【电力系统】基于分时电价响应和差异化需求侧资源标准建模的优化运行策略研究附Matlab代码-优快云博客

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🔥 内容介绍

摘要： 电力系统面临着日益增长的用电需求、可再生能源的高度渗透以及能源结构的转型等挑战。传统的供需平衡模式已难以为继，迫切需要发展更加灵活和高效的运行策略。本文着重研究基于分时电价响应和差异化需求侧资源标准建模的电力系统优化运行策略。通过细致刻画不同用户群体对分时电价的响应行为，并建立考虑差异化特性的需求侧资源标准模型，旨在挖掘需求侧的调节潜力，提升电力系统的灵活性、可靠性和经济性。本文将探讨模型的建立方法，优化算法的设计以及策略在不同场景下的应用效果，最终为电力系统的可持续发展提供理论支撑和实践指导。

关键词： 电力系统，分时电价，需求侧响应，需求侧资源，优化运行，差异化建模

1 引言

随着经济社会的快速发展，电力需求呈现持续增长的态势。与此同时，全球气候变化问题日益严峻，推动着能源结构向低碳化转型。大规模可再生能源的并网给电力系统的运行带来了新的挑战，如间歇性、波动性和不可预测性等。传统电力系统主要依靠发电侧的调节来维持供需平衡，这种单侧调节方式在应对复杂多变的电力供需形势时显得力不从心。因此，积极开发和利用需求侧资源，实现供需双方的协同互动，已成为电力系统优化运行的关键方向。

需求侧响应（Demand Response，DR）作为一种有效的需求侧管理手段，通过价格机制或其他激励措施引导用户改变用电行为，从而达到削峰填谷、平滑负荷曲线、提高系统运行效率的目的。分时电价（Time-of-Use Pricing，TOU）作为需求侧响应的重要形式，通过在不同时段设置不同的电价，引导用户将用电负荷转移到电价较低的时段，从而优化电力资源的配置。然而，不同用户群体对分时电价的响应行为存在显著差异，传统的单一用户模型难以准确刻画用户的实际响应情况。此外，需求侧资源的多样性也为电力系统的优化运行带来了新的挑战。例如，储能、可控负荷、分布式电源等都属于需求侧资源，它们在响应速度、调节容量、持续时间等方面存在差异，需要建立合适的模型进行描述和管理。

为了克服上述挑战，本文提出了一种基于分时电价响应和差异化需求侧资源标准建模的电力系统优化运行策略研究。该策略旨在通过细致刻画不同用户群体的分时电价响应行为，并建立考虑差异化特性的需求侧资源标准模型，从而更加精确地预测和利用需求侧的调节潜力，提升电力系统的灵活性、可靠性和经济性。

2 文献综述

近年来，国内外学者对需求侧响应和分时电价的研究取得了丰硕成果。在需求侧响应模型方面，主要包括基于弹性的模型、基于代理的模型、基于优化的模型等。基于弹性的模型通过计算电价弹性系数来描述用户对电价变化的响应程度，该方法简单易懂，但难以准确反映用户的复杂行为。基于代理的模型通过建立多个虚拟代理来模拟用户的用电行为，能够较为真实地反映用户的实际响应情况，但计算复杂度较高。基于优化的模型通过建立优化模型来模拟用户的用电决策，能够较好地权衡用户的用电成本和舒适度，但需要准确的用户行为数据。

在分时电价机制设计方面，国内外学者主要关注电价水平的设置、时段划分的优化以及激励机制的改进。电价水平的设置需要综合考虑发电成本、输配电成本、用户用电需求以及社会福利等因素。时段划分的优化需要根据负荷曲线的特点，将一天划分为不同的时段，并设置不同的电价，以达到削峰填谷的目的。激励机制的改进可以通过提供额外的补贴或奖励，来鼓励用户参与需求侧响应。

在需求侧资源建模方面，国内外学者主要关注储能、可控负荷、分布式电源等资源的建模方法。储能模型需要考虑储能的充放电特性、容量限制以及寿命衰减等因素。可控负荷模型需要考虑负荷的响应速度、调节容量以及持续时间等因素。分布式电源模型需要考虑电源的出力特性、运行成本以及并网要求等因素。

然而，现有研究仍存在以下不足：