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CN112184285A - 一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统 - Google Patents

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CN112184285A CN202010923284.7A CN202010923284A CN112184285A CN 112184285 A CN112184285 A CN 112184285A CN 202010923284 A CN202010923284 A CN 202010923284A CN 112184285 A CN112184285 A CN 112184285A
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electricity
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朱伟东
符政鑫
许斯滨
许方园
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Guangdong University of Technology
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Abstract

本发明公开了一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，包括最优需方响应互补式新电价制定系统、标识判断模块、电网调度模块、高成分灵活负荷用户群、其他用户群；其中：最优需方响应互补式新电价制定系统分别连接至标识判断模块、电网调度模块、高成分灵活负荷用户群、其他用户群；标识判断模块与高成分灵活负荷用户群连接；电网调度模块与高成分灵活负荷用户群连接；电网调度模块与其他用户群连接。本发明通过最优需方响应互补式新电价制定系统、标识判断模块、电网调度模块的配合，借助互补式电价机制，为高成分灵活负荷群提供带互补性电价线形的多条电价，实现其错峰用电，降低了电力系统运营成本，提升了社会能效水平。

Description

一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，更具体地，涉及一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统。
背景技术
智能电网是全球电力系统的未来发展趋势。作为智能电网的主要角色之一，需求响应通过电力公司和用户之间的互操作性，促进电力用户以更高效的方式用电。通过需求响应，电力公司在需求侧管理中获得一种影响电力负荷特性的运行模式。在网络操作中，需求响应有助于减少峰值用电需求，从而减轻昂贵或紧急生成的用电需求，如旋转备用的需求。
需求响应可分为两类：第一类为基于时间的需求响应；第二类为基于激励的需求响应。基于激励的需求响应是根据时间来发挥作用的，通过高级的契约规则，顾客的消费行为会发生暂时的改变。针对负荷变化，电力公司给出了相应的补偿或处罚。基于时间的需求响应也称为基于价格的需求响应，是指用户根据收到的价格信号响应地调整电力需求，包括分时电价响应、实时电价响应、剑锋电价响应等。
美国电力市场环境开放，是目前世界上实施需求响应项目最多，种类最齐全的国家，有三种典型的商业运作模式：政府直接管理模式、电网公司管理模式和独立第三方管理模式。欧洲共有八大区域性电力市场，各自有不同的市场规则及技术标准，没有一个整体性的需求响应实施计划，且各国开展的需求响应项目主要依据各自制定的方案和规则。中国需求响应的发展还主要是需求侧管理，市场化不强，用户参与度很低，多侧重与行政手段，“有序用电”是中国的主要原则，特别在迎峰度夏期间。
分时电价根据电网的负荷变化情况，将每天划分为谷段、平段、峰段等多个时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以鼓励用户合理安排用电时间，实现削峰填谷，提高电力资源的利用效率，是目前最受欢迎的需求响应措施。但在传统的分时电价模式下，区域内所有用户的分时电价是相同的，这使大部分用户都将负荷集中转移到同一时间段，减弱了“削峰填谷”的效果。
在现有技术中，公开号为CN105470971A的中国发明专利，于2016年04月06日公开了一种灵活自适应电力负荷控制系统及其控制方法，所述系统包括：需求响应中心、二级采集控制设备、一级采集控制设备、用户用电设备、云端设备和用户终端设备。该方案能在一定程度上支持多种需求响应模式，并提出了具有一定灵活性的电力负荷控制解决方案，但是并未能解决前述问题，因此，用户急需一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统。
发明内容
本发明为解决传统分时电价模式下，区域内所有用户的分时电价均相同而导致“削峰填谷”效果被减弱的问题，提供了一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统。
本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，包括最优需方响应互补式新电价制定系统、标识判断模块、电网调度模块、高成分灵活负荷用户群、其他用户群；其中：
所述最优需方响应互补式新电价制定系统与标识判断模块连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统与电网调度模块连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统与高成分灵活负荷用户群连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统与其他用户群连接；
所述标识判断模块与高成分灵活负荷用户群连接；
所述电网调度模块与高成分灵活负荷用户群连接；
所述电网调度模块与其他用户群连接。
优选地，所述最优需方响应互补式新电价制定系统包括目标函数模块、指标约束模块和优化算法模块；其中：
所述目标函数模块输入端与高成分灵活负荷用户群输入端连接；
所述目标函数模块输出端与优化算法模块输入端连接；
所述指标约束模块输出端与优化算法模块输入端连接。
优选地，所述目标函数模块包括最优用户负荷计算模块、电网调度简化优化模块；其中：
所述最优用户负荷计算模块输入端与高成分灵活负荷用户群输出端连接；
所述最优用户负荷计算模块输出端与电网调度简化优化模块输入端连接。
优选地，所述最优用户负荷计算模块所建立的数学模型，包括有：
目标函数：Min：Cost-new＝(Bill-Bill0)+(Salary-Salary0) ①；
其中，(Bill-Bill0)为典型每日电费账单变化，(Salary-Salary0)为典型每日工资变化。Bill为备选互补式电价下的每日电费，Bill0为传统峰谷电价下的每日电费，Salary为备选互补式电价下的工人工资，Salary0为传统峰谷电价下的工人工资。
优选地，所述最优用户负荷计算模块所建立的数学模型，还包括有：
第一约束函数为：
Figure BDA0002667459780000031
第二约束函数为：
Stat，unite＝random(ON_prot，unite) ③；
Stat，k1＝Stat，k2＝…＝Stat，m＝…＝Stat，unite ④；
Figure BDA0002667459780000032
其中，Stat，unite作为并行工作的设备的逻辑工作状态；
第三约束函数为：
ON_prot，k，old＝ON_prot，k，new ⑥；
Figure BDA0002667459780000033
其中，ON_prot，k，old和ON_prot，k，new表示传统峰谷电价下的设备k在t时段的开关概率和备选互补式电价下的设备k在t时段的开关概率。
优选地，所述第一约束函数、第二约束函数和第三约束函数结合了备选互补式电价下的每日电费计算公式进行推导，每日电费计算公式具体为：
Figure BDA0002667459780000041
Figure BDA0002667459780000042
其中，时间步长设定为1分钟，设备k在t时段的行为定义为开关概率，用(ON_protk)来表示；设备k在t时段的逻辑工作状态为Stati，由(ON_protk)中的随机函数生成；random()为随机函数；prt为备用互补式电价在t时段的电价；K为设备k在t时段的功耗；60表示1小时有60分钟，1440表示1天有1440分钟。
优选地，所述第一约束函数、第二约束函数和第三约束函数还结合了备选互补式电价下的工人工资计算公式进行推导，工人工资计算公式具体为：
Figure BDA0002667459780000043
Figure BDA0002667459780000044
优选地，所述电网调度简化优化模块所建立的数学模型，包括有：
目标函数：
Figure BDA0002667459780000045
约束函数为：
Figure BDA0002667459780000046
Figure BDA0002667459780000047
Figure BDA0002667459780000048
其中，Ci，t为第i台发电机t时刻的发电成本，Pi，t为第i台发电机t时刻的发电量，Dj，t为第j个负荷t时刻的最优时序负荷，PLmax为网架线路的最大潮流功率限制，SF为转移因子矩阵，KP为发电机关联矩阵，Pt为t时刻的机组矩阵，KD为负荷关联矩阵，Dt为t时刻的最优时序负荷群矩阵，Pmin，Pmax为机组发电容量下限矩阵和上限矩阵，NG为机组数量，ND为最优时序符合群数量。
优选地，所述指标约束模块输出的指标约束函数的表达式如下：
Figure BDA0002667459780000051
Figure BDA0002667459780000052
其中，Cost-old为传统峰谷电价下的成本；Cost-new为在备选互补式电价下的成本，α为在互补式电价下的成本最小降低百分比，ON_protk表示设备k在t时段的开关概率，ON_protk，BBS为依据备选互补式电价下设定设备k在t时段的开关概率，ON_protk，0为依据传统峰谷电价下设定设备k在t时段的开关概率。
优选地，所述电网调度模块建立的数学模型如下：
目标函数为：
Figure BDA0002667459780000053
约束函数为：
Figure BDA0002667459780000054
Figure BDA0002667459780000055
Figure BDA0002667459780000056
Figure BDA0002667459780000061
Figure BDA0002667459780000062
Figure BDA0002667459780000063
Figure BDA0002667459780000064
其中：NG为机组数量，NT为小时数，Fi(Pit)为第i个机组的成本函数在t时刻的发电成本，Pit为第i个机组t时刻的发电功率，Iit为第i个机组t时刻的启停状态，SUit和SDit为第i个机组t小时的机组启停成本，Dnew_t为t时刻的高成分灵活负荷用户群的总负荷，Dold_t为t时刻的其他用户群的总负荷，Losst为t时刻的网架损耗量，URi为第i个机组任意两时刻间的功率上升斜率，UPi为第i个机组初始时刻的功率上升斜率，DRi为第i个机组任意两时刻间的功率下降斜率，DPi为第i个机组初始时刻的功率下降斜率，Pt为t时刻的发电功率，KP为发电厂机组关联矩阵，KDnew为高成分灵活负荷用户群的负荷关联矩阵，KDold为其他用户群的负荷关联矩阵，B为节点电纳矩阵，
Figure BDA0002667459780000065
为电压相角，xb为阻抗矩阵，KL为线路关联矩阵，KLt为t时刻网络潮流，PLmin，PLmax为网络潮流的最小值和最大值。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过最优需方响应互补式新电价制定系统、标识判断模块、电网调度模块的配合，借助互补式电价机制，为高成分灵活负荷群提供带互补性电价线形的多条电价，实现其错峰用电，降低了电力系统运营成本，提升了社会能效水平。
附图说明
图1为本发明的系统流程图；
图2为本发明中所述最优需方响应互补式新电价制定系统的子流程图；
图3为本发明中所述目标函数模块的子流程图；
其中，图中标号分别代表：1最优需方响应互补式新电价制定系统；2标识判断模块；3电网调度模块；4高成分灵活负荷用户群；5其他用户群；11目标函数模块；12指标约束模块；13优化算法模块；111最优用户负荷计算模块；112电网调度简化优化模块。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示，一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，包括最优需方响应互补式新电价制定系统1、标识判断模块2、电网调度模块3、高成分灵活负荷用户群4、其他用户群5；其中：
所述最优需方响应互补式新电价制定系统1与标识判断模块2连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统1与电网调度模块3连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统1与高成分灵活负荷用户群4连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统1与其他用户群5连接；
所述标识判断模块2与高成分灵活负荷用户群4连接；
所述电网调度模块3与高成分灵活负荷用户群4连接；
所述电网调度模块3与其他用户群5连接。
上述方案中，最优需方响应互补式新电价制定系统1负责接收电网的传统峰谷电价、机组参数(包括各机组的启停成本、出力曲线、出力范围、爬坡约束、启停时间约束等)、网架参数(包括各网架线路的电抗、长度、潮流约束等)，以及高成分灵活负荷用户群4(为一群个体负荷量大、群体数量小、负荷转移潜力大的用户)的相关设备数据，并通过内部的优化计算，最终输出最优互补式新电价集合、标识集合(最优互补式新电价集合在低惯性区具有“你高我低，你低我高”的互补性，标识集合为0、1标识)；标识判断模块2负责判断最优需方响应互补式新电价制定系统1输出的标识结合(若标识为1，高成分灵活负荷用户群4将接受最优互补式新电价；若标识为0，高成分灵活负荷用户群4将接受传统峰谷电价)；电网调度模块3负责接收电网的机组参数、网架参数，以及高成分灵活负荷用户群4的总负荷、其他用户群5的负荷，并建立相应的数学模型进行优化计算，最终输出最优需方响应的电网成本。
如图2所示，具体地，所述最优需方响应互补式新电价制定系统1包括目标函数模块11、指标约束模块12和优化算法模块13；其中：
所述目标函数模块11输入端与高成分灵活负荷用户群4输入端连接；
所述目标函数模块11输出端与优化算法模块13输入端连接；
所述指标约束模块12输出端与优化算法模块13输入端连接。
上述方案中，目标函数模块11负责接收电网的机组参数、网架参数、传统峰谷电价，以及高成分灵活负荷用户群4的各用电设备约束(包括正常运营约束、设备启停不可移动约束、生产线联动运行约束、最短设备启动时间约束、最大启动概率约束等)、各高成分灵活负荷用户的备选互补式电价(即电网通过高成分灵活负荷用户群4的设备约束评估出来的电价)，并构建目标函数，最终输出备选互补式电价下的最优电网成本表达式；指标约束模块12负责对成本收益进行比较，并输出成本指标约束函数；优化算法模块13负责接收目标函数模块11输出的备选互补式电价下的最优电网成本表达式、指标约束模块12输出的成本指标约束函数，并通过优化计算方法(如拉格朗日乘子法、遗传算法)，最终输出最优互补式新电价集合、标识集合。
如图3所示，具体地，所述目标函数模块11包括最优用户负荷计算模块111、电网调度简化优化模块112；其中：
所述最优用户负荷计算模块111输入端与高成分灵活负荷用户群4输出端连接；
所述最优用户负荷计算模块111输出端与电网调度简化优化模块112输入端连接。
上述方案中，最优用户负荷计算模块111负责接收高成分灵活负荷用户群4的各用电设备约束、各高成分灵活负荷用户的备选互补式电价，以及电网的传统峰谷电价，并建立相应的数学模型，最终计算出最优时序负荷群集合(即最优负荷群集合)；电网调度简化优化模块112负责接收电网的机组参数、网架参数，以及最优用户负荷计算模块111输出的最优时序负荷群集合，并建立简化、优化的数学模型，最终计算出备选互补式电价下的最优电网成本。
具体地，所述最优用户负荷计算模块111所建立的数学模型，包括有：
目标函数：Min：Cost-new＝(Bill-Bill0)+(Salary-Salary0) ①；
其中，(Bill-Bill0)为典型每日电费账单变化，(Salary-Salary0)为典型每日工资变化。Bill为备选互补式电价下的每日电费，Bill0为传统峰谷电价下的每日电费，Salary为备选互补式电价下的工人工资，Salary0为传统峰谷电价下的工人工资。
上述方案中，最优用户负荷计算模块111通过控制高灵活负荷用户的设备，使潜在成本最小化。
具体地，所述最优用户负荷计算模块111所建立的数学模型，还包括有：
第一约束函数为：
Figure BDA0002667459780000091
第二约束函数为：
Stat，unite＝random(ON_prot，unite) ③；
Stat，k1＝Stat，k2＝…＝Stat，m＝…＝Stat，unite ④；
Figure BDA0002667459780000092
其中，Stat，unite作为并行工作的设备的逻辑工作状态；
第三约束函数为：
ON_prot，k，old＝ON-prot，k，new ⑥；
Figure BDA0002667459780000093
其中，ON_prot，k，old和ON_prot，k，new表示传统峰谷电价下的设备k在t时段的开关概率和备选互补式电价下的设备k在t时段的开关概率。
上述方案中，高成分灵活负荷用户群4在每周或每户都有一定数量的产品制造任务，需保证日常生产力以保证产品数量，每个设备的总开关时间应保持一致，由此可得第一约束函数；同一流水线上的设备将要同时打开开关，所以，在一条装配线内不同的设备在同一时间表下并行工作，由此可得第二约束函数；某些设备启动过程需要高成本，因此这些用电设备通常保持24小时运行，由此可得第三约束函数，在此约束下，相应设备的控制时间表在任何的需求响应价格下都保持相同。
具体地，所述第一约束函数、第二约束函数和第三约束函数结合了备选互补式电价下的每日电费计算公式进行推导，每日电费计算公式具体为：
Figure BDA0002667459780000101
Figure BDA0002667459780000102
其中，时间步长设定为1分钟，设备k在t时段的行为定义为开关概率，用(ON_protk)来表示；设备k在t时段的逻辑工作状态为Stati，由(ON_protk)中的随机函数生成；random( )为随机函数；prt为备用互补式电价在t时段的电价；K为设备k在t时段的功耗；60表示1小时有60分钟，1440表示1天有1440分钟。
上述方案中，可知备选互补式电价下的每日电费是关于ON_protk函数的行为。
具体地，所述第一约束函数、第二约束函数和第三约束函数还结合了备选互补式电价下的工人工资计算公式进行推导，工人工资计算公式具体为：
Figure BDA0002667459780000103
Figure BDA0002667459780000104
上述方案中，可知备用互补式电价下的工人工资是关于ON_potk函数的行为，其中，某一设备在一天的不同时段内需要的工人与设备的运行有很深的关系，设备行为ON_protk和工人数量pnumtk可以通过调查数据总结统计；若工资在1天内的所有时间段保持不变和所有设备在1天内的“开机”总时间不变，那么则可以从目标函数中删除(Salary-Salary0)的部分。
具体地，所述电网调度简化优化模块112所建立的数学模型，包括有：
目标函数：
Figure BDA0002667459780000111
约束函数为：
Figure BDA0002667459780000112
Figure BDA0002667459780000113
Figure BDA0002667459780000114
其中，Ci，t为第i台发电机t时刻的发电成本，Pi，t为第i台发电机t时刻的发电量，Dj，t为第j个负荷t时刻的最优时序负荷，PLmax为网架线路的最大潮流功率限制，SF为转移因子矩阵，KP为发电机关联矩阵，Pt为t时刻的机组矩阵，KD为负荷关联矩阵，Dt为t时刻的最优时序负荷群矩阵，Pmin，Pmax为机组发电容量下限矩阵和上限矩阵，NG为机组数量，ND为最优时序符合群数量。
上述方案中，公式
Figure BDA0002667459780000117
为功率平衡约束，公式
Figure BDA0002667459780000118
为潮流约束，公式
Figure BDA0002667459780000119
为机组发电约束；可通过分支定界法、拉格朗日松弛法等进行求解，获得备选互补式电价下的最优电网成本。
具体地，所述指标约束模块12输出的指标约束函数的表达式如下：
Figure BDA0002667459780000115
Figure BDA0002667459780000116
其中，Cost-old为传统峰谷电价下的成本；Cost-new为在备选互补式电价下的成本，α为在互补式电价下的成本最小降低百分比，ON_protk表示设备k在t时段的开关概率，ON_protk，BBS为依据备选互补式电价下设定设备k在t时段的开关概率，ON_protk，0为依据传统峰谷电价下设定设备k在t时段的开关概率。
上述方案中，此函数约束了高成分灵活负荷用户群4是否愿意参与电网互补式新电价下的调度机制。
具体地，所述电网调度模块3建立的数学模型如下：
目标函数为：
Figure BDA0002667459780000121
约束函数为：
Figure BDA0002667459780000122
Figure BDA0002667459780000123
Figure BDA0002667459780000124
Figure BDA0002667459780000125
Figure BDA0002667459780000126
Figure BDA0002667459780000127
Figure BDA0002667459780000128
其中：NG为机组数量，NT为小时数，Fi(Pit)为第i个机组的成本函数在t时刻的发电成本，Pit为第i个机组t时刻的发电功率，Iit为第i个机组t时刻的启停状态，SUit和SDit为第i个机组t小时的机组启停成本，Dnew_t为t时刻的高成分灵活负荷用户群的总负荷，Dold_t为t时刻的其他用户群的总负荷，Losst为t时刻的网架损耗量，URi为第i个机组任意两时刻间的功率上升斜率，UPi为第i个机组初始时刻的功率上升斜率，DRi为第i个机组任意两时刻间的功率下降斜率，DPi为第i个机组初始时刻的功率下降斜率，Pt为t时刻的发电功率，KP为发电厂机组关联矩阵，KDnew为高成分灵活负荷用户群的负荷关联矩阵，KDold为其他用户群的负荷关联矩阵，B为节点电纳矩阵，
Figure BDA0002667459780000131
为电压相角，xb为阻抗矩阵，KL为线路关联矩阵，KLt为t时刻网络潮流，PLmin，PLmax为网络潮流的最小值和最大值。
上述方案中，目标函数实现运营成本的最小化；约束函数包括发电机组约束、传输网络完全约束；其中，公式
Figure BDA0002667459780000132
为系统功率平衡约束，公式
Figure BDA0002667459780000133
为实际发电机发电容量约束，公式
Figure BDA0002667459780000134
为发电机组功率爬升约束，公式
Figure BDA0002667459780000135
为发电机组功率下降约束，公式
Figure BDA0002667459780000136
为节点功率平衡约束，公式
Figure BDA0002667459780000137
为潮流方程约束，公式
Figure BDA0002667459780000138
为潮流约束；可通过如分支定界法、拉格朗日松弛法等求解此数学模型，以获得最优需方响应的电网成本。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，包括最优需方响应互补式新电价制定系统(1)、标识判断模块(2)、电网调度模块(3)、高成分灵活负荷用户群(4)、其他用户群(5)；其中：
所述最优需方响应互补式新电价制定系统(1)与标识判断模块(2)连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统(1)与电网调度模块(3)连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统(1)与高成分灵活负荷用户群(4)连接；
所述最优需方响应互补式新电价制定系统(1)与其他用户群(5)连接；
所述标识判断模块(2)与高成分灵活负荷用户群(4)连接；
所述电网调度模块(3)与高成分灵活负荷用户群(4)连接；
所述电网调度模块(3)与其他用户群(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述最优需方响应互补式新电价制定系统(1)包括目标函数模块(11)、指标约束模块(12)和优化算法模块(13)；其中：
所述目标函数模块(11)输入端与高成分灵活负荷用户群(4)输入端连接；
所述目标函数模块(11)输出端与优化算法模块(13)输入端连接；
所述指标约束模块(12)输出端与优化算法模块(13)输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述目标函数模块(11)包括最优用户负荷计算模块(111)、电网调度简化优化模块(112)；其中：
所述最优用户负荷计算模块(111)输入端与高成分灵活负荷用户群(4)输出端连接；
所述最优用户负荷计算模块(111)输出端与电网调度简化优化模块(112)输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述最优用户负荷计算模块(111)所建立的数学模型，包括有：
目标函数：Min：Cost-new＝(Bill-Bill0)+(Salary-Salary0) ①
其中，(Bill-Bill0)为典型每日电费账单变化，(Salary-Salary0)为典型每日工资变化，Bill为备选互补式电价下的每日电费，Bill0为传统峰谷电价下的每日电费，Salary为备选互补式电价下的工人工资，Salary0为传统峰谷电价下的工人工资。
5.根据权利要求3所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述最优用户负荷计算模块(111)所建立的数学模型，还包括有：
第一约束函数为：
Figure FDA0002667459770000021
第二约束函数为：
Stat，unite＝random(ON_prot，unite) ③；
Stat，k1＝Stat，k2＝…＝Stat，m＝…＝Stat，unite ④；
Figure FDA0002667459770000022
其中，Stat，unite作为并行工作的设备的逻辑工作状态；
第三约束函数为：
ON_prot，k，t，old＝ON_prt，k，new ⑥；
Figure FDA0002667459770000023
其中，ON_prot，k，old和ON_prot，k，new表示传统峰谷电价下的设备k在t时段的开关概率和备选互补式电价下的设备k在t时段的开关概率。
6.根据权利要求5所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述第一约束函数、第二约束函数和第三约束函数结合了备选互补式电价下的每日电费计算公式进行推导，每日电费计算公式具体为：
Figure FDA0002667459770000031
Figure FDA0002667459770000032
其中，时间步长设定为1分钟，设备k在t时段的行为定义为开关概率，用(ON_protk)来表示；设备k在t时段的逻辑工作状态为Stati，由(ON_protk)中的随机函数生成；random()为随机函数；prt为备用互补式电价在t时段的电价；K为设备k在t时段的功耗；60表示1小时有60分钟，1440表示1天有1440分钟。
7.根据权利要求5所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述第一约束函数、第二约束函数和第三约束函数还结合了备选互补式电价下的工人工资计算公式进行推导，工人工资计算公式具体为：
Figure FDA0002667459770000033
Figure FDA0002667459770000034
8.根据权利要求3所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述电网调度简化优化模块(112)所建立的数学模型，包括有：
目标函数：
Figure FDA0002667459770000035
约束函数为：
Figure FDA0002667459770000036
Figure FDA0002667459770000041
Figure FDA0002667459770000042
其中，Ci，t为第i台发电机t时刻的发电成本，Pi，t为第i台发电机t时刻的发电量，Dj，t为第j个负荷t时刻的最优时序负荷，PLmax为网架线路的最大潮流功率限制，SF为转移因子矩阵，KP为发电机关联矩阵，Pt为t时刻的机组矩阵，KD为负荷关联矩阵，Dt为t时刻的最优时序负荷群矩阵，Pmin，Pmax为机组发电容量下限矩阵和上限矩阵，NG为机组数量，ND为最优时序符合群数量。
9.根据权利要求2所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述指标约束模块(12)输出的指标约束函数的表达式如下：
Figure FDA0002667459770000043
Figure FDA0002667459770000044
其中，Cost-old为传统峰谷电价下的成本；Cost-new为在备选互补式电价下的成本，α为在互补式电价下的成本最小降低百分比，
Figure FDA0002667459770000045
表示设备k在t时段的开关概率，
Figure FDA0002667459770000046
为依据备选互补式电价下设定设备k在t时段的开关概率，ON_protk，0为依据传统峰谷电价下设定设备k在t时段的开关概率。
10.根据权利要求1所述的一种面向高成分灵活负荷的需求响应互补式电价系统，其特征在于，所述电网调度模块(3)建立的数学模型如下：
目标函数为：
Figure FDA0002667459770000047
约束函数为：
Figure FDA0002667459770000051
Figure FDA0002667459770000052
Figure FDA0002667459770000053
Figure FDA0002667459770000054
Figure FDA0002667459770000055
Figure FDA0002667459770000056
Figure FDA0002667459770000057
其中：NG为机组数量，NT为小时数，Fi(Pit)为第i个机组的成本函数在t时刻的发电成本，Pit为第i个机组t时刻的发电功率，Iit为第i个机组t时刻的启停状态，SUit和SDit为第i个机组t小时的机组启停成本，Dnew_t为t时刻的高成分灵活负荷用户群的总负荷，Dold_t为t时刻的其他用户群的总负荷，Losst为t时刻的网架损耗量，URi为第i个机组任意两时刻间的功率上升斜率，UPi为第i个机组初始时刻的功率上升斜率，DRi为第i个机组任意两时刻间的功率下降斜率，DPi为第i个机组初始时刻的功率下降斜率，Pt为t时刻的发电功率，KP为发电厂机组关联矩阵，KDnew为高成分灵活负荷用户群的负荷关联矩阵，KDold为其他用户群的负荷关联矩阵，B为节点电纳矩阵，θ为电压相角，xb为阻抗矩阵，KL为线路关联矩阵，KLt为t时刻网络潮流，PLmin，PLmax为网络潮流的最小值和最大值。
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