Demand Response Transaction Mechanism for Virtual Load Aggregator Considering User Credit

LYU Ting; ZHANG Zhi; LU Pengfei; YAO Ying; LIN Zhenzhi; YANG Li

doi:10.7500/AEPS20220327001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Demand Response Transaction Mechanism for Virtual Load Aggregator Considering User Credit

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Demand Response Transaction Mechanism for Virtual Load Aggregator Considering User Credit
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 19, Pages: 44-52(2023)
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市 310027
  2.国网浙江省电力有限公司,浙江省杭州市 310007
  3.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,浙江省杭州市 310014
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20220327001
  CLC：
- Received：27 March 2022，
  
  Revised：2022-09-01，
  
  Published Online：30 November 2022，
  
  Published：10 October 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
吕挺,张智,芦鹏飞等.考虑用户信用的虚拟聚合商需求响应交易机制[J].电力系统自动化,2023,47(19):44-52.

LYU Ting,ZHANG Zhi,LU Pengfei,et al.Demand Response Transaction Mechanism for Virtual Load Aggregator Considering User Credit[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(19):44-52.
吕挺,张智,芦鹏飞等.考虑用户信用的虚拟聚合商需求响应交易机制[J].电力系统自动化,2023,47(19):44-52. DOI： 10.7500/AEPS20220327001.

LYU Ting,ZHANG Zhi,LU Pengfei,et al.Demand Response Transaction Mechanism for Virtual Load Aggregator Considering User Credit[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(19):44-52. DOI： 10.7500/AEPS20220327001.

摘要

新型电力系统中

用户侧可调负荷等灵活资源将广泛参与电网互动，促进源网荷弹性平衡。为此，文中提出面向工商业可调负荷资源的虚拟聚合商需求响应模式，通过基于用户信用的响应补贴机制实现用户侧可调负荷集聚，并构建了用户响应补贴双层优化模型。上层模型以虚拟聚合商参与需求响应收益最大为目标，通过优化补贴信用系数实现用户响应收益最大；下层模型中用户以计及舒适度损失的效益最大化为目标，调整自身响应行为。算例分析选取了典型用户对所提机制和模型进行验证，结果表明，所提出的需求响应交易机制有效规范了用户的响应行为，信用作用下虚拟聚合商与用户形成了激励相容的效果，有利于需求响应目标精确达成。

Abstract

Flexible resources such as user-side adjustable load will widely participate in the interaction of the power grid and promote the elastic balance of source-grid-load in the new power system. Thus

a demand response mode of the virtual load aggregators is proposed for the industrial and commercial adjustable load resources

in which the aggregation of user-side adjustable load resources is realized by the response subsidy mechanism based on user credit

and the bi-level optimization model for the user response subsidy is constructed. In the upper level

the maximization of benefits of the virtual load aggregators participating in the demand response is taken as the objective function

and the subsidy credit coefficient is optimized to maximize the response benefits of users. In the lower level

the maximization of benefits of the users with their comfort loss considered is taken as the objective function

and users adjust their response behavior. Verification results of a case study on selected typical users illustrate that the proposed demand response transaction mechanism can effectively regulate the user response behavior

and the effect of credit creates incentive compatibility between the virtual load aggregator and the users

which is conducive to the accurate achievement of the demand response target.

关键词

Keywords

references

彭文昊，陆俊，冯勇军，等 . 计及用户参与不确定性的需求响应策略优化方法［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 5 ）： 1588 - 1594 .

PENG Wenhao ， LU Jun ， FENG Yongjun ， et al . A demand response strategy optimization considering user participation uncertainty ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 1588 - 1594 .

范帅，危怡涵，何光宇，等 . 面向新型电力系统的需求响应机制探讨［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 7 ）： 1 - 12 .

FAN Shuai ， WEI Yihan ， HE Guangyu ， et al . Discussion on demand response mechanism for new power systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 7 ）： 1 - 12 .

MUTHIRAYAN D ， KALATHIL D ， POOLLA K ， et al . Mechanism design for demand response programs ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 61 - 73 .

SHEN Y W ， LI Y ， ZHANG Q W ， et al . Consumer psychology based optimal portfolio design for demand response aggregators ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2021 ， 9 （ 2 ）： 431 - 439 .

郭亦宗，冯斌，岳铂雄，等 . 负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 1 ）： 79 - 87 .

GUO Yizong ， FENG Bin ， YUE Boxiong ， et al . Ultra-short-term load forecasting considering demand response in load aggregator mode ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 1 ）： 79 - 87 .

关舒丰，王旭，蒋传文，等 . 基于可控负荷响应性能差异的虚拟电厂分类聚合方法及辅助服务市场投标策略研究［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 3 ）： 933 - 944 .

GUAN Shufeng ， WANG Xu ， JIANG Chuanwen ， et al . Classification and aggregation of controllable loads based on different responses and optimal bidding strategy of VPP in ancillary market ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 3 ）： 933 - 944 .

周步祥，张越，臧天磊，等 . 基于区块链的多虚拟电厂主从博弈优化运行［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 1 ）： 155 - 163 .

ZHOU Buxiang ， ZHANG Yue ， ZANG Tianlei ， et al . Blockchain-based Stackelberg game optimal operation of multiple virtual power plants ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 1 ）： 155 - 163 .

马腾，刘洋，许立雄，等 . 基于区块链的配电侧多微电网电能去中心化交易模型［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 6 ）： 2237 - 2247 .

MA Teng ， LIU Yang ， XU Lixiong ， et al . Energy decentralized transaction model of multi-microgrid in distribution side based on blockchain ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 6 ）： 2237 - 2247 .

郑若楠，李志浩，唐雅洁，等 . 考虑居民用户参与度不确定性的激励型需求响应模型与评估［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 8 ）： 154 - 162 .

ZHENG Ruonan ， LI Zhihao ， TANG Yajie ， et al . Incentive demand response model and evaluation considering uncertainty of residential customer participation degree ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 8 ）： 154 - 162 .

孙毅，胡亚杰，郑顺林，等 . 考虑用户响应特性的综合需求响应优化激励策略［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 4 ）： 1402 - 1413 .

SUN Yi ， HU Yajie ， ZHENG Shunlin ， et al . Integrated demand response optimization incentive strategy considering users’ response characteristics ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 4 ）： 1402 - 1413 .

孙毅，刘迪，崔晓昱，等 . 面向居民用户精细化需求响应的等梯度迭代学习激励策略［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 10 ）： 3597 - 3605 .

SUN Yi ， LIU Di ， CUI Xiaoyu ， et al . Equal gradient iterative learning incentive strategy for accurate demand response of resident users ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 10 ）： 3597 - 3605 .

李伟，韩瑞迪，孙晨家，等 . 基于用电偏好的可平移负荷参与需求响应最优激励合同与激励策略［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （增刊1 ）： 185 - 193 .

LI Wei ， HAN Ruidi ， SUN Chenjia ， et al . An optimal incentive contract and strategy of shiftable loads participation in demand response based on user electricity preference ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ Supplement 1 ）： 185 - 193 .

谢畅，王蓓蓓，李然，等 . 基于信用等级的虚拟电厂需求响应效果后评估［J］. 电力建设， 2017 ， 38 （ 9 ）： 67 - 72 .

XIE Chang ， WANG Beibei ， LI Ran ， et al . Post-evaluation of demand response effects in virtual power plant based on credit rating ［J］. Electric Power Construction ， 2017 ， 38 （ 9 ）： 67 - 72 .

王蓓蓓，王骐鑫，李雅超，等 . 区块链环境下考虑信用的需求响应资源交易机制［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 5 ）： 30 - 38 .

WANG Beibei ， WANG Qixin ， LI Yachao ， et al . Transaction mechanism of demand response resource considering credit in blockchain environment ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 5 ）： 30 - 38 .

李彬，卢超，曹望璋，等 . 基于区块链技术的自动需求响应系统应用初探［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 13 ）： 3691 - 3702 .

LI Bin ， LU Chao ， CAO Wangzhang ， et al . A preliminary study of block chain based automated demand response system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 13 ）： 3691 - 3702 .

胡桐月，奚培锋，张少迪，等 . 基于区块链的中小型电力用户自动需求响应系统设计［J］. 电力需求侧管理， 2021 ， 23 （ 4 ）： 96 - 100 .

HU Tongyue ， XI Peifeng ， ZHANG Shaodi ， et al . Design of automatic demand response system for small and medium sized power users based on blockchain ［J］. Power Demand Side Management ， 2021 ， 23 （ 4 ）： 96 - 100 .

祝垒，陈中，颜云松，等 . 基于权威证明的微电网分层交易策略［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 11 ）： 4356 - 4365 .

ZHU Lei ， CHEN Zhong ， YAN Yunsong ， et al . Hierarchical transaction strategy of microgrid based on proof of authority ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 11 ）： 4356 - 4365 .

颜拥，陈星莺，文福拴，等 . 从能源互联网到能源区块链：基本概念与研究框架［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 2 ）： 1 - 14 .

YAN Yong ， CHEN Xingying ， WEN Fushuan ， et al . From Energy Internet to energy blockchain： basic concept and research framework ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 2 ）： 1 - 14 .

平健，严正，陈思捷，等 . 基于区块链的分布式能源交易市场信用风险管理方法［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 24 ）： 7137 - 7145 .

PING Jian ， YAN Zheng ， CHEN Sijie ， et al . Credit risk management in distributed energy resource transactions based on blockchain ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 24 ）： 7137 - 7145 .

陈冠廷，张利，刘宁宁，等 . 基于区块链的面向居民用户需求响应交易机制［J］. 电力自动化设备， 2020 ， 40 （ 8 ）： 9 - 17 .

CHEN Guanting ， ZHANG Li ， LIU Ningning ， et al . Blockchain-based transaction mechanism for residential users demand response ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 8 ）： 9 - 17 .

彭春华，张金克，陈露，等 . 计及差异化需求响应的微电网源荷储协调优化调度［J］. 电力自动化设备， 2020 ， 40 （ 3 ）： 1 - 7 .

PENG Chunhua ， ZHANG Jinke ， CHEN Lu ， et al . Source-load-storage coordinated optimal scheduling of microgrid considering differential demand response ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 3 ）： 1 - 7 .

张巍，卢骧 . 点对点交易下储能聚合商共享自营多模式交易模型［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 2 ）： 15 - 23 .

ZHANG Wei ， LU Xiang . Sharing and self-operating multi-mode trading model of energy storage aggregators with peer-to-peer trade ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 2 ）： 15 - 23 .

丁伟，王国成，许爱东，等 . 能源区块链的关键技术及信息安全问题研究［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 4 ）： 1026 - 1034 .

DING Wei ， WANG Guocheng ， XU Aidong ， et al . Research on key technologies and information security issues of energy blockchain ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 1026 - 1034 .

赵丙镇，陈智雨，闫龙川，等 . 基于区块链架构的电力业务交易数据隐私保护［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 17 ）： 20 - 26 .

ZHAO Bingzhen ， CHEN Zhiyu ， YAN Longchuan ， et al . Privacy protection of power business transaction data based on blockchain framework ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 17 ）： 20 - 26 .

裴凤雀，崔锦瑞，董晨景，等 . 区块链在分布式电力交易中的研究领域及现状分析［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 5 ）： 1752 - 1771 .

PEI Fengque ， CUI Jinrui ， DONG Chenjing ， et al . The research field and current state-of-art of blockchain in distributed power trading ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 5 ）： 1752 - 1771 .

MENG J L ， HUANG X ， FENG Y H ， et al . A comprehensive evaluation method and incentive mechanism for demand response ［C］// 2018 International Conference on Power System Technology （POWERCON）， November 6-8 ， 2018 ， Guangzhou， China ： 703 - 707 .

GOLDMAN C ， HEFFNER G ， KINTNER-MEYER M . Impact of enabling technologies on customer load curtailment performance： summer 2001 results from NYSERDA’s PON 585 and 577 programs and NYISO’s emergency demand response program ［R］. Berkeley， USA ： Lawrence Berkeley National Laboratory ， 2002 .

RAMESH B ， MADHUSUDANARAO R ， VAMSI V H ， et al . Power system dynamic state estimation using exponential smoothing methods ［C］// 2018 3rd IEEE International Conference on Recent Trends in Electronics ， Information & Communication Technology， May 18-19， 2018 ， Bangalore， India ： 1202 - 1205 .

杨锡运，张艳峰，叶天泽，等 . 基于朴素贝叶斯的风电功率组合概率区间预测［J］. 高电压技术， 2020 ， 46 （ 3 ）： 1099 - 1108 .

YANG Xiyun ， ZHANG Yanfeng ， YE Tianze ， et al . Prediction of combination probability interval of wind power based on naive Bayes ［J］. High Voltage Engineering ， 2020 ， 46 （ 3 ）： 1099 - 1108 .

浙江省发展和改革委员会 . 关于开展2021年度电力需求响应工作的通知［EB/OL］.（ 2021-06-08 ）［ 2022-01-03 ］. http：//fzggw.zj.gov.cn/art/2021/6/8/art_1229123367_2301809.html http://fzggw.zj.gov.cn/art/2021/6/8/art_1229123367_2301809.html .

Zhejiang Provincial Development and Reform Commission . Notice on carrying out electricity demand response work in 2021 ［EB/OL］. （ 2021-06-08 ）［ 2022-01-03 ］. http：//fzggw.zj.gov.cn/art/2021/6/8/art_1229123367_2301809. html http://fzggw.zj.gov.cn/art/2021/6/8/art_1229123367_2301809.html .

KIM B G ， ZHANG Y ， VAN DER SCHAAR M ， et al . Dynamic pricing and energy consumption scheduling with reinforcement learning ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 5 ）： 2187 - 2198 .

ZHENG S L ， SUN Y ， LI B ， et al . Bargaining-based cooperative game among multi-aggregators with overlapping consumers in incentive-based demand response ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution， 2020 ， 14 （ 6 ）： 1077 - 1090 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Trading Mechanism for Participation of Small- and Medium-sized Customers in Directrix Demand Response Considering Differentiated Incentives

Transaction Mechanism of Demand Response Resource Considering Credit in Blockchain Environment

Related Author

WANG Lei

PAN Tianyu

HAN Lu

WANG Pin

ZHANG Shikang

SHI Tiancheng

Beibei WANG

Qixin WANG

Related Institution

Anhui Provincial Key Laboratory of Renewable Energy Utilization and Energy Saving (Hefei University of Technology)

Anhui Electric Power Transmission and Transformation Co., Ltd.

Marketing Department of State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd.

Economic and Technical Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd.

School of Electrical Engineering, Southeast University

⁰