一种需求侧响应交易仿真方法与流程

本发明涉及电力需求侧交易模拟，具体涉及一种需求侧响应交易仿真方法。

背景技术：

1、随着电力市场中需求响应、可调负荷及分布式资源参与程度的提高，需求侧资源能够通过削减、转移或者延后用电参与电力交易。为判断需求侧交易申报是否能够执行，现有技术通常根据需求侧资源的基准负荷、响应时段、响应功率和运行约束形成交易模拟负荷，并结合供电网络的拓扑结构、节点电压及线路容量等运行限值进行模拟出清和安全校核。

2、但需求侧资源执行响应指令后，其运行影响通常不会随响应时段的结束而立即消失。例如，资源在响应过程中降低或者暂停用电时，其温度、储能水平或生产进度等运行状态可能逐渐偏离未参与响应时的基准运行状态。为使需求侧资源继续按照原有运行计划工作，响应结束后通常需要增加或者重新安排用电，从而形成恢复负荷。该恢复负荷的大小及出现时段与资源的响应结束状态、恢复能力和运行约束有关，因而不能仅根据响应时段内减少的负荷进行判断。

3、例如，现有技术中，中国专利公开号cn121618732a公开了一种考虑反弹效应的温敏负荷有序恢复方法及系统，其根据负荷热特性参数、室内温度和室外温度计算聚合热量缺口，根据总负荷、气象预报数据及聚合热量缺口得到未来负荷预测曲线，并在考虑负荷峰谷差、用户舒适度和电网安全约束的情况下求解恢复方案，以确定并修正恢复负荷功率。该方案能够识别需求响应后的负荷恢复需求，并对温敏负荷进行有序恢复。

4、但上述方案主要针对响应结束后的负荷恢复过程进行调控，将负荷响应和负荷恢复作为前后两个调度阶段处理。对于需求侧交易模拟而言，若在响应时段满足要求时即确定交易成立，而在此后才计算或者校核恢复负荷，则交易模拟所计入的是响应时段释放的供电能力，而恢复负荷未来需要占用的供电能力尚未参与该交易是否成立的判断。当恢复时段的节点供电容量已被其他负荷或交易占用时，便可能出现响应交易已经通过模拟出清，而由该响应产生的恢复负荷无法执行的情况。

5、此外，将恢复负荷简单叠加至后续负荷曲线进行供电网络校核，虽然能够发现恢复时段的网络越限，但恢复负荷与引起该恢复负荷的响应交易之间缺少交易层面的关联，难以根据恢复负荷的不可执行结果修正对应响应交易的有效性。因此，现有需求侧交易模拟仍可能将一次连续的响应和恢复过程分开判定，使仅在响应时段内成立、但在完整运行过程中无法执行的交易被保留在模拟出清结果中，影响交易模拟结果与需求侧资源实际恢复能力及供电网络时序承载能力的一致性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种需求侧响应交易仿真方法，以解决现有需求侧交易模拟可能将一次连续的响应和恢复过程分开判定，使仅在响应时段内成立、但在完整运行过程中无法执行的交易被保留在模拟出清结果中，影响交易模拟结果与需求侧资源实际恢复能力及供电网络时序承载能力的一致性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种需求侧响应交易仿真方法，包括以下步骤：

3、根据需求侧交易申报信息生成响应指令；

4、模拟需求侧资源执行所述响应指令；

5、根据需求侧资源的响应结束状态与对应基准运行状态的差异确定待恢复状态；

6、根据所述待恢复状态和资源运行约束确定恢复负荷序列及候选恢复时段；

7、将所述响应指令对应的响应交易段和所述恢复负荷序列对应的恢复交易段组成交易单元，并使所述交易单元参与模拟出清；

8、在将所述交易单元写入模拟出清结果前，按照所述候选恢复时段以所述恢复负荷序列预占需求侧资源接入节点的时序剩余供电容量；

9、根据所述交易单元和已预占的供电容量对供电网络进行时序运行模拟；

10、若所述恢复负荷序列已全部完成容量预占、所述交易单元满足所述资源运行约束且模拟所得供电网络运行状态满足供电网络运行限值，将所述交易单元写入所述模拟出清结果；否则，将所述交易单元判定为无效；

11、响应于所述交易单元被判定为无效，释放已预占的供电容量。

12、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，所述确定恢复负荷序列及候选恢复时段包括：

13、以所述响应结束状态为起始状态，按照所述资源运行约束在响应结束后的各时段逐时施加候选恢复负荷并更新需求侧资源的运行状态；

14、保留使更新后的运行状态与对应基准运行状态之间的差异减小的候选恢复负荷及其时段，直至所述差异消除，并将保留的候选恢复负荷按时序组成所述恢复负荷序列，将对应时段作为所述候选恢复时段。

15、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，所述时序剩余供电容量为接入节点的供电容量限值扣除对应时段的基准负荷和其他交易单元已占用容量后的容量；

16、所述预占包括：按照所述恢复负荷序列的时序，依次从相应候选恢复时段中选取时序剩余供电容量不小于当前恢复负荷的时段，扣减所选时段的时序剩余供电容量并记录对应关系，仅在所述恢复负荷序列中的全部恢复负荷均完成扣减时，确定所述恢复负荷序列已全部完成容量预占。

17、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，响应于任一恢复负荷在相应候选恢复时段内均无法完成容量预占，回溯并释放该交易单元已扣减的时序剩余供电容量，撤销该交易单元在本轮模拟出清中的中选状态，将所述响应交易段对应时段和已释放容量对应时段确定为受影响时段，并仅对响应交易段或恢复交易段与所述受影响时段重叠的其他交易单元重新进行模拟出清。

18、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，所述候选恢复时段由所述响应交易段之后的一个或多个连续或间断时段组成。

19、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，各时段的恢复负荷不超过需求侧资源在对应时段的可恢复功率上限。

20、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，所述响应交易段和恢复交易段携带相同的交易标识。

21、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，对每次容量预占和释放生成容量变更记录，所述容量变更记录至少包括交易标识、接入节点、时段和容量。

22、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，所述供电网络运行限值包括节点电压限值、线路容量限值和变压器容量限值中的至少一种。

23、作为需求侧响应交易仿真方法的优选技术方案，多个交易单元竞争同一接入节点同一时段的供电容量时，按照模拟出清顺序依次进行容量预占，并在每次容量预占后更新对应时段的时序剩余供电容量。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：需求侧资源执行削减或转移负荷的响应指令后，响应时段内的用电功率下降，但资源运行状态通常不会随响应结束立即回到基准运行状态。尚未消除的状态差异会在后续形成恢复负荷。因此，一次需求侧响应在时间上包含相互关联的响应过程和恢复过程，前者减少或转移响应时段负荷，后者重新占用后续时段的供电能力。交易模拟如果只校核响应过程，就会计入响应释放的供电能力而漏计恢复负荷，进而把不能完整执行的交易列为可行交易，本发明以响应结束状态与对应基准运行状态之间的差异作为恢复计算的起点，结合资源运行约束确定恢复负荷序列及候选恢复时段。温度、能量或运行进度等状态偏移由此落实为可参与模拟出清和供电网络时序运行模拟的负荷及时段。该恢复负荷由本次响应造成的状态差异派生，其大小和可执行时段受需求侧资源实际恢复能力限制，能够对应本次响应所伴随的后续用电需求。

25、进一步地，响应交易段和由其产生的恢复交易段组成交易单元，作为同一交易共同参与模拟出清。交易单元写入模拟出清结果前，系统按照候选恢复时段，以恢复负荷序列预占接入节点的时序剩余供电容量。预占只保留恢复负荷未来执行所需的供电空间，不提前执行恢复负荷，从而避免该部分容量被其他交易重复占用。这样，模拟出清在计入响应时段负荷下降的同时，也计入恢复阶段增加的负荷，对一次需求侧交易的完整用电过程作统一评价。

26、进一步地，交易单元的有效状态取决于三项校核结果：恢复负荷序列全部完成容量预占，响应交易段和恢复交易段均满足资源运行约束，供电网络在相应时段内均满足运行限值。三项校核均通过，交易单元才写入模拟出清结果；任一项未通过，两个交易段一并判定为无效，并释放已预占的供电容量。由此，未来恢复负荷的可执行性直接约束当前响应交易是否成立，可避免响应交易已经出清、恢复负荷却因节点容量不足或网络越限而无法执行的情况。

27、综上，响应交易及其恢复义务保持一致成立或一致失效，可减少供电容量重复分配和虚假可行交易，使模拟出清结果更接近需求侧资源实际运行特性和供电网络时序承载能力。