型添加 摩擦(其看起来是由于由发电者给出的斜升约束)，现在可以以与在实际能源市场中观察到 的那些类似的价格波动来实现解决方案。这是关键点，因为在本领域中的大多数其它论 文中的第一步是通过消除斜升要求来简化模型，并且因此那些结果可能离现实很远。在 后续的论文中，各作者进一步用附加部件来分析其模型，诸如可变能源(参见S.Meyn、M. Negrete_Pincetic、G.Wang、A.Kowli以及E.Shafieepoorfard在49thIEEEConference onDecisionandControl(CDC), (2010年 12月），pp. 1029-1036 中的题为"Thevalue ofvolatileresourcesinelectricitymarkets"（在电力市场中的易失性资源的值） 的论文；G.Wang、A.Kowli、M.Negrete_Pincetic、E.Shafieepoorfard和S.Meyn在 Proceedingsofthe18thIFACWorldCongress(2011),pp. 4933-4938 中的题为"A ControlTheorist'sPerspectiveonDynamicCompetitiveEquilibriainElectricity Markets"（在电力市场中的关于动态竞争性平衡的控制理论家的观点）的论文；以及G. Wang、M.Negrete-Pincetic、A.Kowli、E.Shafieepoorfard、S.Meyn以及U.V.Shanbhag 在ControlandOptimizationMethodsforElectricSmartGrids,Volume3,2012,pp 35一62 中的题为"DynamicCompetitiveEquilibriainElectricityMarkets"（在电力 市场中的动态竞争性平衡）的论文)。这些是非常令人感兴趣的结果，因为考虑到能量的需 求和产生二者都是随机的过程，其能够对系统进行建模，这对于其它方法而言是有用的。另 一文章在系统的可靠性方面对系统进行分析，其是也可能令人感兴趣的某种东西（参见M. Chen、I-K.Cho以及S.P.Meyn在Automatica42，No. 8 (2006年8月），pp. 1267-1281 中的题为"Reliabilitybydesignindistributedpowertransmissionnetworks"（通 过在分布式电力传输网络中的设计的可靠性）的文章)。
[0012] 在S.Worgin、B.F.Hobbs、D.Ralph、E.Centeno以及J.Barquin在 MathematicalProgramming，2013 年 9 月，Volume140，Issue2，pp295-322 中的题 为"Openversusclosedloopcapacityequilibriainelectricitymarketsunder perfectandoligopolisticcompetition"（在完全且寡头垄断的竞争下的电力市场中的 开环对闭环能力平衡）的文章中给出了用于对此市场进行建模的另一方法，其中，作者不仅 分析完全竞争背景，而且分析寡头垄断背景，其中能量生产者并不是价格接受者，如在大多 数其余文献中一样。
[0013]最后，在J.Nair、S.Adlakha以及A.Wierman在 2012 年的题为"Energy ProcurementStrategiesinthePresenceofIntermittentSources'，(在存在间歇源的 情况下的能量取得策略）的文章中可以找到如何向能量市场模型添加可变源。此文章中的 最令人感兴趣的结果是其如何能够在能源具有高变化性时计算取得（procurement)策略， 同时能够对能量市场的三个层级进行建模。其通过针对不同市场中的每一个向预测添加误 差来做这件事，其对于其它预测方法而言可以有用。
【发明内容】
[0014] 本发明消除了上述问题，本发明提供了一种用于控制电力网中的能量流动的方 法，包括基于用于实时市场（RTM)中的实际能量取得成本的一组可能值且基于用于用户的 实际不可移动能量需求的一组可能值来甩掉用于电网的用户的最优能量需求量；将用于用 户的最优能量需求量转移到可以获得较便宜的能量取得成本时的时间，所述转移是基于用 于实时市场（RTM)中的实际能量取得成本的一组可能值且基于用于用户的实际不可移动能 量需求的一组可能值；以及重复该甩掉和转移步骤直至实现甩掉和转移的各总能量取得成 本的收敛为止。甩掉的步骤可包括向用户提供关于能量取得成本的预定量的价格激励，并 且在没有用户的负荷偏好的明确信息的情况下直接地控制甩掉的水平以获得要甩掉的用 户的所述最优能量需求量。甩掉的步骤还可包括确定关于能量取得成本的价格激励的量以 获得要甩掉的用户的所述最优能量需求量。在这种情况下，确定的步骤可包括向用户提供 所述量的价格激励并从用户接收关于要甩掉的能量需求量的判定。甩掉的步骤可在没有用 户的负荷偏好的明确信息的情况下执行。并且，甩掉的步骤可包括在RTM中确定并购买用 户的不可移动能量需求的量。
[0015] 转移的步骤可包括将用户的最优能量需求量转移到日前市场（DAM)或实时市场 (RTM)中的时间。该转移还可基于使得用户的能量消耗与针对所述能量消耗的用户价格相 关的用于电网的每个用户的相应效用函数。替换地，该转移还可基于使得用户的能量消耗 与针对所述能量消耗的用户价格相关的用于电网的用户的固定效用函数。收敛可包括近似 为零的甩掉和转移的各总能量取得成本之间的差。
[0016] 本发明还可提供一种用于电力网的控制系统，其使向网络中的用户提供电的成本 最小化，包括处理器，该处理器甩掉用于相应用户的第一量的电需求；对用于相应用户的第 二量的电需求进行时间转移；以及重复甩掉和时间转移直至实现收敛为止，所述甩掉和时 间转移中的每个使用实时市场（RTM)中的实际电取得成本的一组可能值和相应用户的实际 不可移动电需求的一组可能值。该甩掉可包括向用户提供关于电取得成本的一定量的价格 激励，其旨在获得用于相应用户的最优的所述第一量的电需求。时间转移可包括将用于相 应用户的所述第二量的电需求转移到在日前市场（DAM)或实时市场（RTM)中可获得较便宜 的电取得成本时的时间。时间转移可将用户的电消耗与针对所述电消耗的用户的购买价格 相关。处理器还可确定在日前市场（DAM)和实时市场（RTM)中的每一个上要取得的电的量 以在转移和甩掉之后满足相应用户的电需求。
【附图说明】
[0017] 为了更好地理解本发明，对其示例性实施例的以下描述以及对附图进行参考，其 中： 图1是智能电力网的框图(简化）； 图2是根据本发明实现的控制方法的示意性表示； 图3a示出了用于用户的每月需求分布的合成数据的直方图； 图3b示出了用于用户的每小时需求分布的合成数据的直方图； 图3c示出了用于多个用户的一周中的单日和单时需求分布的合成数据的直方图； 图3d示出了用于用户的与经验数据的合成数据需求分布比较(周中的同一日和小时）； 图3e是针对一日的用于每个用户集群的模拟平均用户需求的图； 图3f是用于用户集群的可转移、可甩掉以及不可移动的需求的图； 图3g示出了同一用户集群中的两个用户之间的需求模式比较（同一日中的可转移、可 甩掉以及不可移动的需求）； 图3h是针对单日的示例性DAM和RTM能量取得成本的图； 图3i是与图2的方法的模拟比较中的基础情况所使用的合成需求模式(可转移、可甩 掉以及不可移动的需求）的图； 图3j是与图2的方法的模拟比较中的基础情况所使用的DAM和RTM能量取得成本的 图； 图3k是从在与基础情况的模拟比较中使用图2的方法得到的需求轮廓的图； 图31是从在与基础情况的模拟比较中使用图2的方法得到的取得策略的图；以及 图3m是从在与基础情况的模拟比较中使用图2的方法得到的性能的图。
【具体实施方式】
[0018]图1是进行操作以提供各种网络10部件之间的智能控制和双向通信的典型智能 电力网络10 (简化）的框图。网络10包括(一个或多个）发电站12,其从能源、诸如可再生 源(例如，水、风等）或不可再生源(例如，煤、天然气等）产生电/电力。发电站12可以以许 多方式配置，并且可利用各种能源的组合。发电站12还可利用被储存供以后使用的能量。 网络10还包括传输系统14,其将产生的电力转换成高压电力(经由传输变电站14a)并在长 距离内（经由输电线14b)将高压电力传输到配电系统16。配电系统16 (经由变电站16a) 将高压电力转换成处于不同较低电压下的电力，并将这些较低电压电力潮流在许多方向上 分离或分配开。配电系统16还可调制并调节较低电压潮流（powerflow)。最后，配电系统 16将分配的电力(经由配电线16b)传输给电消费者或用户18。用户18通常被分类为住宅 用户18a、商业用户18b以及工业用户18c。在许多位置上，产生电的实体与在本地分配电 的实体(诸如本地公用事业公司）分开，从而使得还可将本地分配者(具有其关联配电系统 16)也可被分类为用户，虽然不是最终或终端用户（或客户）。在某网络10配置中，配电系统 16还可将分配的电力传输到次级配电系统(未示出），该次级配电系统进一步将电分配给最 终或终端用户18。
[0019] 网络10部件中的每一个将包括并利用进行操作以实现网络10的"智能"功能的适 当设备(例如，传感器、控制器、计算机、自动化、智能仪表等)。网络10还包括操作中心20， 其允许各种网络10部件和总体网络10的智能管理和控制。操作中心20包括将连接到各 种网络10部件以用于收集并作用于信息的双向通信网络22。操作中心20还包括用于将除 其它功能之外还提供监视、报告、监督以及智能功能以用于管理和控制各种网络10部件和 总体网络10的计算机系统24。
[0020] 网络10的各种部件是被很好地理解的智能电网部件。然而，操作中心20的计算 机系统24也适合于允许网络10进行操作并实现根据本发明的方法。图2是根据本发明实 现的控制方法100的示意性表示。
[0021] 如下面将更详细地解释的，控制方法100是两步迭代过程。在第一步骤中，通过假 设用于每个用户/客户的已知计费结构和负荷转移轮廓来对甩负荷问题求解。这是在并不 明确地知道每个用户的偏好的情况下完成的，但是仍得到对于他们而言最优的解。第二步 骤使用此结果来找到最优计费结构和负荷转移轮廓。方法100在这两个步骤之间迭代，降 低每个步骤处的解的成本并因此得到最优性。作为对复杂优化问题求解的替代，方法100 将问题分离成两个更简单的稳健凸优化问题，其甚至可以以分布式方式来求解，因此降低 了数据传输和处理要求。
[0022] 如下描述了用于本发明的方法和系统的框架，包括上述控制方法100。目的是构建 一种机制，其中公用事业公司在给定其可以从市场中的发电者取得的能量的情况下具有对 其最终客户的能量消耗的一部分的直接控制。本发明考虑到公用事业公司具有用以控制能 量需求的两个工具：需求转移和需求甩掉，并且此外，其取得其从具有日前市场（DAM)