【价格型需求响应】基于Logistic函数的负荷转移率模型需求响应研究附Matlab代码

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🔥 内容介绍

在电力系统运行中，需求响应作为实现供需平衡的重要手段，通过引导用户调整用电行为，可有效缓解峰谷差矛盾、提高能源利用效率。价格型需求响应作为需求响应的主要形式之一，通过制定合理的电价策略（如峰谷分时电价、实时电价等）影响用户用电决策，促使负荷在不同时段转移，从而优化电力资源配置。

负荷转移率是衡量价格型需求响应效果的关键指标，准确描述负荷转移率与电价之间的关系对制定科学的电价策略具有重要意义。传统的线性模型难以刻画用户用电行为的非线性特征，而 Logistic 函数因其能反映 “S” 形增长规律，适合描述用户在价格激励下从 “不响应” 到 “完全响应” 的渐进过程，因此本文提出基于 Logistic 函数的负荷转移率模型，以更精准地量化价格型需求响应效果。

二、价格型需求响应与负荷转移特性分析

2.1 价格型需求响应的基本原理

价格型需求响应通过调整电力商品的价格信号，改变用户的用电成本，从而影响其用电决策。当电价在不同时段存在差异时，用户会根据自身用电成本敏感度，将部分可转移负荷从高电价时段转移到低电价时段，以降低用电支出。这种负荷转移行为既可以减少高峰时段的电力需求，降低供电压力，又能提高低谷时段的负荷率，提升电力系统运行经济性。

2.2 负荷转移的主要特征

1. 非线性特征：负荷转移率与电价差之间并非简单的线性关系。当电价差较小时，用户可能因转移成本（如舒适性损失、设备调整成本等）高于收益而不进行负荷转移；当电价差达到某一阈值后，负荷转移率会随电价差增大而快速上升；当电价差足够大时，大部分可转移负荷已完成转移，负荷转移率增长趋于平缓，逐渐接近饱和值。

2. 时效性特征：不同类型的负荷具有不同的时间转移特性。例如，空调、热水器等温控负荷可在一定时间范围内灵活调整运行时段，而工业生产中的连续性负荷转移难度较大，对价格信号的响应存在时滞。

3. 异质性特征：不同用户对价格信号的敏感度存在差异。居民用户可能更关注用电成本，对电价变化较为敏感；工业用户则需在生产成本与生产计划之间进行权衡，对电价的响应程度相对较低。

三、基于 Logistic 函数的负荷转移率模型构建

四、基于模型的需求响应策略优化

4.1 峰谷电价制定方法

4.2 需求响应效果评估

利用模型可预测不同电价策略下的负荷转移效果，评估指标包括：

• 峰谷差削减量

  ：通过计算高峰时段转移的负荷量，评估峰谷差的削减效果；

• 用户成本节约

  ：根据负荷转移量和电价差，计算用户因参与需求响应而减少的用电成本；

• 电网经济性提升

  ：分析因峰谷差降低带来的发电成本节约和电网投资减少。

五、结论与展望

5.1 研究结论

本文提出的基于 Logistic 函数的负荷转移率模型能够准确刻画价格型需求响应中负荷转移率与峰谷电价差之间的非线性关系，模型参数具有明确的物理意义，可通过历史数据拟合确定。实验验证表明，模型预测精度较高，能够为峰谷电价制定和需求响应效果评估提供量化依据。基于模型的电价优化策略可实现电网峰谷差的有效削减，同时兼顾用户成本节约，具有较好的实用性。

5.2 未来展望

1. 模型扩展

   ：考虑用户类型、天气因素、节假日等多因素对负荷转移率的影响，构建多变量 Logistic 模型，提高模型的适应性；

2. 实时响应优化

   ：结合实时电价机制，开发动态负荷转移率模型，实现需求响应的实时优化；

3. 用户行为异质性研究

   ：针对不同用户群体的行为特征，建立差异化的负荷转移率模型，为个性化电价策略制定提供支持。

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

[1] 孙世成.考虑需求响应及风电不确定性的电-氢综合能源系统经济调度[D].燕山大学,2023.

[2] 季宏岩,工业工程.分布式储能聚合商参与需求响应的运行优化模型研究[D].华北电力大学(北京)[2025-08-01].

[3] 张玉英,王成,王利平,等.共生视角下不同类型农户的农村居民点集聚决策与响应研究——基于重庆578户农户实证[C]//2012’中国农村土地整治与城乡协调发展学术研讨会.0[2025-08-01].

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