本發明涉及車網互動，更具體地說，本發明涉及一種計及容量需求費的分時電價劃分方法。

背景技術：

1、當前，大多居民充電樁與生活負荷在電價設定上采用相同的峰谷時段劃分。然而，為了保障居民用電的便利性，實際的生活負荷峰谷時段并未完全反映出電力系統的供需狀況。

2、隨著電動汽車滲透率的持續攀升，在實施峰谷分時電價政策的背景下，廣泛的居民充電樁同時響應谷時電價的現象可能導致過度響應，從而引發新的用電高峰，進而造成配電網基礎設施的超負荷運作。因此，亟需在現有的峰谷電價機制基礎上，設計出新的充放電價格機制。

3、例如公告號為：cn109376970a的發明專利公告的適用于能源互聯網的動態實時電價機制形成方法及系統，包括：接收下達的基礎電價；根據調度命令和用戶綜合用電需求制定用電設備最優運行策略；判斷用戶實際綜合用電相比調度命令是否有偏差，若是，執行點對點交易用電步驟，采用直購電價；同時，若存在備用容量，則執行備用容量投入步驟；接收更新的綜合用電調度命令，判斷實際綜合用電是否偏離了更新后的調度命令，若偏離，則控制綜合用電設備跟蹤調度命令，實際綜合用電偏離更新后調度命令的電量采用懲罰電價，通過動態實時電價機制，調節用戶的用電行為，確保電力負荷按照最優的能源互聯優化調度策略運行，并激發電力用戶主動參與電網協同控制的積極性。

4、例如公告號為：cn116091102a的發明專利公告的一種計及多重不確定性的配電系統多主體規劃方法，包括以下步驟：s1：獲取配電系統數據，并初始化計算參數，設置拉格朗日乘數、懲罰參數、原始收斂閾值和對偶收斂閾值；s2：計算不同投資策略下分布式電源的最優容量配置，獲得分布式電源的輸出功率與裝機容量；s3：進行配電網運營商的運營協調與分布節點電價及利潤風險的計算，獲得所述輸出功率對應的輔助對偶變量；s4：判斷規劃結果是否收斂：若不收斂，則更新拉格朗日乘數及分布節點電價，重復步驟s2-s4；若收斂，則輸出分布式電源規劃結果。本發明能夠滿足潛在投資者的不同性質和利益需求，使配電系統運營商能夠根據不同的風險感知偏好靈活地管理預期利潤和風險之間的權衡。

5、上述公開的技術方案中，至少存在如下技術問題：

6、針對居民充電樁的分時電價不能適應大規模充電樁接入的場景，容易引起過響應，形成新的用電高峰，造成居民區配電網過載。

7、針對上述問題，本發明提出一種解決方案。

技術實現思路

1、為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種計及容量需求費的分時電價劃分方法，通過構建分時電價雙層模型，確定獨立的計及容量需求費的分時電價機制，從而引導居民充電樁有序充放電，實現削峰填谷避免配電網過載，以解決居民充電樁大規模接入造成谷時段過響應的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種計及容量需求費的分時電價劃分方法，包括以下步驟：獲取峰谷時段數據構建第一約束條件，以削峰填谷為目標建立第一模型；獲取充電響應偏移數據構建第二約束條件，以最小化充電費用為目標建立第二模型；基于斯塔克爾伯格博弈理論，結合第一模型和第二模型得到第一分時電價雙層模型；引入容量需求費對第一分時電價雙層模型進行優化，得到第二分時電價雙層模型，應用于確定峰谷分時電價和容量需求費單價。

4、在一個優選的實施方式中，所述第一模型包括上層電網企業模型，第二模型包括下層居民充電負荷模型；所述峰谷時段數據包括谷時段開始時刻、谷時段結束時刻、峰谷時段連續性和谷時段范圍，所述充電響應偏移數據包括充電時段平移、平移時段唯一性、平移時段方向性和用戶響應決策值。

5、在一個優選的實施方式中，所述基于斯塔克爾伯格博弈理論，結合第一模型和第二模型得到第一分時電價雙層模型，具體為：第一模型將優化充電時段后的分時電價傳遞給第二模型；第二模型將優化后的充電負荷傳遞給第一模型。

6、在一個優選的實施方式中，所述引入容量需求費對第一分時電價雙層模型進行優化，得到第二分時電價雙層模型，具體為：令第二模型加入容量需求費，若超出預設容量則超出部分加入懲罰費，調整第二模型的目標函數得到第三目標函數；獲取第三數據，結合第二約束條件，構建第三約束條件，所述第三數據包括需求電量充電時間、最大充電功率和預設容量；根據第三目標函數和第三約束條件，構建第三模型，第三模型包括下層居民充電負荷優化模型；結合第一模型和第三模型，得到第二分時電價雙層模型。

7、在一個優選的實施方式中，所述結合第一模型和第三模型，得到第二分時電價雙層模型，具體為：第一模型將優化充電時段后的分時電價傳遞給第三模型；第三模型將優化后的充電負荷傳遞給第一模型；基于斯塔克爾伯格博弈理論，對第二分時電價雙層模型進行迭代處理，直至相鄰迭代間電價殘差低于預設第一閾值且負荷殘差低于預設第二閾值停止迭代。

8、本發明一種計及容量需求費的分時電價劃分方法的技術效果和優點：

9、本發明通過構建上層電網企業模型和下層居民充電負荷模型，并基于電網企業和居民用戶間的博弈關系構建分時電價雙層模型，從而有效優化谷時段，引導居民改變充電習慣進而緩解電網擴容壓力。

10、本發明通過引入容量需求費，基于充電時間、預定充電容量和最大充電功率的限制，以最小化充電費用為目標優化下層居民充電負荷模型，進一步結合上層電網企業模型并迭代求解得到最優的容量需求費和懲罰電價，進而使得總負荷的峰荷最大程度接近基礎負荷的峰值，有效避免電動汽車增長而造成過高負荷峰值，有效降低配電網過載的風險。

技術特征：

1.一種計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述第一模型包括上層電網企業模型，第二模型包括下層居民充電負荷模型；所述峰谷時段數據包括谷時段開始時刻、谷時段結束時刻、峰谷時段連續性和谷時段范圍，所述充電響應偏移數據包括充電時段平移、平移時段唯一性、平移時段方向性和用戶響應決策值。

3.根據權利要求2所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述第一約束條件，具體公式為：

4.根據權利要求3所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述第二約束條件，具體公式為：

5.根據權利要求4所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述基于斯塔克爾伯格博弈理論，結合第一模型和第二模型得到第一分時電價雙層模型，具體為：

6.根據權利要求5所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述引入容量需求費對第一分時電價雙層模型進行優化，得到第二分時電價雙層模型，具體為：

7.根據權利要求6所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述結合第一模型和第三模型，得到第二分時電價雙層模型，具體為：

8.根據權利要求7所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述第三約束條件，具體公式為：

9.根據權利要求8所述的計及容量需求費的分時電價劃分方法，其特征在于，所述第三目標函數，具體公式為：

技術總結
本發明公開了一種計及容量需求費的分時電價劃分方法，涉及車網互動技術領域，包括：獲取峰谷時段數據構建第一約束條件，以削峰填谷為目標建立第一模型；獲取充電響應偏移數據構建第二約束條件，以最小化充電費用為目標建立第二模型；基于斯塔克爾伯格博弈理論，結合第一模型和第二模型得到第一分時電價雙層模型；引入容量需求費對第一分時電價雙層模型進行優化，得到第二分時電價雙層模型，應用于確定峰谷分時電價和容量需求費單價。

技術研發人員：楊敏,王寶,邵筱宇,賈健雄,王笠,劉麗,黃霞,馬燕如,侯登山,余躍,宋竹萌,楊娜
受保護的技術使用者：國網安徽省電力有限公司經濟技術研究院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28