一种考虑用户响应风险的综合需求响应方法和系统

本发明涉及综合能源和需求响应领域，具体涉及一种考虑用户响应风险的综合需求响应方法和系统。

背景技术：

1、近年来，随着综合能源系统与综合能源服务的不断发展，综合需求响应作为电力需求响应的延伸，可以实现多能源之间的协调互补、促进可再生能源消纳、推进能源服务商与用户侧之间的协调优化，是实现我国能源转型的重要手段。综合需求响应可分为价格型需求响应与激励型需求响应，相比于价格型需求响应，激励型需求响应由于可以制定差异化激励策略，具有更大的调节潜力，成为了当前研究的热点。

2、综合能源服务商与用户之间的交互是综合需求响应的重要环节，在激励型综合需求响应中，综合能源服务商接收到多能源交易市场的响应任务后，向用户下发激励价格以引导用户参与响应，用户在接收到价格策略后制定自己的响应策略，以期自身效益的最大化。然而，用户的响应策略受多方面作用，具有一定的不可控性，即用户响应风险。用户响应风险主要由用户响应的不确定性与用户参与连续响应时产生的响应疲劳现象导致。其中，用户的不确定性还可以分为用户参与的不确定性与用户响应的不确定性；用户响应疲劳现象还意味着用户各时段的响应特性与先前时段的响应特性有关，具有多时段耦合的特点。用户响应风险会导致实际响应量与响应目标出现偏差，使综合能源服务商产生风险成本，对综合需求响应策略制定的精准度也带来的较大的影响。因此，亟需制定一种考虑用户响应风险的综合需求响应优化策略。

3、关于综合需求响应的方法与系统研究中，cn115146811a孙毅等人在《一种多能源聚合商参与的综合需求响应方法和系统》中提出了一种综合需求响应方法和系统，但并未考虑到实际情况中的用户响应特性，即用户具有响应风险，也未考虑到用户的不确定性与响应疲劳现象对多能源聚合商造成的风险成本。cn 109727158 a张晓辉等人在《一种基于改进弱鲁棒优化的电热综合能源系统调度方法》中建立了电热综合需求响应模型，但并未考虑气能源的参与，且并未考虑实际情况下综合能源服务商与用户之间的交互。cn112200343 a高红均等人在《基于能源服务商和用户利益分配的运营优化系统和方法》中考虑了能源服务商与用户的交互机制，但并未考虑用户侧响应的风险问题。cn 111951046 a王磊等人在《一种综合能源系统中负荷调控优先补贴激励方法及系统》中提出了综合能源服务商的激励优化策略，但未考虑实际中用户响应的特点对综合能源服务商造成的影响。

4、公开号：cn 109286187 a，宫建锋等人的《一种面向多主体利益均衡的微网日前经济调度方法》，cn 114708030 a高红均等人的《基于多主多从博弈的综合能源服务商零售套餐设计方法》，cn 113870053 a龙川等人的《一种多园区电-气互联系统优化运行方法及系统》，cn 111860965 a徐青山等人的《考虑储能多类型服务的用户综合能源系统优化调度方法》均提出了效益模型与方法，但是并未针对于综合需求响应优化领域，且并未考虑到用户风险特性，并未提出解决用户风险的切实方法。

5、关于在综合需求响应优化策略中考虑用户不确定性的研究中，中国专利申请：林文智等人在《计及需求响应不确定性的园区综合能源系统日前经济优化调度》利用模糊表达式对用户侧柔性负荷的不确定性进行建模，并设置了用户满意度指标以反应用户可接收的响应区间；董晓颖等人在《配电网与蓄热式电采暖负荷的优化匹配策略》中利用房屋热力学模型估算用户的热负荷需求以解决用户对热负荷需求的不确定性问题；刘文霞等人在《计及需求响应不确定性的综合能源系统协同优化配置》中基于证据理论，同时考虑了idr中的用户主观不确定性与随机不确定性，使策略的制定更为精确。孙毅等人在《考虑用户响应特性的综合需求响应优化激励策略》中考虑了用户响应意愿的变化，从而对综合需求响应策略进行优化，然而，并没有考虑到用户参与的不确定想与其带来的风险成本，也未提出切实有效的解决方案。

6、中国专利申请：王磊等人在《考虑需求侧响应不确定性的综合能源系统优化方法及系统》中考虑了用户响应的不确定性，但是未考虑用户参与的不确定性，且并未考虑用户不确定性对能源公司带来的影响，未提出切实可行的解决办法。王维等人在《一种考虑风险成本的区域综合服务商能源运营的优化方法》考虑了用户用能的风险成本，但是所提的风险成本并不能体现用户响应的不确定性与响应疲劳现象。

7、综上所述，上述的研究仍有以下几点缺陷：1)研究大多仅考虑了用户响应的不确定性，未考虑到用户参与的不确定性以及用户多时段参与响应的响应疲劳现象，且在用户响应特性的分析中，并未考虑针对多时段用户响应特性的关联性进行有效建模。2)当前研究未能考虑到由用户响应风险导致的综合能源服务商的风险成本问题；3)当前研究多以综合能源服务商调节价格或激励的方法实现策略的优化，并未提出一种切实可行的降低风险成本的机制。

8、因此，本发明提出了一种考虑用户响应风险的综合需求响应方法与系统，旨在降低综合能源服务商的成本的同时提高用户参与综合需求响应的效益。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对用户响应风险的问题，提出一种综合能源服务商选择用户机制，以降低其风险成本与激励成本，同时考虑了用户不确定性与用户多时段连续参与响应的响应疲劳问题，在降低综合能源服务商总成本的同时提升用户的用能舒适度与效益。

2、为了实现以上目的，一种考虑用户响应风险的综合需求响应方法，其特征在于，包括如下步骤：

3、步骤1：整合综合能源服务商的设备特性与信息，考虑用户响应风险建立综合能源服务商选择用户机制，建立综合能源服务商成本模型；

4、步骤2：采集用户用能信息与响应特性，考虑用户连续参与响应的响应疲劳现象，建立用户综合需求响应效益模型；

5、步骤3：整合综合能源服务商成本模型与用户综合需求响应效益模型，基于二者交互机制，建立综合需求响应优化问题，并以降低综合能源服务商成本、提升用户效益为目标求解唯一均衡解。

6、本发明提供一种考虑用户响应风险的综合需求响应系统，所述系统包括：综合能源服务商模型建立模块、用户模型建立模块、综合需求响应优化问题建立与求解模块。所述三个模块各有分工，且相互之间都有连接以完成模块间的数据传输，以实现整个系统功能。

7、综合能源服务商模型建立模块，此模块负责建立综合能源服务商成本模型。通过考虑用户响应风险，建立综合能源服务商选择用户机制，建立综合能源服务商的总激励成本模型；并根据所包含的储能设备与能源耦合设备，分别建立储能设备运行成本与能源耦合设备运行成本模型；综合总激励成本模型、储能设备运行成本模型与能源耦合设备运行成本模型，建立综合能源服务商成本模型，并将其传递给综合需求响应优化问题建立与求解模块。

8、用户模型建立模块，此模块负责建立用户参与综合需求响应获得的用户效益模型。首先建立用户不满意成本模型，并通过考虑用户多时段参与综合需求响应的响应疲劳现象，建立用户响应意愿模型。综合用户不满意成本模型与用户响应意愿模型，建立用户效益模型，并将用户效益模型传递给综合需求响应优化问题建立与求解模块。

9、综合需求响应优化问题建立与求解模块，此模块负责基于用户与综合能源服务商的交互建立综合需求响应优化问题，并对综合需求响应优化问题进行求解，所得结果为实现综合能源服务商与用户共赢的最优均衡解。

10、有益效果

11、(1)针对用户具有参与和响应的不确定性的问题，提出一种综合能源服务商选择用户参与响应机制，通过选择部分响应风险成本较低的用户参与响应以提高用户的可控性，降低综合能源服务商的成本。

12、(2)针对用户连续参与产生的响应疲劳问题，建立了多时段耦合的用户响应意愿模型，在综合需求响应问题优化中提高了用户的用能舒适度与效益，使得综合能源服务商制定的策略更为有效。