電力用戶側(cè)需求響應(yīng)優(yōu)化及行為研究

沈錢鋒 孫瑋澤

摘要：隨著人們生活水平的逐漸升級(jí)，電子信息技術(shù)、智能家居以及汽車配電系統(tǒng)的層出不窮，人們對(duì)于電力資源、穩(wěn)定性以及安全性等相關(guān)需求越愛越多，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)?；诖?，對(duì)電力用戶側(cè)需求響應(yīng)進(jìn)行積極優(yōu)化，不僅能夠在政策、技術(shù)更新的依托下逐漸升級(jí)電力系統(tǒng)，滿足用戶用電需求的同時(shí)，為社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步也帶來了積極的影響。本文主要研究電力用戶側(cè)需求響應(yīng)優(yōu)化及行為。

關(guān)鍵詞：電力用戶側(cè)需求;響應(yīng)優(yōu)化;行為

前言：能源危機(jī)的出現(xiàn)雖然在一定程度上造成了社會(huì)的恐慌，但是也在各領(lǐng)域中也催生出更多的機(jī)遇。尤其是電網(wǎng)系統(tǒng)在面對(duì)此類挑戰(zhàn)的過程中，通過積極響應(yīng)電力用戶的側(cè)需求，不斷開發(fā)新的電力能源，催生新的電力系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，不僅可以在一定程度上促進(jìn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)，還能促進(jìn)一些新興產(chǎn)業(yè)的萌芽發(fā)展，為社會(huì)的進(jìn)步提供堅(jiān)實(shí)的電力保障。

一、電力用戶側(cè)需求響應(yīng)的基本概念

電力用戶側(cè)需求響應(yīng)的概念是對(duì)需求響應(yīng)理念和電力需求測(cè)管理理念的集合，由美國(guó)電力科學(xué)研究院率先提出，直到20世紀(jì)70年代末期在全世界得到了積極的討論和響應(yīng)。而電力用戶側(cè)需求響應(yīng)，即對(duì)應(yīng)電力需求測(cè)管理要求，使電力用戶能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的發(fā)展和用電行為進(jìn)行一定的、必須的反應(yīng)。尤其在當(dāng)前技術(shù)條件、環(huán)保壓力以及市場(chǎng)環(huán)境不斷變化的情況下，依托《電力需求側(cè)優(yōu)化》的管理方案，在進(jìn)行用戶行為優(yōu)化的過程中，可以通過與電力公司簽訂協(xié)議的方式，來減小電網(wǎng)的小峰谷差，進(jìn)而使每一位用戶都能得到電力保障?；蛘呤欠e極鼓勵(lì)用戶采取節(jié)能環(huán)保的用電設(shè)備和措施，科學(xué)用電，以最低的能耗提供最大的電力需求，從而保障定力系統(tǒng)的有序發(fā)展[1]。

二、電力用戶側(cè)需求行為模式基本研究

（一）影響用戶行為的基本因素分析

首先，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來講。用戶的經(jīng)濟(jì)收入水平不同，在用電方面的需求也各有差異。一般情況下，一個(gè)家庭的收入越高，所購(gòu)買的汽車或其他大型智能電器的需求也就越大，用電需求也就越高，再加上家庭成員數(shù)量、房屋結(jié)構(gòu)、用戶年齡的不同，所使用的電器型號(hào)也各有差異，這些都是影響用戶用電行為的主要因素。

其次，從地理位置的角度來講。不用的用戶在選擇住宅的時(shí)候，需求以及思想動(dòng)向都不同。因此其居住環(huán)境所受的光照條件、溫度條件也會(huì)各有差異，在選擇一些恒溫、加濕或者采暖制冷設(shè)備的時(shí)候，用電需求也不盡相同。

再次，從工作類型的角度來講。如果用戶屬于上班族群體，其在周末的時(shí)候用電需求量相對(duì)較大。但是也不乏一些居家辦公的用戶，白天在家的時(shí)間長(zhǎng)，所需用電量也會(huì)相對(duì)較大一些。

最后，從自然月份的角度來講。在一年四季當(dāng)中，不同地區(qū)不同月份，其光照強(qiáng)度以及溫度變化都是各有差異的。北方地區(qū)由于冬季集中供暖，所以空調(diào)用電在夏季才是高峰。但南方一年四季對(duì)于空調(diào)等制冷制暖設(shè)備的需求都相對(duì)較大，用電量可想而知。再加上地形等自然因素的不同，各地區(qū)用戶所需用電量也各有差異，需要進(jìn)行規(guī)律的匯總和分析，以此來對(duì)其行為進(jìn)行判斷。

（二）用電行為的模型分析

首先是能夠凸顯價(jià)格彈性的矩陣模型。電網(wǎng)公司工作人員在對(duì)電力用戶的側(cè)需求行為進(jìn)行分析的過程中，通過構(gòu)建價(jià)格彈性矩陣模型，能夠更為客觀且高效地了解到該地電力市場(chǎng)的用電供需關(guān)系，并在規(guī)律的總結(jié)中意識(shí)到影響用戶行為的要點(diǎn)和要素，以此來進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)。具體來講，該類模型的建立，需要在分析電量與電費(fèi)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上得出結(jié)論，并充分有效地驗(yàn)證短期電價(jià)與用電需求之間是否存在一定的價(jià)格彈性關(guān)系。例如，用電需求是否會(huì)影響價(jià)電價(jià)，如果電價(jià)上漲，人們是否會(huì)減少用電等。在充分論證和走訪的情況下，需要分析人員建立相對(duì)獨(dú)特的價(jià)格彈性矩陣函數(shù)，從而出具一套更高效、更完整的電力需求效益關(guān)系網(wǎng)。

其次是依照用戶的相關(guān)需求響應(yīng)行為進(jìn)行建模。隨著能源市場(chǎng)的發(fā)展變動(dòng)，電網(wǎng)企業(yè)在處理電力需求相關(guān)問題的過程中，通常都會(huì)分析電力用戶的側(cè)需求響應(yīng)行為，并以此為特征進(jìn)行更為科學(xué)有效的建模處理?；诖耍瑖?guó)內(nèi)外很多專家學(xué)者紛紛響應(yīng)，以電力用戶側(cè)需求行為為特征建立了相對(duì)完善的人工智能模型、最優(yōu)化理論模型、用戶心理學(xué)行為模型以及電價(jià)彈性模型等，為匯總出更優(yōu)質(zhì)的用戶行為規(guī)律提供了理論保障[2]。

三、激勵(lì)行電力需求響應(yīng)優(yōu)化策略

電力企業(yè)想要?jiǎng)?chuàng)新，并實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的和諧統(tǒng)一，除了要在電價(jià)以及市場(chǎng)機(jī)制方面進(jìn)行積極調(diào)整和優(yōu)化之外，還需要激勵(lì)用戶對(duì)其電力需求進(jìn)行響應(yīng)。而這種激勵(lì)型的電力需求響應(yīng)模式，從專業(yè)技術(shù)的角度來講要基于統(tǒng)一的電力負(fù)荷管理模式下，將已經(jīng)中斷了的符合方式，轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌驅(qū)ω?fù)荷進(jìn)行自動(dòng)化控制的方式，以此來實(shí)現(xiàn)更多元化的變化模式。具體來講包括如下操作步驟：

首先，技術(shù)人員需要確定所有用電類型用戶的各類資源參數(shù)，并細(xì)化數(shù)據(jù)，包括電力系統(tǒng)維護(hù)所需要的費(fèi)用、電力系統(tǒng)運(yùn)行管理時(shí)間和持續(xù)時(shí)間、電力系統(tǒng)保修提前通知的時(shí)間、響應(yīng)的速度以及系統(tǒng)容量上限等。將這些數(shù)據(jù)整理之后，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)算和模型分析，為后續(xù)的研究提供原始數(shù)據(jù)依據(jù)。

其次，技術(shù)分析人員需要依照用戶的用電需求，建立供電成本以及電力收入之間的關(guān)系，然后再將利潤(rùn)進(jìn)行細(xì)化，以此形成整體的需求模型。同時(shí)，也需要根據(jù)用戶參與和激勵(lì)的響應(yīng)需求，在量化模型的引導(dǎo)下對(duì)其可行性進(jìn)行分析，以此來得出具體的結(jié)論和依據(jù)，如，通過分析電力彈性函數(shù)，可以得到在哪個(gè)時(shí)間段，用戶用電量最為集中;或者是在哪個(gè)季節(jié)，用戶的用電行為最頻發(fā)等。

再次，通過分析成本和利潤(rùn)的最大值，能夠得到具有綜合性的側(cè)需求響應(yīng)可靠指標(biāo)，然后再利用最開始搜集到的資源參數(shù)，對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分類，以此形成不同集群用戶，多樣化的用電需求特征，從而為其提供更有效的電力需求保障[3]。

最后，技術(shù)人員還對(duì)一些特殊的數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理。例如，針對(duì)模型中一些高峰數(shù)據(jù)，要進(jìn)行細(xì)致的分析。如在周末的時(shí)候，尤其是在每個(gè)月月末的周末時(shí)間段，電力用戶的用電量是最集中的。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在這個(gè)時(shí)間段，很多家庭會(huì)進(jìn)行一次集中的清掃，因此各種如洗衣機(jī)、掃地機(jī)器人以及其他智能電器就會(huì)隨之開始工作，所耗費(fèi)的用電量是最為集中的。因此，技術(shù)人員就可以在該時(shí)間段進(jìn)行一個(gè)供電調(diào)整，或者是加大力度集中供電，或者是在該時(shí)間段自動(dòng)擴(kuò)容，以滿足用戶需求，以此來提供更為完善且合理的供電服務(wù)。

四、結(jié)束語

對(duì)電力用戶側(cè)需求響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，需要電力企業(yè)或者電網(wǎng)公司，及時(shí)地對(duì)電力用戶的用電需求進(jìn)行模型構(gòu)建和數(shù)據(jù)分析，了解影響電力用戶用電需求的各類因素，并通過數(shù)據(jù)的對(duì)比得到相應(yīng)的函數(shù)模型，以此來為電力用戶提供更為完善且人性化的供電服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐中強(qiáng).電力用戶側(cè)需求響應(yīng)優(yōu)化及行為研究[J].居業(yè)，2018（07）：153-154.

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[3]孫虹，李新家，王成亮.基于需求響應(yīng)的大用戶電力負(fù)荷模糊綜合預(yù)測(cè)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（12）：188-191.