模式，示出了虽然其是不同的，但是其确实 具有一定的相关性；然而，可转移、可甩掉以及不可移动需求的比例在用户之间是完全随机 的。
[0061] 在该模拟中，用以测试方法100的另一重要变量是能量取得成本。该模拟使用来 自德克萨斯州电力可靠性协会网站（http://www. ercot. com)的数据、具体地休斯顿价格来 模拟DAM和RTM价格。使用两个月的价格数据，并且使用用于在其中完成模拟的相应周中 日的平均值。DAM价格是每小时给定的，但是假定以15分钟的分辨率来提供RTM价格，用于 该小时的最高价格被用作将捕捉最坏情况情形的每小时数据。图3h示出了用于星期五的 DAM和RTM价格的示例。
[0062] 在模拟中，将方法100输出与基础情况相比较以便分析由方法100给出的解有多 好。作为基础情况，该模拟考虑其中公用事业公司不具有对其用户的需求的控制且将仅仅 使用用于次日的总能量消耗的预测来在DAM中购买能量且然后在RTM中购买相比于预测的 事物而言其要求的无论任何额外能量的背景。因为性能将取决于预测有多好，所以针对第 一组模拟，假设在对问题求解的时刻不可移动需求和RTM价格是已知的。换言之，通过将 RTM价格不确定性集合和__不确定性集合设定成等于那些量的实际值来消除鲁棒性部 分。针对这种情况，图3i示出了随机生成需求中的一个的总值。虽然在基础情况下，公用 事业公司不能控制最终用户的需求，但不同类型的需求(可转移、可甩掉以及不可移动）被 突出显示以将其与方法100输出相比较。
[0063] 给定此需求简档，基础情况将如图3j中所示在DAM上取得其所有能量。由于并未 涉及到预测，所以不存在DAM中的过度购买。
[0064] 最后，针对所有模拟设定实用率y= 1. 2以在公用事业公司中保持相同的收益 比。然后，用于基础情况的成本和计费率如下： 基础情况的输出 总取得成本603087. 81 Par: 2.6089 对消费者按时计价（flat rate) 38. 54 /单位。
[0065] 现在描述模拟中的方法100的执行。用等于在基础情况下计算的计费率的
和
及等于可转移需求
的用于
；的初始值来开始方法1〇〇。图3k示出了方法100 的五（5)次迭代的结果。当与图3i相比较时，明显的是方法100将可转移需求移动到其中 能量更便宜的小时，并且在方便时，其还将某些需求甩掉以减少能量取得。
[0066] 图31示出了如何完成能量取得。由于方法100可以判定何时购买不可移动需求 的一部分，所以该取得在价格低于DAM时在RTM中发生。
[0067] 最后，以下是方法100的输出，其中存在要注意的多个重要事物。首先，方法100 在仅仅五（5)次迭代中相当快速地收敛。其次，该平衡导致在取得成本方面比基础情况便 宜超过20%的解，而同时其降低了针对可甩掉和可转移负荷以及针对大部分不可移动需求 而对消费者的计费率(除了当取得价格较高时)。此最后的益处是由于取得成本方面的重要 降低而实现的。最后，应注意的是对于此模拟而言PAR也被略微减小。不可能每次都是这 种情况，并且其取决于价格的变化有多急剧和可用可转移需求的量。在任何情况下，这至少 示出如果在目标中包括PAR，则其可以导致在PAR方面好得多的解。
[0068] 方法100的输出： 步骤1 一总成本471647. 63 步骤2-总成本：$ 477478. 68 步骤3-总成本：$ 477454. 26 步骤4一总成本：$ 477454. 09 步骤5-总成本：$ 477454. 08 总取得成本：$ 477454. 08 改善：20. 8317% 新的 Par : 2. 2083 对消费者的按时计价（bf) :$32.47 /单位 对消费者的现货汇率（bs): 24. 8385 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 31. 6698 46. 0320 31. 6698 84. 2850 43. 1370 39.2160 36.6045 35. 0310 31. 6698 31. 6698 31. 6698〇
[0069] 本发明提供了一种用于通过智能电网中的负荷甩掉和转移进行的需求调整的建 模结构和控制方法100 (部分地表示为优化算法)。本发明例如通过需求调整(更一般得多） 以及与当前技术水平相比新型的结构来解决控制能量的流动的问题。首先，不同于当前机 制，本发明同时地考虑两个工具以用于调整需求：负荷的甩掉和转移。通过直接负荷控制， 公用事业公司将调度/转移需求的一部分，并且通过价格刺激，其控制甩负荷的水平。另 外，本发明考虑公用事业公司在其中购买其能量的两级市场，日前市场和实时市场，其具有 不同的成本结构，并且因此解决了在每个上面要购买多少能量以覆盖需求的问题。最后，必 须解决的不同优化次要问题全部在鲁棒优化结构中提出，允许本发明适应这样的事实，即 实时市场中的最终需求和成本两者是未知的随机过程并且不是大部分文献所采取的确定 值。本发明的最终目的则是找到最佳甩掉和转移简档和要在每个市场中购买多少能量以在 使成本最小化的同时满足该需求。
[0070] 在本发明的范围内进行其它修改是可能的。例如，智能电力网10可以是被连接到 较大公用事业电力网或者甚至私人电力网的电力子网络。并且，已经以简化的方式描述了 电力网10及其部件且其每个可以以各种众所周知的方式且使用各种众所周知的部件来构 建。并且，控制方法100可被能量生产者以及能量经销商利用，因为能量生产者也从能量市 场购买能量，但是其自己也用完全不同的成本结构来生成能量。
[0071] 并且，虽然已经在特定序列中描述了控制方法100的步骤，但步骤的顺序可部分 地或完全地重新排序，并且可酌情地对步骤进行修改、补充或省略。并且，电力网10和计算 机系统24可使用各种众所周知的算法和软件应用程序来实现步骤和子步骤。此外，可用多 种算法和软件应用程序来实现控制方法100。
【主权项】
1. 权利要求1的方法，其中，获得最佳负荷一种用于在电力网中控制能量流动的方法， 包括： a. 获得用于电网用户的最佳甩负荷简档； b. 获得用于用户的最佳计费结构和最佳负荷转移简档； c. 重复获得最佳甩负荷简档及获得最佳计费结构和最佳负荷转移简档的步骤直至实 现收敛为止；以及 d. 基于所述最佳甩负荷简档、最佳计费结构以及最佳负荷转移简档来控制用户的能 量消耗。2. 甩掉简档利用用于电网的每个用户的已知计费结构和已知负荷转移简档。3. 权利要求2的方法，其中，获得最佳甩负荷简档在没有电网的每个用户的负荷偏好 的速递信息的情况下执行。4. 权利要求1的方法，其中获得最佳甩负荷简档及获得最佳计费结构和最佳负荷转移 简档中的每一个是鲁棒的凸优化问题的解。5. -种用于智能电力网中的通过甩负荷和负荷转移进行需求调整的方法，包括： a. 直接地控制用户的负荷以对用户的负荷需求的一部分进行时间转移； b. 向用户提供能量购买价格刺激以控制用户的负荷需求的甩掉部分的水平；以及 c. 确定在日前市场和实时市场中的每一个上将购买多少能量以在负荷转移和甩负荷 之后覆盖用户的负荷需求。6. 权利要求5的方法，其中，直接地控制用户的负荷包括计算用户的最佳负荷转移简 档。7. 权利要求6的方法，其中，计算用户的最佳负荷转移简档包括利用鲁棒优化问题，其 考虑到用户负荷需求水平和能量购买价格是未知的随机过程。8. 权利要求5的方法，其中，向用户提供能量价格刺激包括计算用户的最佳甩负荷简 档。9. 权利要求8的方法，其中，计算用户的最佳甩负荷简档包括利用鲁棒优化问题，其考 虑到用户负荷需求水平和能量购买价格是未知的随机过程。10. -种控制电力网的用户的能量需求的方法，包括： a. 确定甩掉的用户能量需求的最佳量和实现所述最佳量所需的价格刺激； b. 确定计费结构和要进行时间转移的用户能量需求的最佳量； c. 重复第一和第二方法步骤直至实现平衡为止；以及 d. 基于要甩掉的用户能量需求的所确定最佳量、实现所述最佳量所需的价格刺激、计 费结构以及要进行时间转移的用户能量需求的最佳量来控制用户的能量需求。11. 权利要求10的方法，其中，确定要甩掉的用户能量需求的最佳量包括使用用于可 转移负荷的已知计费结构和已知用户消耗来对优化问题进行公式化和求解。12. 权利要求11的方法，其中，公式化和求解包括在能量价格刺激由除网络运营商之 外的一方设定的情况下利用标准凸优化技术来对优化问题求解。13. 权利要求11的方法，其中，公式化和求解包括在能量价格刺激由网络运营商设定 的情况下针对用户设定报价并用对甩负荷的用户偏好对优化问题进行重新公式化且对重 新公式化优化问题进行求解。14. 权利要求10的方法，其中，确定计费结构和要进行时间转移的用户能量需求的最 佳量包括基于用于计算要甩掉的用户能量需求的最佳量的结果和实现所述最佳量所需的 价格刺激来对优化问题进行公式化和求解。15. 权利要求14的方法，其中，公式化和求解包括使用固定实用率针对用户可转移加 可甩掉负荷和用户不可移动负荷中的每一个对相应的计费结构进行公式化和求解。16. 权利要求15的方法，其中，对相应的计费结构进行公式化和求解包括对优化问题 进行重新公式化并对重新公式化的优化问题进行求解以获得要进行时间转移的用户能量 需求的最佳量。17. -种用于电力网的控制系统，包括通过以迭代方式来确定电购买价格和计费结构 以实现平衡且通过在给定所确定电购买价格和计费结构的情况下确定用于每个用户的电 需求的分配而调整用户的电需求的控制器。18. -种智能电力网，其向用户提供电并在其各种部件之间传送数据以控制电的流 量，包括适于通过同时地转移和甩掉用户电需求且通过从具有日前市场（DAM)和实时市场 (RTM)的两级市场取得提供给用户的电来调整用户电需求的控制系统。
【专利摘要】一种用于智能电网中的通过甩负荷和负荷转移进行需求调整的方法（100），包括：a.？获得用于电网用户的最佳甩负荷简档。b.？获得用于用户的最佳计费结构和最佳负荷转移简档。c.？重复获得最佳甩负荷简档及获得最佳计费结构和最佳负荷转移简档的步骤直至实现收敛为止。d.？基于所述最佳甩负荷简档、最佳计费结构以及最佳负荷转移简档来控制用户的能量消耗/需求。并且确定在日前市场和实时市场中的每一个上将购买多少能量以在负荷转移和甩负荷之后覆盖用户的负荷需求。
【IPC分类】G06Q50/06, H02J3/14
【公开号】CN105164716
【申请号】CN201480025851
【发明人】R.卡拉斯科, I.阿克罗蒂里亚纳基斯, A.查克拉博蒂
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年2月25日
【公告号】WO2014137655A1