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3 基于锚定效应的用户用电响应模型
售电公司需模拟目标用户的用电响应行为以优化电力套餐参数设计。现有研究多采用需求-价格弹性或负荷转移率对用户在差异性电价激励下的用电响应行为进行建模,同时考虑价格弹性存在的饱和激励[27]以及响应的不确定性[28-29]等问题。然而,峰谷组合电力套餐在分时电价基础上进一步引入了套餐电费折扣与模块化的用电额度对用户用电行为加以引导,因此,难以直接应用弹性系数对用户用电响应行为进行建模。本文采用锚定效应[30]描述有限理性用户选购电力套餐后的用电响应行为。
锚定效应是指现实中有限理性用户在做定量判断与决策时会受到最先给定的数值信息,就是初始锚的影响,使其定量决策结果偏向该锚的一种判断或决策偏差现象。根据锚定效应,选购电力套餐的用户在套餐使用周期内将以套餐峰、谷时段额度电量为初始锚,在潜意识中调整自身用电习惯,当套餐额度电量高于历史平均用电量时进行调增响应,相反进行调减响应。此外,考虑用户在峰、谷时段的用电量调增(调减)可通过负荷中断、转移、削减或提高用电设备功率、使用时长等方式实现[31],不同时段电量具有替代作用,因此用户在峰、谷时段的用电量调整还受到其他时段额度电量的影响。若用户谷时段进行调增响应,则将在一定程度上促使峰时段的用电量发生调减,反之亦然;用户峰、谷时段的用电量调整是该时段套餐额度锚定效应与另一时段套餐额度锚定效应的叠加。
参照电力价格-需求弹性系数的定义,引入锚定系数衡量用户用电响应锚定效应的严重程度[32]。其中,自锚定系数指用户峰、谷时段的用电响应量与对应时段套餐额度偏差的比值,互锚定系数指在考虑自锚定效应下用户峰、谷时段的用电响应量与另一时段套餐额度偏差的比值。当计及锚定效应与峰、谷负荷转移时,选购峰谷组合电力套餐的用户i在峰、谷时段的用电响应量可表示为:
4 峰谷组合电力套餐设计双层优化模型
考虑到售电公司与电力用户在峰谷电量套餐设计与选购过程中的博弈关系,本章建立售电公司电力套餐设计双层优化模型。上层为售电公司市场购电组合决策与电力套餐参数设计优化模型;下层为有限理性用户套餐选择和用电响应模型。用户在给定套餐参数下以修正的套餐购电效用最大化为目标,按其历史平均用电量选购峰谷组合电力套餐并以响应后的实际用电量结算电费;之后,把用户套餐选购结果和用电响应信息曲线反馈至上层模型,售电公司据此优化峰谷组合电力套餐参数并调整其在电力市场中的购电策略,以实现购售电总收益最大化。峰谷组合电力套餐优化设计的实现架构如图2所示。
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