[0001] 本发明涉及电力市场技术领域，尤其是指一种P2P用电权交易价格优化方法、装置、设备及可读存储介质。

[0002] 以电能作为能源当量计量标准，将用能权计量和交易的核心集中于电能，即产生了用电权的概念；在电力市场成熟后，用电权交易的价格形成机制会逐步过渡到由竞价来确定，因此需要利用合理的电力市场辅助服务对用电权交易价格进行优化；电力市场辅助服务指发电企业、电网企业和用户以市场化交易的形式提供电力辅助服务的交易机制；在P2P(peer‑to‑peer)交易过程中，交易机制需要有效地利用生产者提供的电力，并且要求所有参与者在竞标资源时都要披露真实信息，从而使得个人目标与社会目标保持一致，进而制定合理的定价方案。

[0003] 目前，针对电力市场辅助服务的研究已经有诸多成果；例如：申请公布号为“CN115640886A”的申请文件中分析了售电公司以及代理用户的各类交易信息等，并根据二元决策标量及目标函数，构建了用电权交易决策模型，实现了售电公司用电权的交易优化，但是采用了神经网络的方法对交易价格进行预测，对历史购电、售电价格数据的依赖性比较强，如果购电、售电价格数据样本量不足或者数据波动过大，容易使得交易价格预测结果不符合实际，没有使用价值；申请公布号为“CN115204704A”的申请文件针对用电权交易对转让即时性要求较高的问题，通过时段划分，进而根据时段的先后顺序依次单独进行匹配，既降低了交易管理难度，又提高了交易效率，但是对于交易价格的处理并未考虑到不确定性的影响，容易导致预测出的结果缺乏实用性，无法即时应对潜在的不确定性风险带来的交易量波动导致的交易价格的变化；申请公布号为“CN115131114A”的申请文件利用区块链进行买卖双方报价报量的计算，并利用智能合约进行投标量的出清、匹配及校核，实现了买卖双边的自动化用电权交易，但是对于交易价格的计算缺乏一定的灵活性，导致无法应对各项突发事件，例如用电权需求突然增大的时，交易价格的设计不能适应当前状况。

[0004] 综上所述，现有技术中存在的缺陷为：对历史交易数据的依赖性强；未考虑用电权交易过程中的交易价格不确定的风险；对交易价格的计算缺乏灵活性，从而造成交易价格设计不合理、缺乏实用性，进而导致部分交易主体在交易过程中成本增加，同时会导致部分交易主体存在投机心理，借用交易价格漏洞，以不合理的手段增加自身收益，最终会产生扰乱市场秩序、引发价格以及不正当竞争的风险。

[0111] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

[0112] 参照图1所示，图1为本发明所提供的一种P2P用电权交易价格优化方法的流程图；具体包括：

[0113] S1：根据各种能源对应的折算系数，计算得出各个用能企业中各种能源对应的等效电量包括：

[0114] 第a种能源折算系数ηa的表达式为：

[0115]

[0116] 其中，Qa表示第a种能源单位数量内所具有的热量；Qe表示电能单位数量内所具有的热量；K表示外部性成本占总成本的比重；Ta表示第a种能源对外做功时的温度；T0表示环境温度；

[0117] 第m个用能企业中第a种能源对应的等效电量 的表达式为：

[0118]

[0119] 其中， 表示第m个用能企业中第a种能源的消耗量；

[0120] 在统计时段内，根据各个用能企业所消耗的所有能源对应的等效电量和、各个用能企业所输出的所有能源对应的等效电量和，计算得出各个用能企业的核算电量包括：

[0121] 在统计时段内，第m个用能企业所消耗的所有能源对应的等效电量的总和 的表达式为：

[0122]

[0123] 其中， 表示输入电量； 表示输入的化石能源经折算后的等效电能量，eb表示输入的第b种化石燃料量，kb表示第b种化石燃料的折标系数；表示输入的热能经折算后的等效电能量， eH表示输入的热量，kH表示
热量的折标系数；

[0124] 在统计时段内，第m个用能企业所输出的各种能源对应的等效电量的总和 的表达式为：

[0125]

[0126] 其中， 表示输出电量； 表示输出的热能折算的等效电能；表示输出的热能折算的等效电量； 表示输出的除了电量与热能折算的等效电量以外的所有能源折算的等效电量和；

[0127] 在统计时段内，第m个用能企业的核算能耗 的表达式为： 当前用能企业所消耗的所有能源对应的等效电量和与当前用能企业所输出的所有能源对应的等效电量和的差值反映了当前企业在统计期内能源利用的有效性和能源损失的情况；

[0128] 其中，用能权在能源当量计量标准选择上，应向二次能源倾斜；选择电能作为能源计量标准可以真实反映用能单位使用化石燃料和排放碳的情况，而且计算起来相对简单，符合电力在能源行业中的重要地位；

[0129] 采用基准值法，确定各个用能企业的用电权核发指标，则第m个用能企业的核发用电权指标 表达式为：

[0130]

[0131] 其中， 表示初始分配到当前用能企业的用电权指标；λk表示当前用能企业第k个生产工序的用能权指标系数；Yk表示当前用能企业第k个生产工序的成品产量；

[0132] 若任一用能企业的用电权核发指标大于其核算电量，则当前用能企业用电权核发指标存在盈余，通过P2P交易平台出售，或直接出售给电网，确定当前用能企业为P2P交易中的卖方；若任一用能企业的用电权核发指标小于其核算电量，则当前用能企业用电权核发指标存在缺口，应及时通过P2P交易平台购买，或直接从电网购买，确定当前用能企业为P2P交易中的买方；若任一用能企业的用电权核发指标等于其核算电量，则当前用能企业不参与P2P交易；其中，本发明中优先考虑通过P2P交易平台出售或购买，如若在通过P2P交易平台出售或购买后还存在盈余或缺口的用电权指标，再考虑直接出售给电网或从电网购买；

[0133] 根据计算得到的各个用能企业的用电权核发情况，确定P2P交易中的第t个交易时段内的各个交易主体；

[0134] S2：基于拍卖机制，得到第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付，包括：

[0135] 基于AGV拍卖机制，则第t个交易时段内的第i个交易主体的转移支付 的表达式为：

[0136]

[0137] 其中， 表示第t个交易时段内的所有交易主体的报价向量；表示第t个交易时段内的第j个交易主体的效用； 表示第t个交易时段内的第j个交易主体的报价； 表示第t个交易时段内的第j个交易主体与第i个交易主体的交易用电权量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的报价期望； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体对除自身之外的各个交易主体的报价的先验分布期望向量； 表示计算期望； 表示支付再分配函数，用于平衡交易主体之间的支付分配，其表达式为：

[0138]

[0139] 其中，n表示第t个交易时段内的P2P交易主体的总数量； 表示第t个交易时段内的第h个交易主体的效用； 表示第t个交易时段内的第h个交易主体的报价； 表示第t个交易时段内的第h个交易主体与第j个交易主体的交易用电权量； 表示第t个交易时段内的第j个交易主体的报价期望； 表示第t个交易时段内的第j个交易主体对除自身之外的各个交易主体的报价的先验分布期望向量；

[0140] 其中，在P2P交易中买方的转移支付指支付给交易平台的金额，用负数表示；在P2P交易中卖方的转移支付是从交易平台收到的金额，用正数表示；交易主体在某一交易时段的转移支付为0表示在该时段未参与P2P交易；基于上述金额表示方式，假设第t个交易时段内的第i交易主体的报价向量为 根据AGV拍卖机制，就可以得到第t个交易时段内的第i交易主体的转移支付为

[0141] 在本发明的一个具体实施例中还可以基于VCG拍卖机制，得到第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付；

[0142] 根据第t个交易时段内的各个交易主体的报价、第t个交易时段内的各个交易主体的交易用电权量，得到第t个交易时段内的各个交易主体的效用；根据第t个交易时段内的各个交易主体的效用、第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付，确定第t个交易时段内的各个交易主体的福利，则第t个交易时段内的第i个交易主体的福利 的表达式为：

[0143]

[0144] 其中， 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的报价； 表示第t个交易时段内的所有交易主体的报价向量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的效用； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的交易用电权量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的转移支付；

[0145] 其中，根据交易机制的设计理论，一个交易机制可以写成一个元组 φ表示社会选择，即各个交易主体的P2P成交的交易用电权量； 表示第i个交易主体在社会选择φ下的转移支付，则交易机制的关键要素总结如下：

[0146] (1)至少有两个交易主体和一个社会选择结果；

[0147] (2)每个交易主体的保留价格都是私人信息；有限集合Θi表示第i个交易主体的所有可行报价；在第t个交易时段内，P2P交易平台收集所有交易主体的报价，并选择一个有效的结果，以实现社会福利的最大化；

[0148] (3 ) 第 i 个 交 易 主 体 的 总 收 益 或 福 利 可 表 示 为 ：

[0149] 根据第t个交易时段内买方、卖方数量，结合第t个交易时段内的各个交易主体的福利，建立第t个交易时段内社会福利目标函数，则第t个交易时段内的社会福利目标函数的表达式为：

[0150]

[0151] 其中， 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的福利； 表示第t个交易时段内的卖方数量； 表示第t个交易时段内的买方数量； 表示第t个交易时段的P2P交易能量；

[0152] 其中，在每个P2P交易期间，用电权指标或电能过剩的用能企业是能源卖方，而用电权指标或电能不足的用能企业则是买方，买方数量和卖方数量在第t个交易时段内保持不变，则根据出清机制，第t个交易时段内的经济高效出清可以表示为线性规划问题，给定第t个交易时段内所有交易主体的一组报价，求解每个交易主体的P2P交易用电权量，以实现社会福利的最大化；

[0153] S3：基于第t个交易时段内P2P交易能量不能超过该时段的需求或短缺，以及第t个交易时段内通过P2P交易售出的用电权量或电能量等于通过P2P交易购买量，构建交易用电权量约束条件，其表达式为：

[0154]

[0155]

[0156] 其中， 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的P2P交易用电权量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的需求或短缺； 表示第t个交易时段内的卖方数量； 表示第t个交易时段内的买方数量； 为二进制变量，表示第t个交易时段内的第i个交易主体参与销售用电权的状态， 表示不参与， 表示参与； 为二进制变量，表示第t个交易时段内的第i个交易主体参与购买用电权的状态， 表示不参与，表示参与；

[0157] S4：根据交易用电权量约束条件，求解第t个交易时段内社会福利目标函数最大时的各个交易主体的交易用电权量；根据求解出的第t个交易时段内的各个交易主体的交易用电权量，结合第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付，得到第t个交易时段内的各个交易主体的交易用电权量对应的交易金额；

[0158] 若所有买方交易主体均不存在盈余的用电权指标，且所有卖方交易主体均不存在缺口的用电权指标，则第t个交易时段内P2P交易平台中各个交易主体的清缴完成；

[0159] 若任一买方交易主体存在盈余的用电权指标，或任一卖方交易主体存在缺口的用电权指标，则电网回收买方交易主体盈余的用电权指标，或卖方交易主体向电网购买缺口的用电权指标，完成第t个交易时段内P2P交易平台中各个交易主体的清缴。

[0160] 参照图2所示，图2为本发明所提供的一种P2P用电权交易价格优化装置的示意图；具体包括：

[0161] 交易主体确定模块100：根据各种能源对应的折算系数，计算得出各个用能企业中各种能源对应的等效电量包括：

[0162] 第a种能源折算系数ηa的表达式为：

[0163]

[0164] 其中，Qa表示第a种能源单位数量内所具有的热量；Qe表示电能单位数量内所具有的热量；K表示外部性成本占总成本的比重；Ta表示第a种能源对外做功时的温度；T0表示环境温度；

[0165] 第m个用能企业中第a种能源对应的等效电量 的表达式为：

[0166]

[0167] 其中， 表示第m个用能企业中第a种能源的消耗量；

[0168] 在统计时段内，根据各个用能企业所消耗的所有能源对应的等效电量和、各个用能企业所输出的所有能源对应的等效电量和，计算得出各个用能企业的核算电量包括：

[0169] 在统计时段内，第m个用能企业所消耗的所有能源对应的等效电量的总和 的表达式为：

[0170]

[0171] 其中， 表示输入电量； 表示输入的化石能源经折算后的等效电能量，eb表示输入的第b种化石燃料量，kb表示第b种化石燃料的折标系数；表示输入的热能经折算后的等效电能量， eH表示输入的热量，kH表示
热量的折标系数；

[0172] 在统计时段内，第m个用能企业所输出的各种能源对应的等效电量的总和 的表达式为：

[0173]

[0174] 其中， 表示输出电量； 表示输出的热能折算的等效电能；表示输出的热能折算的等效电量； 表示输出的除了电量与热能折算的等效电量以外的所有能源折算的等效电量和；

[0175] 在统计时段内，第m个用能企业的核算能耗 的表达式为： 当前用能企业所消耗的所有能源对应的等效电量和与当前用能企业所输出的所有能源对应的等效电量和的差值反映了当前企业在统计期内能源利用的有效性和能源损失的情况；

[0176] 其中，用能权在能源当量计量标准选择上，应向二次能源倾斜；选择电能作为能源计量标准可以真实反映用能单位使用化石燃料和排放碳的情况，而且计算起来相对简单，符合电力在能源行业中的重要地位；

[0177] 采用基准值法，确定各个用能企业的用电权核发指标，则第m个用能企业的核发用电权指标 表达式为：

[0178]

[0179] 其中， 表示初始分配到当前用能企业的用电权指标；λk表示当前用能企业第k个生产工序的用能权指标系数；Yk表示当前用能企业第k个生产工序的成品产量；

[0180] 若任一用能企业的用电权核发指标大于其核算电量，则当前用能企业用电权核发指标存在盈余，通过P2P交易平台出售，或直接出售给电网，确定当前用能企业为P2P交易中的卖方；若任一用能企业的用电权核发指标小于其核算电量，则当前用能企业用电权核发指标存在缺口，应及时通过P2P交易平台购买，或直接从电网购买，确定当前用能企业为P2P交易中的买方；若任一用能企业的用电权核发指标等于其核算电量，则当前用能企业不参与P2P交易；其中，本发明中优先考虑通过P2P交易平台出售或购买，如若在通过P2P交易平台出售或购买后还存在盈余或缺口的用电权指标，再考虑直接出售给电网或从电网购买；

[0181] 根据计算得到的各个用能企业的用电权核发情况，确定P2P交易中的第t个交易时段内的各个交易主体；

[0182] 目标函数构建模块200：基于拍卖机制，得到第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付，包括：

[0183] 基于AGV拍卖机制，则第t个交易时段内的第i个交易主体的转移支付 的表达式为：

[0184]

[0185] 其中， 表示第t个交易时段内的所有交易主体的报价向量；表示第t个交易时段内的第j个交易主体的效用； 表示第t个交易时段内的第j个交易主体的报价； 表示第t个交易时段内的第j个交易主体与第i个交易主体的交易用电权量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的报价期望； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体对除自身之外的各个交易主体的报价的先验分布期望向量； 表示计算期望； 表示支付再分配函数，用于平衡交易主体之间的支付分配，其表达式为：

[0186]

[0187] 其中，n表示第t个交易时段内的P2P交易主体的总数量； 表示第t个交易时段内的第h个交易主体的效用； 表示第t个交易时段内的第h个交易主体的报价； 表示第t个交易时段内的第h个交易主体与第j个交易主体的交易用电权量；
表示第t个交易时段内的第j个交易主体的报价期望； 表示第t个交易时段内的第j个交易主体对除自身之外的各个交易主体的报价的先验分布期望向量；

[0188] 其中，在P2P交易中买方的转移支付指支付给交易平台的金额，用负数表示；在P2P交易中卖方的转移支付是从交易平台收到的金额，用正数表示；交易主体在某一交易时段的转移支付为0表示在该时段未参与P2P交易；基于上述金额表示方式，假设第t个交易时段内的第i交易主体的报价向量为 根据AGV拍卖机制，就可以得到第t个交易时段内的第i交易主体的转移支付为

[0189] 在本发明的一个具体实施例中还可以基于VCG拍卖机制，得到第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付；

[0190] 根据第t个交易时段内的各个交易主体的报价、第t个交易时段内的各个交易主体的交易用电权量，得到第t个交易时段内的各个交易主体的效用；根据第t个交易时段内的各个交易主体的效用、第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付，确定第t个交易时段内的各个交易主体的福利，则第t个交易时段内的第i个交易主体的福利 的表达式为：

[0191]

[0192] 其中， 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的报价； 表示第t个交易时段内的所有交易主体的报价向量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的效用； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的交易用电权量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的转移支付；

[0193] 其中，根据交易机制的设计理论，一个交易机制可以写成一个元组 φ表示社会选择，即各个交易主体的P2P成交的交易用电权量； 表示第i个交易主体在社会选择φ下的转移支付，则交易机制的关键要素总结如下：

[0194] (1)至少有两个交易主体和一个社会选择结果；

[0195] (2)每个交易主体的保留价格都是私人信息；有限集合Θi表示第i个交易主体的所有可行报价；在第t个交易时段内，P2P交易平台收集所有交易主体的报价，并选择一个有效的结果，以实现社会福利的最大化；

[0196] (3 ) 第 i 个 交 易 主 体 的 总 收 益 或 福 利 可 表 示 为 ：

[0197] 根据第t个交易时段内买方、卖方数量，结合第t个交易时段内的各个交易主体的福利，建立第t个交易时段内社会福利目标函数，则第t个交易时段内的社会福利目标函数的表达式为：

[0198]

[0199] 其中， 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的福利； 表示第t个交易时段内的卖方数量； 表示第t个交易时段内的买方数量； 表示第t个交易时段的P2P交易能量；

[0200] 其中，在每个P2P交易期间，用电权指标或电能过剩的用能企业是能源卖方，而用电权指标或电能不足的用能企业则是买方，买方数量和卖方数量在第t个交易时段内保持不变，则根据出清机制，第t个交易时段内的经济高效出清可以表示为线性规划问题，给定第t个交易时段内所有交易主体的一组报价，求解每个交易主体的P2P交易用电权量，以实现社会福利的最大化；

[0201] 约束条件构建模块300：基于第t个交易时段内P2P交易能量不能超过该时段的需求或短缺，以及第t个交易时段内通过P2P交易售出的用电权量或电能量等于通过P2P交易购买量，构建交易用电权量约束条件，其表达式为：

[0202]

[0203]

[0204] 其中， 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的P2P交易用电权量； 表示第t个交易时段内的第i个交易主体的需求或短缺； 表示第t个交易时段内的卖方数量； 表示第t个交易时段内的买方数量； 为二进制变量，表示第t个交易时段内的第i个交易主体参与销售用电权的状态， 表示不参与， 表示参与； 为二进制变量，表示第t个交易时段内的第i个交易主体参与购买用电权的状态， 表示不参与，表示参与；

[0205] 目标函数求解模块400：根据交易用电权量约束条件，求解第t个交易时段内社会福利目标函数最大时的各个交易主体的交易用电权量；根据求解出的第t个交易时段内的各个交易主体的交易用电权量，结合第t个交易时段内的各个交易主体的转移支付，得到第t个交易时段内的各个交易主体的交易用电权量对应的交易金额；

[0206] 若所有买方交易主体均不存在盈余的用电权指标，且所有卖方交易主体均不存在缺口的用电权指标，则第t个交易时段内P2P交易平台中各个交易主体的清缴完成；

[0207] 若任一买方交易主体存在盈余的用电权指标，或任一卖方交易主体存在缺口的用电权指标，则电网回收买方交易主体盈余的用电权指标，或卖方交易主体向电网购买缺口的用电权指标，完成第t个交易时段内P2P交易平台中各个交易主体的清缴。

[0208] 本发明具体实施例还提供了一种P2P用电权交易价格优化设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述所述一种P2P用电权交易价格优化方法的步骤。

[0209] 本发明具体实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时如实现上述所述一种P2P用电权交易价格优化方法的步骤。

[0210] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0211] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0212] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0213] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0214] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。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变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。