博文

浙江大学林振智等：售电公司分时电量型套餐优化设计

已有 2692 次阅读 2021-4-1 22:23 |系统分类:论文交流

ORIGINAL RESEARCH ARTICLE | Time‐phased electricity package design for electricity retailers considering bounded rationality of consumers

考虑用户有限理性的售电公司分时电力套餐设计

Zhi Zhang, Zhenzhi Lin, Fushuan Wen, Li Yang, Yusheng Xue

1 本文创新点

1）提出了一种面向居民和小型工商业用户的分时电量型电力套餐及其优化模型，为售电公司电力套餐设计提供了新思路。

2）将电力套餐过量额度价值计入用户套餐选购决策，反映有限理性用户对电费折扣下电力套餐的过度购买行为。

3）引入消费者心理学理论，采用分段函数的形式表征用户在不同套餐额度下的用电需求变化，有助于售电公司优化套餐参数。

2 研究背景

随着电力零售市场竞争的日益激烈，售电公司有必要开发针对不同需求的电力用户的差异化零售套餐，以提高其市场占有率和持续盈利能力。美国和欧洲电力零售市场中售电公司提供多样化的电价套餐以吸引用户，国内部分省市则实行阶梯电价与峰谷分时电价相结合的电费机制。基于价格或激励措施的需求响应（demand response, DR）进一步丰富了电力套餐的含义，如尖峰电价、可中断负荷合同、电力积分等，通过电力用户用能习惯的调整，降低售电公司的批发市场购电成本。

由于用户普遍拥有对售电公司的自主选择权，售电公司设计的电力套餐应为用户提供优惠电费，但价格竞争并非长久之计。因而售电公司需要在保证价格竞争力的同时，挖掘电力套餐的独特利润点，保障其经营收益。考虑到固定资费+属性额度的套餐形式已在移动通信行业得到广泛应用，以月/周为使用周期的电量型套餐可作为电价套餐的有力补充，以优惠价格与电量激励的方式引导用户用电行为，提高售电公司购售电收益。

3 算例分析

本文所提的售电公司分时电力套餐及其优化模型以峰谷分时电价作为对比，在某地900户居民用户负荷数据基础上进行了仿真验证。

1）对根据峰、谷、平时段用电量聚类后得到的4类典型用户，分别设计了分时电量型电力套餐，如表1、表2所示，超额用电价格设为0.7 CNY/kWh。尽管电力套餐定价高于用户原有分时电价电费，但部分用户将选择购买套餐以享受套餐内超额用电额度。售电公司通过设计含过量用电额度的电力套餐鼓励用户提高用电水平，以峰谷分时电价为对比，零售收入可增长约11.7%。

表1 典型用户聚类结果

表2 面向差异化用户的电力套餐设计

2）以典型用户C1为例对极端现货市场价格下的电力套餐进行优化设计，如图1所示。通过将套餐P1峰、平、谷分时用电额度调整为9 kWh、8 kWh和6 kWh，套餐价格调整为9.2 CNY，可吸引部分用户参与负荷响应，降低售电公司的市场交易亏损。

图1 极端现货价格下的用户负荷变化

4 结论

1）提出了考虑用户有限理性的售电公司分时电力套餐及其优化模型，以购售电收益最大化为目标优化套餐参数，考虑了套餐过量额度对用户套餐价值评估的影响以及不同套餐额度对用户用电响应的差异化激励作用；

2）售电公司可通过设计超额电力套餐引导用户提高用能水平，弥补其为用户提供电费折扣导致的收益损失；预计批发市场价格较高时，售电公司也可调整套餐分时额度与对应资费，引导用户转移负荷，降低其在批发市场的购电成本。

5 作者和团队介绍

林振智：教授，浙江大学博士生导师，主要研究方向为电力大数据挖掘、电力系统态势感知、电力市场与需求侧管理等。

张智：博士研究生，主要研究方向为电力市场与需求侧管理。

团队介绍

团队.jpg

浙江大学电气工程学院林振智教授和杨莉副教授所领导的“山林寺”团队现有硕、博士研究生共近三十名。研究方向包括电力大数据挖掘与人工智能、电力系统态势感知、新能源消纳与电力市场、综合能源系统规划与运行等。近五年主持国家自然科学基金项目3项、浙江省自然科学基金项目1项，参与国家重点研发计划项目2项，主持国家电网、南方电网等电力企业项目10余项。共计发表SCI检索论文60余篇，EI检索论文90余篇，申请国家发明专利50余项。

Energy Conversion and Economics (ECE)

Volume 2, Issue 1

CONTENTS | 目录

用于大规模远海风电场并网的直流输电系统综述
考虑用户有限理性的售电公司分时电力套餐设计
考虑频率质量的电能与备用联合市场的设计
存在PMU量测情形下的混合状态估计器的病态条件分析
考虑光伏发电随机动态特性的基于滚动时域的虚拟电厂最优调度

长按识别二维码

或复制网址访问第 2 卷，第 1 期论文

https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/toc/26341581/2021/2/1

期刊简介

Energy Conversion and Economics（ECE）是一本由国网经济技术研究院和英国工程技术学会（IET）合作出版的英文国际学术期刊。

（期刊主页：http://wileyonlinelibrary.com/iet-ece）

Energy Conversion and Economics

能源转换与经济

Editors-in-Chief：

(In alphabetical order by surname)

Z.Y. DONG

Guangfu TANG

Fushuan WEN

ISSN：2634-1581

刊期：季刊

创刊时间：2020年

ECE是国际上第一本定位于能源与经济交叉领域的学术期刊。编委会汇集了来自13个国家逾58所国际知名大学和科研机构的世界级研究人员，其中包括中国科学院院士2人、中国工程院院士4人、电气与电子工程师学会会士（IEEE Fellow）17人、英国工程技术学会会士（IET Fellow）9人和加拿大工程院院士、丹麦技术科学院院士、印度国家工程院院士各1人。

期刊通过报道能源与经济交叉领域的重要进展，全面展示该领域最优秀的成果和最新的研究课题，及时呈现能源互联网企业建设的最新进展和丰富实践，以科研创新引领传统电网向能源互联网的转型发展，为国际一流能源互联网咨询机构品牌建设贡献力量。