浅述智能电网电力需求响应

浅述智能电网电力需求响应
摘要：电力需求响应作为智能电网下电力市场机制的重要组成部分，已成为智能电网建设的重点内容。

介绍了智能电网环境下电力需求响应的分类及相应的需求响应机制，详细地阐述了各类响应机制的实施方法；最后介绍了需求响应效益分类及评价方法。

关键词：电力需求响应需求侧管理价格响应激励响应
在智能电网环境下，电网企业客户服务面临更高的要求，不仅要求保证电能质量和供电可靠性，还要求通过双向互动使客户享受更加个性化、多样化和便捷化的用电服务。

由电力需求侧管理衍生而来的电力需求响应，以信息双向传递为基础、以激励性电价方案为手段，通过负荷自主性调整确保供电企业和用电客户双方利益的短期用电行为。

1 电力需求响应分类
电力需求响应（Demand Response，简称DR）是指当系统可靠性受威胁或电价升高时，用户收到供电方减少负荷的补偿通知或电价上升信号后，改变原有用电模式，转移或减少某时段负荷，抑制电价上升、保障电网稳定的一种短期行为。

电力需求响应可分为价格型需求响应和激励型需求响应两类。

价格型需求响应通过让终端消费者直接面向时间和空间的价格信号，自
主安排、调整用电时间和方式；激励型需求响应是通过采用奖励或补偿机制来激励或诱导用户参与系统所需的各种负荷削减或转移。

2 电力需求响应机制
根据电力需求响应的分类，需求响应机制可分为基于价格的需求响应机制和基于激励的需求响应机制。

2.1 价格响应机制
基于价格的需求响应机制是指用户面对电价的变化而相应地调整用电需求，价格的变化包括分时电价、实时电价和尖峰电价等。

参与价格需求响应的用户可自主调整负荷，并与供电企业签订相关的电价合同。

该类用户通过内部决策，减少高电价时段的用电量，并将用电时段调整到低电价时段，从而降低电费支出。

（1）分时电价。

分时电价有峰谷电价、季节电价和丰枯电价几种常见的形式，该类电价可有效反映电力系统不同时段供电成本的差别。

分时电价的时段划分和费率均事先确定，一个季度或以上进行更新，只能反映电力系统较长时间内的每日或季节供电成本的变化。

当系统出现短期电能欠缺时，分时电价无法激励用户进一步削减负荷。

（2）实时电价。

实时电价又叫动态电价，是将发电公司上网电价与终端用户价格直接或间接相联系的一种电价。

其更新周期为一小时或更短，可精确反映每日各时段供电成本的变化、有效传达电价信号，目前作为最理想的电价机制应用于需求响应。

（3）尖峰电价。

尖峰电
价是基于分时电价和实时电价而发展起来的一种动态电价机制，在非尖峰时段执行分时电价，在尖峰时段叠加尖峰费率。

由于事前已确定尖峰电价的费率，因而在经济效率上，尖峰电价不如实时电价。

但尖峰电价可以降低实时电价潜在的价格风险，并使尖峰时段的短期供电成本得以反映，因而它整体上优于分时电价。

2.2 激励响应机制
基于激励的需求响应是指供电公司通过出台各种政策，激励用户在电价较高或系统可靠性受到威胁时及时响应并削减负荷，包括：直接负荷控制、可中断负荷、需求侧竞价等。

（1）直接负荷控制。

直接负荷控制是指系统负荷高峰时段，供电公司通过远端控制装置循环控制或关闭用户用电设备。

适用于短时停电对其影响不大的负荷或居民、小型商业用户。

（2）可中断负荷。

可中断负荷是根据供需双方约定，在电网高峰时段供电公司向用户传送中断负荷的信号，用户响应后中断部分负荷，供电公司给予相应的补偿。

可中断负荷一般适用于对供电可靠性要求不高的大型工业和商业用户，是较为理想的错峰控制方式。

（3）需求侧竞价。

需求侧竞价是用户以竞价方法主动参与、改变自身用电方式，并从中获得相应的经济利益。

大用户和供电公司直接参与需求侧竞价，分散、小型用户间接参与需求侧竞价。

3 电力需求响应效益及评价
3.1 电力需求响应效益分类
用户响应激励机制或价格信号，合理调整自身的用电模式，将极大改善电力市场下双方的经济效率，通过定量描述，可准确评估其带来的效益。

需求响应带来的效益可分为三类：直接效益、间接效益和其它效益。

直接效益能够使参与需求响应调整的用户直接受益，可以用货币进行量化。

直接效益可分为可靠性效益和经济效益。

可靠性效益有减小系统停电风险、强迫停机以及用多样化资源维护系统可靠性等方式；经济效益有激励机制支付、结算存款等方式。

间接效益和其它效益仅其中部分电力用户可受益，间接效益可用货币量化，而其它效益用货币量化较困难。

间接效益分为长期影响和短期影响，长期影响是指对当地峰荷需求或系统的调整能力，以推迟电厂、输配电网等基础设施的增建和电网扩容；短期影响是指需求响应对财政资源最直接、最易量测的影响。

其它效益主要包括环境及能源安全效益。

3.2 电力需求响应评价方法
需求响应效益的评价方法有绝对计算法(或负荷削减量法)与相对指标法。

（1）绝对计算法。

用户基本负荷减去用户实际负荷为负荷削减
量，负荷削减量越大，响应性能越好。

（2）相对指标法。

该方法基于基本负荷，包括两种性能指标：认缴性能指标与峰荷性能指标。

认缴性能指标在数值上等于用户每小时实际削减的负荷与其认缴负荷削减量的比值，可用来评价用户兑现其承诺的削减性能。

峰荷性能指标在数值上等于用户在事故期间每小时实际平均负荷削减量与非同时峰荷需求的比值，非同时峰荷指用户最大负荷需求。

峰荷性能指标显示了用户的技术潜力，该指标低表明目前负荷削减机会较少，需要为其提供额外的技术支持与指导或应用更高级的技术。

指标评价结果代表着资源的可靠性，其为电力调度中心提供了根据用户承诺来判断可调度资源可靠性的一种方法。

性能指标越高，采用负荷削减方法应对峰荷事故越可靠，参与削减用户越少，管理承办与交易成本也越少。

4 结语
电力需求响应是智能电网的重要内容，从负荷管理到电力需求侧管理再到电力需求响应，不仅实现了概念上的突变，也体现了一种新型的电力工业生产关系，提升了用电方地位，迈向电力供应方与电力用户间的公平、公正。

在当前形势下，加快对需求响应基础理论、价格政策和实施路径的研究，对我国电力工业发展具有十分重要的理论意义和紧迫的现实意义。

参考文献
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[3] 张钦，王锡凡，付敏,等.需求响应视角下的智能电网[J].电力系统自动化,2009(17).。