电力需求侧响应理论与实证研究

需求侧响应是指需求侧或终端消费者通过对基于市场的价格信号、激励,或者来自于系统运营者的直接指令产生响应,改变其短期电力消费方式(消费时间或消费水平),和长期电力消费模式的行为。依据响应信号的不同,需求侧响应可分为激励型需求侧响应和价格型需求侧响应。本文在系统总结分析了国际上曾经和正在实施的各类激励型需求侧响应和价格型需求侧响应,以及几个典型的组织市场中需求侧响应项目实施情况的基础上,对需求侧响应的支持技术,经济学原理,需求侧响应的市场稳定效应,短期及中长期经济效益,以及需求侧响应的实施障碍做了重点研究。 论文的主要创新成果如下： (1)建立了电力市场稳定性模型,推导了需求侧响应、自有调峰容量以及合约购电的稳定性效应公式,首次得出了2个电力市场稳定性判据：判据1,在一个电力现货市场中,发电商反应函数的极限愈趋近于1,则市场稳定性愈好；判据2,电力市场获得稳定的充分必要条件是独立发电公司面对的需求弹性不小于市场均衡时市场中最大发电商的市场份额。 (2)首次提出从短期经济效益和中长期经济效益两个方面分析需求侧响应的经济效益,首次提出用风险价值VaR法计算需求侧响应中长期经济效益。在某一考察期内需求侧响应的总的经济效益即为该考察期τ内VaR的下降额与考察期内各次引入DR所得到的成本节约额的总和。 (3)首创性提出平衡服务投标制度和实时电价用户群制度。提出在电力市场建立之前,需求侧在关键峰荷期的系统平衡服务将是发掘成本最低的需求侧响应资源,同时建立平衡服务投标制度,将可以成为辅助服务市场的雏形和基础。而在电力市场建立的同时,即引入实时电价用户群制度,将可以最大限度地获得需求侧响应的市场稳定效应和经济节约效益,同时也为用户侧开放打通了通道。 本文是我国第一次对电力需求侧响应进行系统研究,初步建立了需求侧响应的理论概念框架,并全面介绍了国际上的实践经验,设计了在我国的引入方案。