需求侧响应本几制的国际经验及对我国的启示

分析纽约电力调度中心(NYISO)、美国PJM市场运营机构(PJMlSO)、新英格兰电力调度中心(ISO-NE)以及加州电力调度中心(CAISO)4个电力市场引入需求侧响应机制后的市场参与者职责划分、实施阶段配套措施、费率设计及分摊方法.以及包括系统效益、用户效益、社会效益在内的3个层面的效益,通过对比研究得出4个电力市场实施需求侧响应(DR)的差异与共性之处.详细阐述了实施DR的成功经验.在此基础上,探讨我国实施DR过程中面临的问题,以及对电力市场中引入需求侧响应的几点启示.     

电力市场环境下需求侧响应相关问题的探讨

需求侧响应是智能电网与电力市场发展的主要核心内容,在世界各国电力行业都得到高度重视。在电力市场环境下,需求侧响应的发展备受关注。首先着重介绍需求侧响应在我国的发展,并分析需求侧响应对电力系统不同活动的潜在价值,建立相应模型分析证明需求响应中可中断负荷项目的作用之一:移峰填谷,降低系统尖峰负荷。然后,分析电力市场对需求响应项目的影响及不同电力行业结构下发展需求响应的商业模式。最后剖析了我国实施需求侧响应面临的挑战,并提出在电力市场环境下我国发展需求侧响应的相关建议。     

美国PJM电力现货市场环境下需求响应机制分析与启示

需求响应参与电力市场交易,既有利于发挥其在电力资源优化配置的效果,促进需求响应项目的 可持续开展,也能改善市场价格形成机制,降低电力市场运行风险.总结了美国PJM现货市场环境下的需求响应机制与方法,论述了需求响应参与日前、实时电能量市场,备用和调频辅助服务市场的交易组织过程,重点分析了现货电能量市场中的需求响应机制设计原理;最后,结合我国电力现货市场的实际情况,分析需求响应机制对市场交易和调度运行的影响,提出了通过市场化手段促进需求响应项目实施的建议.     

面向电力需求侧主动响应的商业模式及市场框架设计

中国智能电网的发展面临峰谷差持续拉大、空调负荷不断攀升、新能源接入等新挑战,而电力需求响应是解决上述问题的有效方法之一。中国新一轮电力体制改革正在稳步推进,为电力需求响应的发展提供了重要契机。在此背景下,文中分析了不同市场环境下电力需求响应的开展情况,提出了适合中国国情的面向电力需求侧主动响应的商业模式。通过分析需求响应与电力市场的关系,设计了与中国电力市场改革相互协同的包含需求响应的市场框架:在第1阶段建立与电量市场相对独立、包含需求响应的辅助服务市场;在第2阶段建立与电力市场相结合、包含需求响应的辅助服务市场。此外,分别介绍了2个阶段中需求响应的产品类型、出清方式和考核方式。面向电力需求侧主动响应的商业模式和市场框架要随中国电力市场的发展而不断完善,需求响应将在电力系统的稳定性和经济性方面发挥更大作用。     

基于负荷聚合商的需求侧响应优化模型研究

在电力市场中,由于用户参与市场的形式存在差异,需求侧的响应能力会影响电力供需场景下的价格波动。为了提升电力市场的稳定性和可靠性,考虑用户负荷调整能力,设计了需求侧资源聚合响应优化模型。首先,建立涵盖多种用户参与形式的需求侧响应架构,分析该架构下不同形式参与的用户需求响应机理,构建考虑间接参与用户主动响应的市场出清模型,并提出了相应的结算方法,保证该架构中需求响应机制的可持续性;然后,将电力市场中需求侧资源聚合商的收益映射至投标决策,提出需求响应在负荷削减与负荷转移2种合同模式下的投标优化模型;最后,通过算例对模型进行验证。计算结果表明,按照该投标策略,需求响应在选定的指标衡量下,改善了配电网可靠性及用户效益,验证了所提方法的合理性及有效性。     

电力现货市场下激励型需求响应交易机制及出清模型

为了进一步推动中国电力现货市场的建设,考虑发电侧和负荷侧共同参与、公平竞争的市场化交易模式将是电力现货市场未来发展的趋势。鉴于国内现货市场需求响应的研究尚处于起步阶段,需求响应产品如何参与市场是亟待解决的问题,对此设计了一种适用于目前国内电力现货市场的计及激励型需求响应的交易机制和出清模型。首先分析了批发市场下激励型需求响应的参与方式,探讨相关的交易机制和响应效益评估方法;然后,根据参与用户的市场投标信息构造激励型需求响应的现货市场竞价模型,在能量与备用市场联合优化模式下提出计及激励型需求响应的市场出清模型。最后,通过IEEE-30节点算例对激励型需求响应的市场效益进行定量化分析,验证了所提方法的实用性和模型的有效性。     

初期现货市场下考虑用户响应行为的需求响应机制设计

在中国电力现货市场建设初期,电力用户参与市场的方式及响应行为具有较大差异.高比例用户受电网公司管理间接参与市场,无法主动响应市场的动态价格,但其固有的用电行为会影响市场价格,甚至导致电力供需紧张场景下出现极端价格.为此,考虑到高比例间接参与市场的用户在日前的负荷调整能力,设计了适用于初期现货市场的需求响应机制.首先,建立了考虑不同用户响应行为的需求响应机制框架,提出了需求响应机制的触发条件,并进一步分析了该机制框架下用户参与需求响应的机理.然后,构建了考虑间接参与用户主动响应的市场出清模型,并提出了保证需求响应机制可持续运行的结算方法.最后,通过算例验证了所提机制的合理性及有效性.     

需求侧响应机制的国际经验及对我国的启示

分析纽约电力调度中心（NYISO）、美国PJM市场运营机构（PJMISO）、新英格兰电力调度中心（ISO—NE）以及加州电力调度中心（CAISO）4个电力市场引入需求侧响应机制后的市场参与者职责划分、实施阶段配套措施、费率设计及分摊方法,以及包括系统效益、用户效益、社会效益在内的3个层面的效益,通过对比研究得出4个电力市场实施需求侧响应（DR）的差异与共性之处,详细阐述了实施DR的成功经验。在此基础上,探讨我国实施DR过程中面临的问题,以及对电力市场中引入需求侧响应的几点启示。     

新电改条件下电力市场需求侧响应交易机制分析

需求侧响应能够有效增加电力系统的经济效益,提升系统的稳定性。但是我国电力需求市场仍然处于发展阶段,目前还没有将需求侧响应与电力市场建设相融合,导致需求侧响应的发展十分缓慢。针对上述情况,首先描述了电力市场需求侧的发展现状,然后分别介绍了不同类型需求侧响应项目的潜在价值,选取典型算例,仿真分析可响应需求侧不同占比对电力系统灵敏性的影响,最后分析不同阶段新电改条件下电力市场需求侧响应项目的交易模式,并且给出具体的运营计划,实现新电改条件下电力市场需求侧响应交易机制分析。     

考虑需求侧响应的新能源接入下的配电网无功规划研究

随着风力发电、太阳能发电等可再生新能源的逐渐成熟和电力市场的逐步推进和发展,配电网不仅与负荷和新能源出力的波动高度相关,而且需要考虑未来电力市场对新能源接入下的配电网影响。电力市场改革背景下,用户的电力需求侧响应得到了越来越多的关注,负荷可切除或中断将对配电网的规划带来积极的影响。为此,文中提出了一种考虑需求侧响应的配电网无功规划方法,该方法考虑了新能源接入后出力波动和电力市场背景下可中断负荷的影响,建立了需求侧响应的弹性需求模型,并在无功规划模型中考虑了需求侧响应的影响。算例分析表明,所提出的考虑需求侧响应的含新能源接入的配电网无功规划方法在电力市场应用中具有一定的可行性,较传统无功规划方法具有更好的经济性和实用性。     

考虑发用电协调的售电公司负荷组合优化建模方法

电力市场环境下,如何根据用户用电特征制定优化策略以实现购售电利益最大化是售电公司一项重要的研究课题。针对中长期市场中考虑发用电协调的售电公司,提出了考虑售电公司购售电利益的负荷组合优化模型,并考虑需求响应技术来进一步优化用户综合负荷特性,最大化市场环境下售电公司的购售电利益。同时,针对需求响应的负荷反弹问题,引入三阶段反弹负荷模型,构建考虑负荷反弹的滚动优化改进模型,重新调整用户需求响应负荷值,从而改善需求响应负荷反弹情况下的组合用户需求响应负荷特性。最后,采用中国某市2017年工业用户群组负荷数据对所提出的模型及策略进行仿真分析,说明了所提方法的有效性。     

PJM电网需求响应模式及其启示

需求响应作为全球电网提高电力系统可靠性与运营效益的重要工具,可以成为中国建设现代坚强智能电网的理想切入点。介绍了北美PJM（pennsylvania-new jersey-maryland,PJM）电网中需求响应资源的基本应用机制,以及需求响应资源对PJM电网产生的效益,分析了PJM需求响应发展新趋势——价格响应需求侧资源（price responsive demand,PRD）,从调度与市场机制2个方面论述了PJM对PRD的利用方式,结合中国电力系统现状提出了发展需求响应的建议。     

考虑用户需求响应的售电公司购售电决策双层模型

随着中国售电侧市场的逐步开放,大量售电公司迅速成立。作为新型市场主体,售电公司购售电决策成为其运营的核心问题。针对不断增强的用户响应市场价格和激励信息的能力,提出了一种考虑用户需求响应的售电公司购售电决策双层模型,上层模型以售电公司利润最大化为目标,下层模型以用户用电效用最大化为目标。模型考虑了双边合同违约惩罚机制,且对具有需求响应能力的用户用电负荷进行建模,采取了售电公司代理用户需求响应资源参与实时市场的互动机制。最后对所建模型采用美国PJM市场数据进行了验证,结果表明考虑用户需求响应能够给出更优的售电公司购电决策方案。     

考虑用电满意度与响应量期望的虚拟电厂需求响应交易模型

虚拟电厂(VPP)参与需求响应可提高电网的调节能力,但用户用电满意度下降和用户响应量的不确定性会导致VPP无法获得预期收益、电网无法获得足够需求响应量等问题。为此,提出了一种考虑用户用电满意度与响应量期望的VPP需求响应交易模型。将VPP内部柔性负荷细分为可削减负荷、可转移负荷、可替代负荷3类,并根据不同柔性负荷用户的用电模式、影响因素、参与需求响应的服务方式,分别构建3类柔性负荷用户的细分用电满意度模型。分析3类柔性负荷用户提供需求响应服务的不确定性来源,分别建立3类柔性负荷用户参与需求响应的响应量期望模型。基于用电满意度模型和响应量期望模型,在以电网公司为主导的VPP需求响应交易模式下,构建需求响应交易模型。通过算例仿真验证了所提模型的有效性。     

计及电力需求响应的多能源协同系统优化运行研究

多能源协同系统中冷、热、电等多种能源耦合互补,通过多能协调共济,能够显著提升其运行效率与经济效益。电力需求响应作为一种多能供需平衡手段,可进一步提升系统灵活性和经济性,已在多个省份实施。为明确电力需求响应对多能协同系统最优运行方式的影响,文中提出一种基于市场弹性价格型需求响应的多能源协同系统优化运行模型。首先分析多能源协同系统的主体构成,基于能源集线器模型,研究多能耦合特性,构建基于市场弹性的价格型需求响应模型;然后,基于此,建立以多能源协同系统日运行成本最低为目标的优化运行模型;最后结合实际案例计算分析,验证了价格型需求响应措施的采用能够显著提升多能源协同系统的经济性。     

需求响应视角下的智能电网

全球范围的智能电网研究与建设热潮正在给中国电力行业带来新的机遇与挑战.总结了国内外开展的智能电网研究与实践,以及智能电网与需求响应(DR)协作的研究进展.从DR的视角阐述了智能电网与DR的协作,包括与DR相关的智能电网技术、智能电网与DR的协作效益.最后,结合中国电力行业的发展现状,提出了在中国协作开展智能电网与DR的建议与设想.     

尖峰电价决策模型分析

尖峰电价(CPP)是电力市场下需求响应的重要手段之一。作为一种灵活的电价机制,制定合理的CPP实施策略并选择合适的尖峰日是其成功的关键。文中在分析CPP费率体系和实施过程的基础上,利用电量电价弹性矩阵来反映用户对CPP的响应,采用复合电价模型来预测电力批发市场电价,由此建立了一种兼顾用户和供电公司利益的CPP决策模型,并利用0-1整数规划进行求解。最后通过算例仿真验证了所述方法的有效性。该方法有利于节省用户的电费支出、降低供电公司的购电费用以及规避批发市场的购电风险,实现多方共赢。     

现货市场环境下售电商激励型需求响应优化策略

需求响应是售电商应对现货市场风险的重要工具,但已有研究中的售电商均采取电价型需求响应策略,无法根据变化的实际情况灵活实施需求响应,缺乏关于激励型需求响应的深入研究。针对此,构建了单一售电商与多个用户之间的激励型需求响应主从博弈模型,其中售电商在现货市场电价高于售电价格的时段,制定需求响应补贴策略以减少其售电损失,而用户根据售电商制定的补贴价格决定相应时段的响应量以获取额外收益。通过分析给出了博弈模型的求解方法,算例表明,售电商及用户均可通过需求响应而获益。此外,文中分析了现货市场价格波动对售电商的补贴价格制定、用户响应量和各自需求响应收益的影响以及不同类型的用户加入需求响应项目时对售电商需求响应收益的影响。     

基于模糊响应的阶梯电价机制研究

通过对档位和价格弹性模糊化,建立用户对阶梯电价的模糊响应模型,利用模糊优化理论,计算各档阶梯电价调整量及其分布区间。首先将阶梯电价的档位和价格弹性模糊化,利用满意度对用户电量和档位进行模糊数比较,确定用户档位属性的隶属度,将用户的响应描述成各档响应的模糊结果;以最小化全体用户电量为目标,综合考虑电力公司的电费收益及用户电费增长等约束,计算各档电价调整量的模糊优化区间。以上海市区居民用户为例,计算了用户响应后的电量变化区间,证明了模糊响应分析的合理性;证实了阶梯电价具有一定的节能效果并分析了档位和价格弹性对阶梯电价的影响。     

气网动态潮流下多能源网与能量枢纽的联合调度

天然气系统与电力系统的时间响应特性之间存在显著差异,若在综合能源系统优化调度模型中进一步融入天然气系统动态潮流模型,则能够更精确地描述其实际运行状态。为此,建立了考虑气网动态过程的电力-天然气耦合系统,该系统基于能量枢纽相耦合,并在能量枢纽中引入考虑负荷特性的需求响应模型,提出了考虑需求响应的多能源网与能量枢纽的联合优化调度方法。通过对网络模型与能量枢纽模型进行线性化处理来降低模型复杂度,并采用分解求解法进行多能流潮流计算。以含有2个能量枢纽的综合能源系统为算例进行仿真分析,结果表明考虑气网动态潮流的模型能更准确地描述实际运行状态,且考虑需求响应对于降低峰谷差、提高经济效益效果显著。