促进可再生能源发电消纳的用户侧典型资源需求响应策略附Matlab代码

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🔥 内容介绍

一、核心逻辑：需求侧资源与可再生能源的协同适配

可再生能源的波动性（如光伏午间大发、风电夜间出力高峰）与随机性，需通过用户侧资源的 “削峰填谷”“时空转移” 实现动态平衡。需求侧资源可分为四类核心载体：可调节负荷、用户侧储能、分布式电源、电动汽车，其响应策略需匹配新能源出力特性，形成 “源荷互动” 闭环。

二、典型用户侧资源的需求响应策略

（一）工业用户：高潜力可调节负荷的精准调控

工业用电占比超 60%，是需求响应的核心资源池，重点聚焦生产工序中的柔性环节：

1. 工序优化响应

针对钢铁、水泥等行业，在光伏午间大发时段，优先启动电加热、窑炉保温等非连续生产环节；晚峰新能源出力低谷时，切换至余热利用或储能放电支撑生产。例如四川通过 “备用容量 + 响应电量” 两部制结算，引导工业用户参与日前响应，2025 年已形成最大负荷 5% 的调节能力。

1. 负荷聚合响应

由负荷聚合商整合中小企业可调节负荷，参与电网调峰。如安徽明确负荷聚合商可代理蓄冰制冷装置、微电网等资源，要求具备日内实时响应能力。

（二）商业与公共建筑：综合能源系统的柔性互动

聚焦空调、照明等负荷，结合分布式能源与储能实现多维响应：

1. “无感” 智能调节

通过物联网接入空调、新风系统，在新能源出力高峰时段自动调高温度设定值 0.5-1℃，低谷时段恢复。浙江已通过该模式实现居民空调负荷 1GW 以上削峰效果。

1. 光储充一体化响应

商场、办公楼配套分布式光伏与用户侧储能，午间光伏大发时优先充电，晚峰用电高峰时释放电能，降低电网购电依赖。

（三）居民用户：分散资源的聚合激活

针对电动汽车、家庭储能等分散资源，通过技术赋能与激励引导参与响应：

1. 电动汽车双向互动

依托 V2G（车辆到电网）技术，引导车主在风电夜间出力高峰（23:00 - 次日 7:00）充电，在光伏午间大发时段反向输电。重庆将电动汽车纳入虚拟电厂主体，通过 “五段分时电价” 激励低谷充电。

1. 家庭储能联动响应

家庭储能在新能源出力高峰时充电，在电价尖峰时段（如 18:00-22:00）放电自用，余电上网。国家电网通过三级智慧能源平台实现对家庭终端的远程调度。

（四）新型负荷：数据中心与基站的智能调度

这类负荷具有高耗能、连续运行特性，需通过负荷转移与储能配合响应：

1. 数据中心错峰运行

在光伏午间大发时段启动高密度计算任务，在晚峰时段切换至备用储能供电，降低电网负荷压力。重庆已将数据中心纳入需求响应主体范围。

1. 5G 基站储能协同

基站配套小型储能，新能源出力充足时充电，出力波动时自动切换至储能供电，保障通信稳定的同时支撑电网平衡。

三、策略实施的关键支撑体系

（一）技术支撑：数智化与标准化建设

1. 三级调度体系

构建 “省级智慧能源平台 + 地市响应中心 + 用户智能终端” 架构，通过 AI 技术分析负荷波动性，替代人工调度解决电网堵点。

1. 区块链与物联网赋能

利用区块链确保需求响应交易数据透明可信，通过物联网实现负荷状态实时采集，响应指令毫秒级下达。

（二）市场机制：价格信号与激励设计

1. 精细化分时电价

推行尖峰、高峰、平段、低谷、深谷五段电价，拉大峰谷价差（如尖峰电价为低谷的 3-4 倍），引导用户主动调整用能时序。

1. 市场化激励机制

建立 “备用容量补偿 + 响应电量奖励” 机制，如四川将尖峰电价增收资金用于需求响应补贴，虚拟电厂可分享备用容量收益；东南大学研究提出 “风电有偿消纳模式”，由风电厂支付激励费用对接需求侧资源。

（三）政策保障：规则完善与跨域协同

1. 跨部门协同规划

由发改委、能源局牵头，统筹电力、工信、住建等部门政策，明确需求侧资源开发目标（如各省响应能力达最大负荷 5% 以上）。

1. 虚拟电厂培育政策

完善虚拟电厂技术标准与市场准入规则，支持其参与调峰、调频等辅助服务市场。湖北 2024 年通过虚拟电厂开展填谷调峰 25 次，有效促进风电消纳。

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

[1] 罗其华,李平,张少迪.考虑需求响应和阶梯碳交易的虚拟电厂低碳经济调度[J].浙江电力, 2023, 42(6):51-59.DOI:10.19585/j.zjdl.202306006.

[2] 袁乐,朱莹,高瑞阳.源-荷协同优化的综合能源系统低碳经济调度策略研究[J].电工电气, 2024(003):000.

[3] 王珊.面向"煤改电"地区计及用户舒适度的需求侧响应策略研究[D].华北电力大学(北京)[2025-11-13].

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