智能需求响应调度运营模式及激励机制研究

Demand response under Smart Grid circumstance (called Smart Demand Response, SDR in short) is an alternative to the conventional generation resources in providing fast regulation capacity, alleviating fluctuation, improving energy utilization efficiency, etc, even outstanding over conventional resources in some aspects.Since SDR has the characteristics of diversity, uncertainty and complexity in response,large amount of SDR resources integration into the grid proposes new challenges to the exisiting dispatching and operation mode which only takes generation resources as dispatchable objects. The dispatching and operation mode under smart grid needs to effectively integrate SDR resources, and provides reasonable incentive mechanism to motivate SDR active participant. While it is in shortage of suitable dispatching mode and effective incentive mechanism for SDR in China at present. Therefore, this propject aims to systematically research smart demand response dispatching and operation mode and its incentive mechanism in accordance with Chinese electricity market developing trend, including: the study on response mechanism of SDR and its modelling approaches from dynamics and economy two aspects based on big data, the integrated dispatching and operation mode and methodology for uncertain and diverse SDR from the system operation aspect, and exploring the incentive mechanism design theory and approaches for SDR from information economics. The goal of the proposed project is to provide the novel theory and methodology for Chinese smart grid application and demand side electricity market development.

智能电网下的需求响应（简称智能需求响应，Smart Demand Response, SDR）在提供快速调节容量、平抑波动、提高能效等方面可以作为常规电源的替代资源，甚至具有更高效率。由于SDR的分散性、不确定性以及响应机理的复杂性，大量SDR资源的开发和利用给传统的仅以发电资源为调度对象的调度运营模式带来了新挑战。智能电网下系统调度模式要协同考虑SDR资源，并提供有效的激励机制激励SDR发挥作用。而目前我国适合SDR的调度模式及激励机制非常欠缺。为此，本项目结合我国电力市场的发展趋势，系统研究智能需求响应调度运营模式及激励机制，包括：从动力学和经济学2个侧面、基于海量信息研究SDR的响应机理及其建模方法；从运行层面研究适合分散不确定性SDR资源的调度运营模式及方法；从信息经济学角度探索SDR的激励机制设计理论和方法。研究成果旨在为推动我国智能电网和用电侧电力市场的发展提供理论和方法指导。

智能需求响应通过灵活调度需求侧分布式电源、多元负荷及负荷聚合商等，能够为电力系统提供灵活调节容量来平抑功率波动，从而进一步提升系统运行的灵活性和可靠性，对促进大规模可再生能源消纳有重要意义。为此，本项目从需求响应概念及其沿革出发，结合我国智能电网和电力市场的发展趋势，研究需求响应资源的响应机理，建立适应智能需求响应的调度运营模式及方法，从普遍规律上制定有效的需求响应激励机制，进而为我国智能电网灵活运行和用电侧电力市场发展提供理论和方法指导。.本项目主要取得以下3个方面的研究成果：1）围绕智能电网下需求响应机理，系统梳理了智能电网下需求响应的定义、分类及建模方法；为了解决海量智能电表后的居民用户参与电网互动的难题，提出了基于非侵入式负荷监测的“自上而下”的居民用电模型及用电行为分析方法，建立了大规模居民灵活性负荷分群等效聚合模型，实现了居民用户与电网互动的高效调控；2）针对智能需求响应调度运营模式，提出了考虑空调负荷响应的含风电主动配电系统随机机组组合模型；设计了住宅小区多元需求响应负荷优化运行方案；建立了考虑用户需求响应的售电公司购售电双层决策模型；提出了面向居民需求响应的售电公司势博弈分布式优化策略；3）围绕智能需求响应激励机制设计，提出了需求响应参与电力平衡市场的运作模式；设计了基于网络分裂法的跨区双边交易网损分摊方法；考虑用户负荷特性，提出了居民用户参与电网调峰的激励机制及优化用电策略。.通过本项目的研究，共发表SCI/EI学术论文20篇，其中SCI期刊论文7篇，且1篇是ESI高被引论文，EI论文13篇，此外有2篇SCI期刊论文在投；申请国家发明专利6项，培养博士研究生3名，硕士研究生9名。