自动需求响应完全没有引起 用电成本的降低，则其满意度为〇。
[0110] (3)用户综合满意度，用户综合满意度通过对用电习惯满意度和用电成本满意度 设定权值来表示。其表达式为：
[0111] υ = αθ+βε (13)
[0112] 式中，α、β分别为为用电习惯满意度和用电成本满意度的权重(α+β=1)。对于注重 用电习惯的用户，α>β;对于注重用电成本的用户，β>α。进行计算时，根据用户对二者的注重 程度进行赋值。
[0113] (4)综合用电控制Agent的目标是充分考虑用电习惯满意度和用电成本满意度，使 用户综合满意度最大，目标函数表示为：
[0114] max υ = αθ+βε (14)
[0115] α+β=1 (15)
[0116] 4)中央协调控制Agent
[0117] 中央协调控制Agent的目标是：使参加自动需求响应的所有用户平均满意度达到 最大的同时尽可能降低负荷曲线的峰谷差，目标函数表示为：
[0119] min(max P7-min P7)(17)
[0120] 式中，R表示参加自动需求响应的所有用户平均满意度;Ui和Uh分别表示注重用电 习惯和注重用电成本的单用户综合满意度;L和Η分别表示注重用电习惯和注重用电成本的 用户集合;阶和池分别表示参加自动需求响应的注重用电习惯和注重用电成本的用户数量； max Ρ'和min Ρ'分别表示对用电方案进行修正后，负荷集中商Agent整合的负荷曲线功率 最大值与最小值。
[0121] 由于该目标函数为多目标优化模型，本文通过设定权值的办法，将多目标函数转 化为单目标函数：
[0123] λι+λ2 = 1 (19)
[0124]式中，max Ρο和min Ρο分别表示居民用户参与自动需求响应前，负荷集中商Agent 整合的负荷曲线功率最大值与最小值;λ#Ρλ2分别表示目标函数的权重。采用(max P'-min PO/Oiiax Ρο-min Ρο)的目的是为了将其取值设定为[0，1]区间，便于和R在同一水平进行比 较。为了体现电网和用户双方利益的双赢，计算时，设定λι = λ2 = 0.5。
[0125] 5)负荷实时调整准则
[0126] 确定用电方案时，通过需求响应信号的激励，注重用电成本的用户灵活对用电设 备进行调度，充分利用电价最低的时段，这样的调度有可能在原来的用电低谷时段出现"反 弹高峰"；注重用电习惯的用户可能响应不足甚至不会参与响应，无法达到电网削峰填谷的 预期效果。因此，在实际运行中电网Agent通过负荷集中商Agent向注重用电成本的用户提 供最大用电功率的信号，向注重用电习惯用户提供尖峰电价信号，对用电方案进行实时调 整。居民用户对实时需求响应信号的响应程度取决于当前时段运行中的用电设备是否可以 中断。
[0127] 针对不同类型居民用户，制定了相应的调整规则：
[0128] (1)注重用电成本的居民用户接收最大用电功率信号，调整规则为：（a)在"反弹高 峰"时段，不可中断用电设备占比较大时，用户只能中断占比较小的的运行中的可中断用电 设备。这样可能造成用户对实时需求响应信号响应不足；（b)在"反弹高峰"时段，可中断用 电设备占比较大时，将这些用电设备在"反弹高峰"时段的运行状态由通电状态改为断电状 态，"反弹高峰"以外的时段运行状态由断电状态改为通电状态。
[0129] (2)注重用电习惯的居民用户接收尖峰电价信号。在尖峰电价的激励下，用户在一 定程度上会改变原有的用电习惯。调整规则为：（c)当不可中断用电设备在尖峰电价时段占 比较大时，由于用户注重用电习惯，而且用电不可中断，选择不予响应；（d)当可中断用电设 备在尖峰电价时段占比较大时，由于注重用电习惯，用户只是将部分用电设备在尖峰电价 时段的运行状态由通电状态改为断电状态，在尖峰电价以外的时段运行状态由断电状态改 为通电状态。
[0130] 6)自动需求响应评估指标
[0131] 针对如何评价居民用户自动需求响应问题，构建了一些评价指标，对用户来说，主 要包括上述提到的用户用电习惯满意度和用电成本满意度。对电网来说，自动需求响应的 主要目的是为了削峰填谷，多用户参加自动需求响应后削峰填谷的调整比重也是评价指标 之一，其表达式为：
[0134]式中两个指标的值越大，削峰填谷的效果越明显。通过对上述指标的分析，可以更 好的反映不同类型用户占比条件下居民用户整体响应行为特性。
[0135]算例中包括两种不可调度用电设备（电水壶和烤箱），运行时间由用户用电习惯决 定，两种不可中断用电设备(洗衣机和冰箱)和两种可中断用电设备（电动汽车充电器、储能 空调），用电设备具体参数如表1所示。设置的单位时间尺度为l〇min，研究周期为24小时，一 共有144个时间点，第1个时间点代表0:10-1:00，以此类推，第144个时间点代表23:10-24: 00。电网Agent发布的峰谷分时电价信号如表2所示。单用户最大用电功率限制为5kW，尖峰 电价时段与峰时段相同，尖峰电价为〇. 8元/kWh。
[0136]表1用电设备参数
[0138]表2各时段电价
[0141 ]单用户仿真中，对于重视用电习惯的用户，设定权重值为:α = 〇.8,β = 0.2;对于重 视用电成本的用户，设定权重值为:α = 0.2，β = 0.8,假设用户对用电方案进行实时调整时 可以充分响应。图3和图4分别为两类单用户自动需求响应前后负荷曲线仿真结果所示。为 了直观的说明问题，仿真图时间点设置为72-144,1-72,即从第一天中午12:00到第二天的 中午12:00。从两个图中可以看出，经过自动需求响应后，用户会改变原有的用电方式，只是 改变的程度不同。注重用电习惯的单用户不会轻易改变原有的用电方式，只是在尖峰电价 信号的激励下，对原有用电方式做出一些调整，那么自动需求响应前后负荷曲线的差异不 会很明显;注重用电成本的单用户，为了追求低用电成本，会积极响应需求响应信号在很大 程度上改变原有的用电方式，那么自动需求响应前后负荷曲线的差异会非常明显。但是，经 过计算，对注重用电习惯的单用户和注重用电成本的单用户来说，电费支出都会降低，分别 从原来的26.526元变为22.869元和16.682元。
[0142]表3两类用户的满意度比较
[0144] 从表3中可以看出，注重用电习惯的用户用电习惯满意度大于用电成本满意度;注 重用电成本的用户用电习惯满意度小于用电成本满意度。但是，两类用户的综合满意度几 乎处在同一水平。说明本发明提出的用电方案和调整规则的合理性。
[0145] 为了说明参与自动需求响应的两类用户占比不同时对系统负荷曲线的影响，对某 小区的多用户进行仿真分析。参与自动需求响应的用户数目为600户，注重用电习惯的用户 数量为Νι，注重用电成本的用户数量为Nh，算例分三种情况进行比较。情况（1): Νι = 480，Nh =120;情况（2):沁=300，池=300;情况（3) :沁=120，池=480。图5为负荷集中商六86拉整合 的负荷曲线比较。从图5中可以看出，自动需求响应前用电高峰期最大功率为3.192MW;自动 需求响应后，负荷曲线趋于平缓，情况（1)最大功率降为2.804MW，情况（2)最大功率降为 2.73MW，情况(3)最大功率降为2.606MW，而且在原用电谷时段用电量增加。随着注重用电成 本的用户占比提高，负荷集中商Agent整合的负荷曲线削峰填谷的效果更明显。
[0146] 两类用户占比不同时，参加自动需求响应后对评估指标的影响如表4所示。
[0147] 表4评估指标比较
[0149] 从表4中可以看出，根据本实施例所提用电方案，当两类用户占比不同时，参加自 动需求响应的所有用户平均满意度几乎处于同一水平。不同的只是负荷集中商Agent整合 的负荷曲线峰谷差降低的程度以及削峰填谷的调整比重。随着注重用电成本的用户比例的 提高，负荷曲线峰谷差的降低程度和削峰填谷的调成比重都有所增加。
[0150] 综上，负荷集中商将居民用户集中起来代理它们参与自动需求响应后，从电网角 度，负荷曲线削峰填谷的效果明显，有助于提高能源利用率;从用户角度，注重用电成本的 用户在不影响日常生活的前提下，用电成本显著降低;注重用电习惯的用户在用电成本有 所降低的前提下，原有的用电方式不会明显改变。当参与自动需求响应的两类用户占比不 同时，只会影响负荷曲线削峰填谷的效果，对所有用户的平均满意度影响甚微。随着注重用 电成本的用户比例的提高，负荷曲线的削峰填谷效果更明显。
【主权项】
1. 一种基于多智能体的居民用户参与自动需求响应的用电策略，其特征是，它包括的 内容有： 1) 建立居民用户多Agent系统交互机制 (1) 电网Agent通过负