基于阶梯电价的用户端需求侧响应项目多模型研究

摘要

中国经济的迅速发展，需要电力产业发展作为最坚实的根基与支持。然而，我国用电、供电情况一致都很不乐观。长江三角洲、京津唐、广东深圳等经济发展良好的地区用电量普遍居高，电厂分布密集，发电种类繁多。然而在其他经济相对薄弱的地区，用电量不稳定，发电方式单一，供电不足，在夏季等用电高峰时间还会出现断电的情况。为改善这种用电情况，我国发改委、国家电力公司提出了阶梯电价的概念。希望通过用户的主观行为来改善总体的用电量水平。而在国外，最常采用的方式是应用需求侧响应项目。这样不仅可以改善整体的用电量，还可以针对特别的时间，减少冲击用电量、高峰用电量的发生，从而改善电力系统的运行环境，大大降低电网运作时危险的发生概率。
　　本文首先解释了什么是需求侧响应项目。从需求侧响应定义着手，详细地解析了目前国际上，主要是美国电力市场中常用的需求侧响应的分类及其特点。其次，分析了作为一个用户，参与到需求侧响应项目中所需要做的决策及重要环节。最后，对于需求侧响应的基本成本和给用户、电力市场带来的益处进行了分析。
　　之后本文分析了需求侧响应模型。首先，从经济学的角度介绍了在需求侧响应模型中所运用到的弹性系数矩阵的原理。然后将模型数学化，分析了模型中所运用到的每个数据的含义、模型的原理。并且，比较了两种需求侧响应模型的异同。
　　最后利用MATLAB仿真软件，使用我国南方某城市的居民小区用电实际数据，进行模型分析。主要进行了三组对比。第一，我国丰枯电价、单一电价与阶梯电价的对比。第二，阶梯电价与两种基于价格的需求侧响应项目结合的比较。第三阶梯电价与基于激励、基于价格两种需求侧响应项目结合于之前的比较。从以上三组对比中，可以发现，单一电价已不适合目前多元化的电力市场。阶梯电价较丰枯电价而言，在优化用电量的效果上更加明显。但两种定价策略都不能有效减少尖峰时刻的用电。利用分时电价原则与尖峰电价原则，在减少峰值用电上，后者效果更加显著，但是对给用户造成过大的减少用电压力。该结果表明不宜单独使用尖峰电价。将基于激励与基于价格的需求侧响应两种相结合，能够在弹性矩阵合适的情况下得到很好的用电高峰用电效果，并且能够产生用电转移从而保证居民的基本用电需求。但单一的分时制度并不适用于所有情况，在一些极端条件下会产生严重的局限性。因而，在本文的最后，给出了结合特别时期用电需求的新的时段划分。重新优化的时段降低了高峰时期的用电量，但在一般用电月份中会造成居民用电压力。为此，文本进一步提出了在一年中，根据用电需求，季节不同，运用多分时时段划分的理念。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．1．1 选题的背景

1．1．2 选题的意义

1．2 文献综述

1．2．1 国内研究文献综述

1．2．2 国外研究现状综述

1．3 本文主要研究内容

第二章 需求侧响应的基本理论

2．1 需求侧响应的定义

2．1．1 需求侧响应的分类

2．2 需求侧响应的角色与重要性

2．3 用户在需求侧响应中的参与方式

2．4 需求侧响应的成本和效益

2．4．1 需求侧响应的成本

2．4．2 需求侧响应的效益

2．5 本章小结

第三章 基于激励与价格的需求侧响应模型

3．1 需求侧电价弹性矩阵

3．2 基于价格的需求侧响应模型

3．2．1 单时段弹性负荷模型

3．2．2 多时段负荷弹性模型

3．2．3 需求侧响应最终模型

3．3 基于激励的需求侧响应模型

3．4 本章小结

第四章 基于MATLAB的需求侧响应模型仿真验证

4．1 数据说明与分析

4．1．1 原始数据的说明

4．1．2 数据预处理及初步分析

4．2 丰枯电价及阶梯电价对比

4．3 阶梯电价加基于价格的需求侧响应模型分析

4．3．1 实验数据解释

4．3．2 实验结果展示

4．4 阶梯电价中多种需求侧响应结合的对比分析

4．5 分时时段优化的研究

4．6 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文工作总结

5．2 下一步工作展望

致谢

参考文献