1. 研究目的与意义
由于分布式电源大规模并网和用户侧高峰负荷不 断增长，导致传统机组有功出力峰谷差持续增大，对电力系统 安全与经济运行造成严重威胁。需求响应作为一种可调控的 备用资源，能够有效解决上述问题。国内正在稳步推进电力 市场建设，将需求响应资源纳入市场交易范畴有利于扩大市场开放程度、促进资源的合理分配。随着社会经济的增长和人民生活水平的提高，空调负荷不断增长，导致电网日负荷峰谷差持续增大，季节性用电需求差异日益凸显；同时分布式电源大规模并网导致火电机组的调控更加复杂，电网供电的安全性和稳定性受到严重威胁。国内外研究表明，电力需求响应能够起到降低峰谷差、降低电力成本、提高电力设备利用率、促进新能源消纳的作用，是维护电力系统安全与经济运行的重要资源。在需求响应实施过程中，存在补偿费用定价不科学、补偿资金来源不明确以及参与主体的类型 和规模相对有限等问题，导致需求响应的经济性较差，利用率较低，资源的商品特性表现不充分。随着 我国电力市场建设正在稳步推进，市场机制逐渐成熟、市场主体不断扩大，迫切需要将需求响应资源 纳入电力市场交易范畴，以充分发挥供需双方的市 场主体作用，促进资源的合理分配。
2. 课题关键问题和重难点
如何通过需求响应竞价获取相关平衡能力，以及如何与容量、辅助服务相衔接具有重要的理论研 分析与容量、辅助服务等市场的有效衔接方式，提出多元负荷互动响应的衔接建议。从多元负荷互动响应项目、运作模式、补贴方式等维度出发，针对性地制定适用于各阶段的多元负荷配置方法。研究辅助服务市场、容量市场等二级市场与多元负荷互动响应的衔接路径，总结其他国家在此方面的经验，从需求响应资源成本、效率与公平性等角度研究多元负荷互动响应在二级市场中的衔接模型，分析衔接模型中针对需求响应配置、成本分摊、价格结算、建设维护等各方面对需求侧资源的保护和引导。充分考虑需求侧响应参与容量、辅助服务市场的运行需求，明确在不同市场中多元负荷互动响应的参与方法，结合市场的特点，进行多元负荷互动响应与容量、辅助服务等市场衔接阶段的划分设计，提出多元负荷互动响应与二级市场衔接的建议。
3. 国内外研究现状（文献综述）
近年来新能源快速发展，但风力、光伏等能源具有随机性，为充分消纳新能源，发挥柔性负荷的重要作用，分时电价可在不同的时间尺度上调动柔性负荷参与需求响应。
就分时电价的制定脱离电力商品本身生产运营成本问题，建立基于供电成本的峰谷时段划分及分时电价数学模型[6]。首先，以供电参数为依据得到各时段供电成本的表达式，结合对应负荷数据，实现基于供电成本的峰谷时段划分；其次，通过用户弹性需求矩阵，得到峰平谷预测负荷关于各时段决策电价的表达式；通过机组参数得到峰平谷边际供电成本，结合双方最大效益以及削峰填谷日的建立约束；提出用户用电调整、用电时间及电费支出舒适度指标；以柔性负荷尽可能跟踪新能源机组最大出力，用户舒适度尽可能大和日负荷峰荷及峰谷负荷差尽可能小为目标建立多目标分时电价数学模型，对该非线性优化模型进行求解得到合理的分时电价，从而得到负荷对分时电价的响应情况[7]。
以电力公司成本和效益为例，阐述需求侧响应成本及效益各个指标计算方法，说明成本——效益分析基本过程，并对某地区实施需求侧响应项目的可行性进行论证；选取“基于价格”分时电价和“基于激励”紧急需求响应两项需求侧响应措施，按照用户效益最大化原则构建负荷响应模型，探究电力需求变动方式及电力用户最佳电量消费形式。通过实例探究分时电价变化、弹性矩阵变化、激励补贴变化对负荷的影响。分析得出，在电力市场用电高峰期引入有效需求侧响应[10]，可以使消费者根据市场价格信号调整自身用电方式，由于需求侧响应可以在峰荷时段削减用电量，所以在市场中产生了一定程度的稳定效益；通过对需求侧响应短期效益分析可知，引入需求侧响应所产生的短期收益与其导致的价格上涨幅度的减少量甚至是否有所减少没有关系；通过中长期效益分析可知，有效的需求侧响应可以减少批发市场的电价波动频率和幅度，实现零售市场和批发市场之间联动，对系统在整个供电周期中的可靠运行起积极作用[4]。
4. 研究方案
1、通过查阅文献了解负荷响应在中国的应用前景，以及优势和缺点。比较中外对于负荷响应市场的不同的方案分析其优劣。
2、分析负荷侧响应的意义重点分析其必要性。负荷响应市场现在已经在我国多个城市试点分析实现负荷响应市场的必要性。
3、分析负荷侧响应存在的制约因素，以及这些制约因素带来的影响和是否有必要克服这些不利因素，如果有又应该如何去解决。
5. 工作计划
每周都至少阅读两篇文献，积极与老师同学交流学习上的问题与心得。到三月中旬完成课题软件的系统分析，其中包括课题设计的总体设计、可行性研究和系统功能设计。基本完成对负荷响应市场的模型的建立和课题软件的需求分析，其中包括需求分析的任务。完成对论文初稿的撰写。到三月底之前完成论文的中期检验。四月中旬学会使用 Matlab 等软件建立负荷响应市场的模型实现实时电能价格，完成课题软件的数据库设计，其中包括设计数据时对软硬件的需求，负荷响应市场的概念模型和关系模型以及完成论文的撰写。
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