干货丨考虑用户贡献度的售电商购售电策略-北极星售电网

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摘要

随着中国电力市场改革的不断推进,售电公司的数量以及参与市场交易的形式不断增加,差异化的服务与竞争策略对售电商提升市场竞争力具有重要意义。针对用户负荷的响应特性,基于售电商与用户的双边用电合同,分析越限惩罚机制和需求响应(demand response,DR)合同对用户效用的影响,建立用户效用优化模型;基于购电市场的不同特性,建立售电商购售电利润优化模型;基于售电商与拓展目标用户前后的单位产出投入比,分析目标用户对售电商的贡献度,建立考虑用户贡献度的售电商购售电决策优化模型,求解考虑用户贡献度的购售电方案。最后通过算例验证所提方法在售电商竞争用户方面的有效性。

关键词 :电力市场;售电商;用户贡献度;购售电策略;

（来源：电网技术作者：窦迅1, 王俊1, 邵平2, 郭艳敏2, 张鑫1）

1．南京工业大学电气工程与控制科学学院,江苏省南京市 211816

2．中国电力科学研究院有限公司,江苏省南京市 210003

0 引言

自《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见(中发〔2015〕9号)》下发以来,开展售电业务、成立售电公司成为社会资本投资的热点[1],售电公司的数量以及参与市场交易的形式不断增加[2]。目前,我国售电公司依然处于初始发展阶段,其发展模式还处于形成期[3],新成立的售电公司在关键业务设计与创新、合作伙伴关系管理、盈利模式拓宽等方面,都面临着极大问题,这严重制约了售电公司的发展[4]。

从售电公司企业竞争格局来看,未来售电市场将是一个多元化的市场格局。差异化的服务与竞争策略将出现,既有专注于服务工业大客户的售电公司,也将有着力于发展模式创新、服务于居民及商业客户的售电企业[5]。售电公司参与的市场化竞争,使得售电新市场将利润转移到售电侧和用电侧,用户成为降低用电成本的核心和关键环节[6-7]。因此,在市场许可情况下,考虑用户用能行为的影响[8],研究售电商扩展的目标用户对其利润的贡献度,针对用户贡献度制定合理的购售电方案,在保证自身利润的同时,提升用户效用,使得售电商对该用户的竞争力增强,这对售电商在市场竞争中占领有利地位具有重要意义。

随着电力体制改革的深化,以用户为核心的理念不断加深,对用户DR与售电商购售电决策协调考虑的研究逐渐加深。在售电方面,针对用户的DR行为[9-10],当前研究能够建立售电商-用户的双层优化模型来模拟售电决策[11],也能利用心理学理论建立用户对于不同售电公司和用电合同的选择模型[12],但大多忽略了用户对售电商的贡献度,无法准确描述售电商对目标用户的选择原因。

在购电方面,当前研究能够考虑需求侧峰谷分时电价[13]及激励对负荷的影响,以售电商购电损失的CVaR值最小为目标来制定最优购电组合策略[14-16],也能基于负荷偏差建立日前和实时市场统一电能交易模型[17],但较少涉及售电商新增用户负荷后对不同购电市场购电比例的影响。

在购售电方面,针对不断增强的用户响应市场价格和激励信息的能力,当前研究能够从用户需求响应入手,建立上层售电商利润最大,下层用户用电效用最大的售电商购售电决策双层模型[18],也能够从售电侧和用户侧的联盟交易入手,提出联盟选择和定价的优化决策[19],但这些研究未对用户贡献度进行量化,难以准确描述用户对售电商购售电利润的贡献能力。

综上所述,现有的售电商购售电策略,大多是计及风险因素,考虑市场价格和负荷预测的不确定性以及可中断负荷的影响,对购售电进行组合;或者是考虑用户的DR特性,与售电商的购售电决策进行协调优化。但是这些策略很少从售电商的角度考虑不同用户的贡献度对售电商在不同市场下的购售电组合策略产生的影响。本文针对用户的负荷特性,基于售电商与用户的双边用电合同,分析越限惩罚机制和DR合同对用户效用的影响,制定用户效用最优的负荷调用方案,根据购电市场的不同特性,制定售电利润最大的购电组合方案,并基于用户贡献度,制定面向用户的用电合同套餐和DR合同套餐。最后通过算例验证了本文所提方法的有效性。

1 用户效用模型

1.1 用户与售电商的用电合同模型

用户与售电商之间通过用电合同提前确定价格和合同电量有利于更好地规范合同双方的利益,本文根据文献[18]采取如下用电合同类型：1）合同交割时,采用双向差价的形式进行结算;2）规定每个交易时段的合同价格;3）规定每个交易时段的合同电量上、下限及其越限惩罚方法。这样售电商与用户之间的合同交易费用将分为合同结算费用以及具体执行时因超出合同电量规定而产生的惩罚费用两部分。

1.1.1 合同结算机制

为体现售电商与用户之间的用电合同价格与实时价格的联动,采用双向差价的形式进行合同结算,即合同双方以实时电价进行结算,但合同交割时的实时电价和合同价格的差价由买卖双方平分[20],每个交易时段合同交割的结算价格为原先合同价格与实时价格的算数平均数,即：

1.1.2 用电合同越限惩罚机制

售电商与用户之间签订用电合同,当用户实际用电量与合同电量出现偏差时,即用户的电量消耗不在合同区间内,由用户和售电商共同承担考核责任,面临一定的惩罚费用,假设各承担50%的惩罚费用。具体的惩罚规则[21]如图1所示。

1.2 参与需求响应的费用/收益模型

在售电侧,用户与售电商签订的短期用电合同,进行合同交割时,由于实际负荷与合同中的预测值存在偏差,在考核偏差时,需支付额外费用。所以当偏差考核费用较大时,用户会自发地将部分负荷进行转移,用正偏差量来填补负偏差量,减少某些时段的偏差量。同样的,由于偏差考核费用是有用户与售电商共同承担的,售电商为减少考核费用,平抑偏差量,会和用户签订可削减负荷的DR合同,在正偏差量较大时,给予用户一定补偿费用让其减少用电量。