《面向智能电网的需求响应及其电价研究》—电力需求侧管理（五）

第4章 智能电网对用户响应行为的影响

配电网是电能应用、面向用户的窗口，是智能电网的重要组成部分，也是智能化的重要突破口。由于配电网直接与终端用户相连，智能配电技术的发展关系到终端用户的切身利益，同时智能电网良好的互动性特征，将使用户的智能用电响应行为影响到智能配电技术的发展。

在智能电网下，电力用户在电力系统中的地位更加重要。在智能配电和用电基础技术的支持下，智能电网开放性、良好互动性等优点能否得以充分体现，很大程度上与用户的响应行为有关。因此，随着智能电网建设的深入，应以用户为中心，增强电网综合服务能力，满足互动营销要求。为最大化智能电网的社会经济效益.应充分研究各类典型用户的智能响应行为，为智能配电、用电环节的建设提供基础理论支持。此外，为配合智能电网建设，深化同网公司“三集五大”工作的推进.研究智能电网模式下的用户响应行为，对于智能电网模式下需求侧管理和SG-ERP建设具有重要的理论研究价值和实际应用价值。

4.1 典型国家电力用户智能响应行为研究

4.1.1 用户响应行为研究

电力用户作为电力产业链的终端，是决定智能电网能否成功实施的关键因素，随着科技进步和信息化水平的不断提高，电动汽车，智能储能设备、智能家电、智能建筑等已成为未来的发展趋势。这些新技术的推广和应用将会改变当前的用能方式。智能电网模式下，影响用户智能用电响应行为的因素主要有：用户缺乏需求相应和智能用电的基本知识;传统技术和原有用能习惯阻碍新技术的推广和使用;用户获得用电信息的及时性、实用性;智能用电的投资与效益的对比;用户电费支出占总支出的比例大小，所占比重大的较为关注用能方式的转变;用户的个人习惯等等。考虑智能电网下运营商所处的动态竞争的复杂环境，基于人工智能方法构建了制定决策的模型。同时，为优化系统能量管理，基于需求响应试点和真实数据，说明了虚拟电力参与者(Virtual Power Players，VPP)和多参与者谈判的重要性。文献②基于有序消费目标和需求侧管理建立了具有数据收集、负荷分析、智能需求管理和事后效率评价功能的智能管理系统。通过对119个大用户进行调查，分析了实施实时电价对大用户的影响;同时指出，制造业的价格响应弹性最高为0.16，政府/教育部门的价格响应弹性为0.1，普通商业和零售业、医疗部门、公共事业的弹性较低，分别为0.06、0.04、0.02。

需求侧管理是智能用电中不可或缺的一部分，它推动需求侧管理技术，如智能仪表、通信和控制系统以及其他负荷控制技术，是未来决定智能电网能否成功实施的关键因索之一。当前，需求侧管理的关键技术和项目大体分为：能效项目( Energy Ef-ficiency)、节能项目(Energy Conservation)、需求响应项目(Demand Response，DR)。其中，智能电网模式下的需求响应是研究的一个热点问题。智能电网具有良好的互动功能，这就为电网公司提供了实施动态电价调整的机会，随着智能电网建设的深入，可以采用的需求响应手段越来越丰富，如直接负荷控制、负荷限制手段、用户参加调频、实时电价、智能电表和智能家电的推广应用等。

4.1.2美国用户智能响应行为研究

2008年，美国国家能源技术实验室( NETL)在工业领域发起了一系列针对智能电网主要特性的研讨会，最终将智能电网主要特性进行了总结。智能电网的建设能进一步推进电力市场改革的进程，而电力市场的设计直接影响需求侧响应的效果。得克萨斯电力可靠性委员会(ERC()T)总结了进行电力市场改革的经验，指出未来电力市场是一个能准确衡量和适应用户需求相应的竞争市场。尽管当前ERCOT的需求响应总体水平低于电力市场整改前的水平，但在将需求侧资源与竞争市场集成为辅助性服务方面取得了很好的前景。同时，ERCOT的经验还表明，需求侧在改革后的电力市场中的参与程度对市场信号是高度敏感的。

对于智能用电以及用户用电响应行为这一问题，美国开展了很多相关试点项f|。美国西北太平洋国家实验室(PNNL)在华盛顿()lympic Peninsula地区进行了智能电网试点工程④，通过数字技术、动态电价以及消费者导向控制等综合手段，对该地区居民用户、商业用户和工业用户的用电进行了分散协调管理。该项目的主要目的之一是研究以市场为基础的实时电价( Real-time Price，RTP)所能带来的效益，以及推行RTP的阻碍。结果表明，用户响应动态电价，签订不同的合同，节约了电费开支10%左右，平均削减高峰负荷15%，有时通过分散发电削减高峰负荷10%.推迟了电网、电源投资。过去的成本定价管制和对动态定价的不支持是推行RTP最大的障碍。

4.1.3 欧盟用户智能响应行为研究

在过去的几年中，欧盟各国用电负荷增长，随着新能源发电技术得到推广，相关的技术成本降低，以及对用户用电行为愈发重视，这些因素使得欧盟各国更加关注DR技术开发与应用。目前，影响欧盟各国DR的因素主要包括：缺少到用户的实时电价信息;一些国家电价管制、表计技术过时;系统运营者把精力集中在供给侧;对用户管理的方法传统。

2008年，欧盟15国为了使用电行为更为合理化，使用了能量管理系统( EnergyConsumption Management System.E(、MS)。ECMS的基础是使用能耗管理开关( Power Management Switch，PMS)。通过PMS能够根据用户情况，个性化地控制用电负荷。同时，通过电力网络，利用窄带电力线通讯技术( Narrow- band PowerLine Communication，NPLC)传输控制命令和监视信号。ECMS被应用在居民电力用户、公共设施照明、第三产业电力用户、工业电力用户等。

欧洲国家居民电力用户对环境保护的意识很强，因此在欧洲分布式能源( DER)得到重视。其中，光伏发电(photovoltaic systems，PV)能源的研究较多。不同欧盟成员国使用PV后的行为响应情况不同。以英国为例，PV的接人将影响家庭的能源消费，降低电能消费6%，并将转移高峰负荷。从家庭用电的角度，系统性能监测对用电行为的反应起很大的作用。欧盟部分国家还对驱使电力用户安装和使用DER系统的因素进行了分析。以荷兰为例，由于荷兰注重环境，生活水平较高，住家分散，有探索精神，所以调研的40%荷兰家庭想自己发电。文献①指出，与女性居民相比，男性居民更倾向于使用家用新能源发电;年龄在60岁以下的居民使用家用新能源发电的意图要强于60岁以上的居民;居民住房的所有权、地理位置均不影响居民使用家用新能源发电的意图。

通过以上的分析，我们可以看出，国外对智能电网的研究侧重于建立一个高效、安全、环保、灵活应变的智能电力系统，更多地从市场、安全、电能质量、环境等方面出发，从用户端的角度来看待和研究智能电网。当前国内对于智能配电和智能用电的项目主要是集中在智能配电和智能用电的技术支持系统上，对用户响应行为的相关研究较少。对我国电力用户智能响应行为进行系统的研究，能更好地实现智能电网的互动功能，这是我国未来智能电网建设中需要关注的问题。