促进高比例新能源消纳的大规模需求响应机制与机理研究

High-proportion new energy integration is an inevitable trend in the development of power systems, while its effective consuming is a chief difficulty to be solved. Therefore, based on this, research on the mechanism of large-scale Demand Response (DR) has been conducted in this project. It’s proposed and analyzed that the current DR mechanism based on customer baseline load (CBL) cannot be applied to large-scale DR for promoting new-energy consumption. .1) Put forward a new concept of customer directrix load (CDL) , and also propose the quantitative evaluation theory and compensation settlement mechanism of demand side resources promoting new-energy consumption to overcome the limitation of CBL in large-scale DR, such as centralization, computational complexity, bias, fraud and data privacy;.2) A large-scale DR mechanism that has the characteristics of weak centralization and user automatically tending to optimized response is researched on the basis of the theory of CDL, ensuring the large-scale DR to effectively promote new-energy consumption;.3) The mechanism of user response in large-scale DR is researched to provide the basis for researching on DR mechanism with the consideration of the characteristics of user’s features of massive and not fully rational decision making.

高比例新能源并网是电力系统发展的必然，其有效消纳是亟待解决的难题。项目以此为目标，开展大规模需求响应（Demand Response, DR）机制与机理的研究。指出当前基于负荷基线的DR机制难以大规模推广实施，不能适应高比例新能源并网需要；并：. 1）提出负荷准线概念，进而提出准线相似度计算方法及相关理论，克服基于基线的DR方法集中化程度高、计算复杂度高、受误差影响大、易造假及隐私保护难等系列问题；. 2）提出具备弱中心化、自趋优响应等特征，以促进全社会新能源消纳为目标的大规模DR机制，决定性地提升新能源消纳能力；. 3）考虑用户海量化且非完全理性决策的特征，探明大规模DR中海量用户响应机理，为大规模DR机制设计提供重要的理论依据。

高比例新能源并网是电力系统发展的必然，其有效消纳是亟待解决的难题。项目以此为目标，开展大规模需求响应（Demand Response, DR）机制与机理的研究。首先，系统提出了面向新型电力系统的负荷准线理论与计算方法。基于“可调”平衡“不可调”的调度理念，提出了负荷准线理论及其计算方法，负荷准线是指可良好平抑系统内不可调节资源（新能源、刚性负荷等）产生的波动的理想负荷曲线轮廓形状，用于引导DR用户进行负荷整形，有效促进系统对新能源的消纳。其次，提出了面向电力用户的贡献度评价方法与激励机制。从经济运行和促进新能源消纳的角度，提出用于衡量用户对电网实际贡献的评价方法，并提出计及用户负荷特性的分赛道激励机制，激发用户参与DR的内在动力和意愿。在此基础上，设计了基于负荷准线的大规模DR实施流程，具备弱中心化、自趋优响应的特征，为DR的大规模推广奠定基础。最后，提出了基于负荷准线的用户响应模型。以虚拟电厂为对象研究了用户响应负荷准线的机理，考虑了变频空调、定频空调、电动汽车等各类柔性负荷，以及用户侧配电网网架结构，从安全、优质、经济等层面出发，构建了虚拟电厂优化运行模型，为用户参与基于准线的需求响应奠定了基础。本项目所提负荷准线可有效克服现有DR方法计算复杂度高、受误差影响大、易造假及隐私保护难等系列问题，具备规模化、常态化、轻量化、趣味化等特征，可良好地支撑新型电力系统的发展需求。.项目取得了一系列知识产权与人才培养成果，发表第一标注论文16篇，含ESI高被引论文1篇，受理发明专利6项，培养1名博士后及4名硕博研究生，参加国际会议4次；以本项目内容为核心，项目组获2022 年度电力科学技术奖。项目提出的负荷准线需求响应也受到业界广泛关注，在福建、上海、海南等地试点应用，与多家产业单位合作发布《园区准线型需求响应效果评价导则》团体标准。此外，项目成果也多次在“电力系统自动化”、“南方能源观察”等官方微信公众号进行科普宣传，受到社会各界好评。