技术摘要：
本发明公开了电力需求响应模型的建立方法、求解方法和装置，其中电力需求响应模型的建立方法包括根据预设一天的划分时段和戴蒙德模型，建立需求响应的用户效用函数；以用户效用函数最大为目标，建立电力需求响应模型。本发明充分考虑到不同时段用电量的可调整性，每个  全部
背景技术：
近年来，用电负荷持续增长，供需矛盾也日益突出。仅从电源侧增加装机容量来满 足用电需求，需要巨大的投资。随着需求响应的发展，居民用户从单纯的用电负荷，变成了 可以与电网互动的响应资源，这也使得从用户侧解决供需矛盾成为有效的手段。 需求响应通过价格和激励两种手段，引导居民用户优化其用电行为，从而达到削 峰填谷的目的。一些文献中用需求价格弹性的概念来模拟居民用户的响应行为。需求价格 弹性是指需求量相对于价格变化而变化的比例。一些基于不同类型的负荷对电价变化的响 应分析，建立了考虑价格弹性的用户反应度模型。一些文献中提出了动态需求价格弹性，并 考虑了自弹性和交叉弹性两种情况，建立考虑需求响应的优化调度模型。然而不同的居民 用户类型，在不同时间有着不同的价格弹性。上述模型中，每一个需求价格弹性代表了居民 用户在某个情况下的响应情况，换一个场景，则需要重新计算该值。需求价格弹性可以作为 需求响应的一个理论基础，但是无法直接反映居民用户响应情况，因为它没有考虑客户的 特点和偏好。一些文献提出用户参与需求响应需要考虑用户的意愿包括不喜欢风险等，在 构建的模型中应该考虑模拟意愿的参数，但是这种现有构建模型的方法没有考虑到不同用 户的用电习惯，构建的模型是不准确的，不具有普适性的。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中存在的没有考虑到不同用户的用电习惯的不足，提供了电 力需求响应模型的建立方法、求解方法和装置，充分考虑到不同时段用电量的可调整性，将 一天划分为设定的各时段，不同时段的电价是不同的，每个居民用户的用电习惯不同，不同 时段的用电量是可变的，使电力需求响应模型更具有普适性。 为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案。 第一方面，本发明提供了电力需求响应模型的建立方法，包括：根据预设一天的划 分时段和戴蒙德模型，建立需求响应的用户效用函数；以用户效用函数最大为目标，建立电 力需求响应模型。 进一步地，响应于将一天划分为高峰时段和低谷时段，所述用户效用函数表示如 下： 其中Ut表示t时期的效用，θ为相对风险厌恶系数，θ影响着用户参与需求响应的意 愿，ρ是表示权重，代表第一时段和第二时段的用电比例，D1为用户参与需求响应后在第一 4 CN 111582909 A 说　明　书 2/10 页 时段的用电量，D2为用户参与需求响应后在第二时段的用电量。 进一步地，响应于一天划分高峰时段、平常时段和低谷时段，所述用户效用函数表 示如下： 式中，Ut表示t时期的效用，θ为相对风险厌恶系数，θ影响着用户参与需求响应的 意愿，ρ1为高峰时段与平常时段的用电比例，ρ2为高峰时段与低谷时段的用电比例，D'p为用 户参与需求响应后在高峰时间段的用电量，D'u为用户参与需求响应后在平常时间段的用 电量，Dl'用户参与需求响应后在低谷时间段的用电量。 进一步地，所述电力需求响应模型表示如下： 式中，Ut表示t时期的效用，θ为相对风险厌恶系数，θ影响着用户参与需求响应的 意愿，ρ1为高峰时段与平常时段的用电比例，ρ2为高峰时段与低谷时段的用电比例，D'p为用 户参与需求响应后在高峰时间段的用电量，D'u为用户参与需求响应后在平常时间段的用 电量，D'l用户参与需求响应后在低谷时间段的用电量。 第二方面，本发明提供了用电量求解方法，包括对预设的电力需求响应模型进行 求解，得到各时段的用电量和总的用电成本；其中需求响应模型根据以上技术方案提供的 方法构建。 进一步地，采用拉格朗日乘子法求解上述电力需求响应模型得到用户参与需求响 应后在高峰、平常和低谷各时间段的用电量，求解函数表示为 其中λ为拉格朗日乘子，B'为居民用户消耗的总电费成本，Pp为高峰时段的电价，Pu 为平常时段的电价，Pl为低谷时段的电价。 进一步地，居民用户消耗的总电费成本B'表示如下： B'＝D'p·Pp D'u·Pu D'l·Pl。 进一步地，利用用电量求解方法获得各时段的用电量和总的用电成本后对电力负 荷优化，需要满足下述条件： 1)在高峰时段内D'p小于等于Dp，剩余的用电量需转移到其他时间段； 2)在平常时段内，居民用户有三种选择：D'u大于Du，将高峰时段剩余的电能需求转 移到这个时段；D'u小于Du将高峰和平常时段的电能需求全都转移到低谷时段；D'u等于Du居 民用户和他往常的用电量一样； 3)在低谷时段D'l大于等于Dl，加上前两个时段减少的用电量，满足填谷的目的。 进一步地，各时段内每小时的用电量表示为： 5 CN 111582909 A 说　明　书 3/10 页 其中D'p为用户参与需求响应后在高峰时间段的用电量，D'u为用户参与需求响应 后在平常时间段的用电量，D'l用户参与需求响应后在低谷时间段的用电量，Dp为用户参与 需求响应之前在高峰时间段的用电量，Du为用户参与需求响应之前在平常时间段的用电 量，Dl用户参与需求响应之前在低谷时间段的用电量，D'tp为用户参与需求响应后在高峰时 间段内每小时的用电量，D'tu为用户参与需求响应后在平常时间段内每小时的用电量，D'tl 为用户参与需求响应后在低谷时间段内每小时的用电量，Dtp为用户参与需求响应之前在高 峰时间段内每小时的用电量，Dtu为用户参与需求响应之前在平常时间段内每小时的用电 量，Dtl为用户参与需求响应之前在低谷时间段内每小时的用电量。 第三方面，本发明提供了电力需求响应模型的求解装置，包括用户效用函数建立 模块，用于根据预设一天的划分时段和戴蒙德模型，建立需求响应的用户效用函数；电力需 求响应模型建立模块，用于以用户效用函数最大为目标，建立电力需求响应模型；用电量求 解模块，用于对预设的电力需求响应模型进行求解，得到各时段的用电量和总的用电成本。 进一步地，所述用电量求解模块采用拉格朗日乘子法求解电力需求响应模型确定 模块确定的电力需求响应模型，得到用户参与需求响应后在高峰、平常和低谷各时间段的 用电量，求解函数表示为 其中λ为拉格朗日乘子，B'为居民用户消耗的总电费成本，Pp为高峰时段的电价，Pu 为平常时段的电价，Pl为低谷时段的电价。 本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算 机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上技术方案所述方法的步骤。 有益技术效果： 本发明根据预设一天的时段和戴蒙德模型建立需求响应的用户效用函数；以用户 效用函数最大为目标，建立电力需求响应模型，充分考虑到不同时段用电量的可调整性，每 个用户的用电习惯可以根据不同的时段改变，因此建立的电力需求响应模型的普适性，包 含到反映用户意愿的行为参数；本发明建立了基于分时电价考虑用户意愿的需求响应模 型，有效地将居民用户的意愿以一种经济的方式结合到需求响应模型中，并且可以优化居 民用户的用电行为，降低居民用户的电费；本发明将一天划分为用电高峰时段、平常时段和 低谷时段，可以更好地提高了居民用户的可调整性。 附图说明 图1为本发明实施例提供的需求响应模型的求解流程图； 图2为本发明实施案例一中ρ1、ρ2对高峰时段用电量的影响； 图3为本发明实施案例一中θ对高峰时段用电量的影响。 6 CN 111582909 A 说　明　书 4/10 页