基于时间需求响应的互补式多线形电价机制研究

Within multiple schemes of Time-Based Demand Response (TBDR), most of price-makers have provided a unique price shape in local areas. For areas with large consumer proportion, this unique price shape may create concentrated consumption, leading to ‘Peak-Shifting Phenomenon’. This phenomenon decreases the effect of TBDR and increase the operational cost of the whole power system. This project proposes a new scheme with compensated price curves for ‘Peak-Shifting Phenomenon’. This scheme creates an assisting consumers group from the whole consumer group. By providing specified dynamic price with compensated price curves, the scheme aims to shift loads of assisting group out of the concentrated consumption zone, so that load concentration of main load curve is decreased. This project is targeting on 3 scientific problems, which are necessary for the scheme design and implementation. These 3 problems are: “Price-Shape-Load” relationship modelling, pricing method for compensated price curve, selecting and mating method of consumers in assisting group.

在基于时间的需求响应当中，目前大多采用地域性单一的动态电价线形，较易在高大用户比例地区形成移峰现象，降低削峰填谷的效果，提高了电力系统的运行成本。本项目拟提出一种带有互补式多电价线形特点的新机制，通过辅助负荷修正调整主负荷特性的思想，从用户群中筛选出辅助负荷用户，并将其配对成组，通过提供带互补性的多条电价线形曲线，促使辅助负荷用户错峰用电，优化主负荷特性，并降低电价调整的影响范围。本项目旨在研究该新机制设计所需的三方面科学问题，为该机制的设计、后续的评估测算和实施奠定理论基础，并提供有效的分析方法。这三方面科学问题包括：“电价线形-负荷”关系建模方法、互补式电价线形定价方法、以及辅助负荷用户组的双策略筛选配对博弈方法。

传统基于时间的需求侧响应主要采用地域性单一的电价线形（地区内只有一条动态电价形状），在大用户比例较高的地区产生“移峰现象”，降低了削峰填谷的效果。本项目提出一种互补式的多线形电价机制，采用辅助负荷调整主负荷特性的思路，将辅助负荷用户配对成组并分别提供带互补性电价线形的多条电价，以实现用户错峰用电，降低电力系统运营成本，提升社会能效水平，同时降低后续电价调整的影响范围和社会成本，并具有兼容电力市场改革中直购电业务的潜力。项目组通过3年的努力，研究了面向电力大用户微观行为随机性的“电价线形-负荷”关系建模方法；研究了面向电价线形与电价水平解耦化建模的互补式组内定价方法；研究了面向辅助负荷用户多赢竞价的双策略筛选配对方法，成功为上述思想的理论缺失部分和技术缺失部分进行了填补，为行业内使用该思想进行需求侧响应，降低移峰效果提供了理论工具、模型工具以及算法工具。研究相关的模型和算法在其对应的应用场景中均有较好的表现。同时，项目组在研究过程中一共发表需求侧响应、智能电网、电力市场领域相关的论文 12 篇，其中核心期刊水平以上论文 9 篇（SCI 1 区论文 4 篇，2区论文 4 篇，北大核心期刊论文 1 篇）。申请发明专利 5件。