转移电量和奖励分别为rf和。根据PU-CSAP机制，user i被分配到的转移电量为 CN 105160413 A VL 12/14 贝
。又因为
，则
事实上，在PU-CSAP机制中，应该要考虑两种类型的赢者：Wf中的赢者和Wf中的赢者；对 于users被分配到的转移电量和，有
；对于users 被分配到的奖励和，有
3?两个结论成立。综上所诉，SA-CSAP机制和PU-CSAP机制是预算平衡 的。
[0094] (3). 4、本发明的电力消费转移方案时间复杂度分析
[0095] 本发明的电力消费方案是低执行时间的，其时间复杂度为0(|A| |B|log|B|)，其 中B = (BjI IBjI > |Bk|，j，k e A}。证明如下：对于SA-CSAP机制，它消耗0(|A|)的时间 复杂度来执行智能电网分配电力消费转移量和奖励给电力代理商的过程。对于PU-CSAP 机制，因为智能电网将要为|A|个电力代理商分配电力消费转移最和奖励，故其迭代次数 为I A|，而每一次迭代的主要计算时间为根据遗憾值来为赢者排序，排序的时间复杂度为 0(|B|i〇g|B|)，此时弥补遗憾值所花费的O(IbI)的时间复杂度可以忽略不计。因此，本 发明中所提出的三层架构的电力消费转移方案是多项式时间复杂度的，其时间复杂度为 0(|A||B|log|B|)。
[0096] 为便于发明效果的比较，暂且将本发明提出的三层架构的电力转移方案总结成方 法1，而将现有技术的电力消费转移方案总结成方法2。在发明效果的比较上，可以分为理 论效果比较和实验效果比较。（1)首先是理论效果比较，在
【发明内容】
中，我们对本发明所提 方案具备的相关属性进行了分析和证明，经过证明：相较于目前现有的电力消费转移方案， 本发明提出的方案具备"自由支配"、"均衡"、"预算平衡"、"激励相容"等良好的经济属性。 此外，本发明提出的方案也具备"低执行时间"这个属性，这也说明在真实的电力市场中，本 发明提出的方案是切实可行的。（2)接下来是实验效果比较。在进行实验比较前，首先说明 一下实验环境：本发明效果的模拟实验代码由C#语言实现，基于· Net Framew〇rk4. 0框架 并且运行在本地计算机（(Intel Core2.4GHZ和4GB内存）。我们列出模拟实验的参数设 置如下：设定用户的数量从4到22变化增长且每次变化增长的步长为2。随机生成用户的 电力转移成本的取值范围为[5,120]，生成用户的电力转移能力的取值范围为[400, 500]。 此外，还设定在高峰期M。的电力消费单价为H = 200和在低谷期时间段^的电力消费单价 为L (r) e [120, 200]，SG希望用户转移的电量从0到4000变化增长，且每次增长的步长为 500。考虑到模拟数据是随机生成的，为了减少随机性对实验结果造成的影响，本发明所有 的实验都会在连续执行200次实验后取平均值作为实验的最终结果进行分析。
[0097] 我们将从社会奖励和电量转移率两个方面分别比较方法1和方法2的性能，所有 的实验结果都在图6中被总结概括出来。
[0098] (1)社会奖励：社会奖励是所有赢者获得的奖励和。其计算公式为：ΣΜΣ_^。首 先，我们定义 range difference 的概念：令 M= {x |m m+k}，N= {y I n n+k}， 则M和N的range difference为|Μ-Ν| = |m-n I。本实验设定Bj中用户的转移成本范围 为SC1= Ix I ajk}，其中aJPk是正实数。我们称在不同地理区域内用户转移成 本的 range difference 为 SO) = I SCi-SCj I，其中 i = j 且 i，j e A。在图 6 (a)中，我们比 较了利用方法1和方法2,社会奖励是怎样随着SCD增长而变化的，可以看出如果SCD = 0， 即不同地理区域内用户的转移成本范围相同，则通过方法1和方法2所获的社会奖励几乎 相同。然而，随着SCD的增长，通过方法1所获得的社会奖励将越来越比方法2获得的社会 奖励大。此外，还可以看出不管SCD怎样变化，通过方法1获得的社会奖励曲线都是较为平 稳的。因此在图6(b)中，我们研究了通过方法1和方法2获得的社会奖励方差，并且结果 显示通过方法1获得的社会奖励方差远小于方法2。这说明，不管SCD怎样变化，相较于方 法2,方法1能够获得更为稳定的社会奖励。
[0099] (2)电量转移率：电量转移率是指用户被分配到的转移电量与其转移能力的比例 和，其计算公式为：
>图6(c)表现的是电量转移率怎样随^_而变化的。我们可以 看到通过方法1得到的电量转移率不低于方法2,这说明，通过方法1可以顺利完成电量转 移任务，达到电量的供需平衡。
[0100] 实施例
[0101] 智能电网要求用户从高峰期转移150单位的电量到低谷期时间段以便平衡用户 在高峰期和低谷期时间段的电力消费平衡。智能电网宣称高峰期的电力单价为200元/单 位，低谷期的电力单价为120元/单位。此外，智能电网根据地理区域制定了两个电力代理 商，分别为PAl和PA2,其中选择PAl的用户有3个，分别为Ull (转移能力为40单位，转移 成本为5元/单位），U12 (转移能力为45单位，转移成本为7元/单位），U13 (转移能力 为50单位，转移成本为10元/单位）。选择PA2的用户也有3个，分别为U21 (转移能力为 27单位，转移成本为20元/单位），U22 (转移能力为23单位，转移成本为15元/单位）， U23(转移能力为30单位，转移成本为25元/单位）。下面通过这个例子来说明本发明的
【具体实施方式】。
[0102] 首先建立上述例子CSAP的模型，其中，对于智能电网：辱τ = 150 , H = 200, Lni =120 ;对于选择电力代理商PAl的用户
；对 于选择电力代理商ΡΑ2的用户：
[0103] 根据HJ-CSAP机制，首先进行赢者决策：所有的用户均为赢者。电力代理商PAl向 智能电网提交的转移成4
,转移能力为Q1= 40+45+50 = 135 单位。同理，电力代理商ΡΑ2向智能电网提交的转移成本为C2= 20. 83元/单位，转移能 力为Q1= 80单位。
[0104] 根据SA-CSAP机制，智能电网调整参数u使其满足，
，则k = 〇· 875。分配给电力代理商PAl的电力转移量
，获得的奖 励U2= (H-Lni-C2)R2= 5939. 2元；同理，分配给电力代理商PA2的电力转移量R2= 67.62 单位，获得的奖励U2= 4000. 6元。
[0105] 最后根据PU-CSAP机制，可以计算如下：
[0106] (1)对于选择电力代理商PAl的用户：
[0107] CN 105160413 A IX m "ti 14/14 页
[0108] (2)对于选择电力代理商PA2的用户：
[0110] 接下来主要从电力转移量和电力转移收益两方面进行上述例子进行分析。
[0111] 电力转移量情况：根据上述例子的求解情况，用户转移的电量和为
，其值恰好等于智能 电网期望转移的电量，这表明通过本方案，能够减轻发电基础设施的负载压力，使得电力的 供应与需求达到了平衡
[0112] 电力转移收益情况：PAl获得奖励
获得奖励 U2(R2, R1) = (190. 42-0. 875* (?+?)) R2。当 PA 2 转移 R2= 67. 62 单位电力时，PA 1 转移
电力，U1可取得最大值。同理，当PA 1转移R1= 82. 38单位电 力时，PA 2转移R2= 67. 62单位电力，U 2可取得最大值。这表明PAl和PA2都对其分配到 的电力转移量感到满意，这是一个均衡转移量解。
[0113] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于连续价格函数的电力消费转移算法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1:智能电网公布高峰期和低谷期时间段，并根据地理区域指定两个电力代理商； 步骤2 :用户根据其所在地理区域选择相应的电力代理商，并提交自己的电力转移成 本和转移能力； 步骤3 :电力代理商决定赢者集，经过计算后，向智能电网提交其转移成本与转移能 力； 步骤4 :智能电网调整低谷期价格函数L(r)的相关参数使其满足均衡分配条件； 步骤5 :智能电网将电力转移量和奖励分配给电力代理商； 步骤6 :电力代理商将电力转移量和奖励分配给用户； 步骤7 :用户转移所分配到电力转移量并获取奖励。
【专利摘要】本发明提出一种基于连续价格函数的电力消费转移算法，智能电网公布高峰期和低谷期时间段，并根据地理区域指定两个电力代理商；用户根据其所在地理区域选择相应的电力代理商，并提交自己的电力转移成本和转移能力；电力代理商决定赢者集，经过计算后，向智能电网提交其转移成本与转移能力；智能电网调整低谷期价格函数L(r)的相关参数使其满足均衡分配条件；智能电网将电力转移量和奖励分配给电力代理商；电力代理商将电力转移量和奖励分配给用户；用户转移所分配到电力转移量并获取奖励。
【IPC分类】G06Q50/06, G06Q10/04
【公开号】CN105160413
【申请号】CN201510387452
【发明人】朱俊武, 宋衡, 姜艺, 李斌
【申请人】扬州大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月6日