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摘要：本文探讨了需求响应市场的交易流程，并提出了提升电网侧措施的建议。需求响应分为日前需求响应和实时需求响应两类。日前需求响应涉及用户和负荷聚合商的竞价、签约和补贴结算，而实时需求响应则关注用户的即时响应能力。为了提高响应量核算的准确性，本文改进了基线计算和响应有效性判定规则，特别是考虑了冲击性负荷的影响。此外，设计了阶梯式需求响应激励机制，旨在增强用户的参与积极性和响应行为。通过这些措施，本文为电力系统的灵活性和可持续发展提供了重要的理论支持和实践指导。

关键词：需求响应、冲击性负荷、响应量核算规则、阶梯式激励机制

引言

需求响应市场研究有进展但存挑战，交易流程简单，未充分考虑配电网承载力和灵活性，易致局部过载和不均衡，这导致在一些情况下，电网无法有效地调节负荷，影响了电网的稳定性和安全性。

其次，对冲击性负荷的响应量核算规则尚不完善，存在误差和不确定性。冲击性负荷指的是突发性负荷增加，如电梯启动、空调同时开启等情况，会导致实际响应量与预期相差较大，给需求响应市场的运行带来一定的挑战。现有核算方法较为简单，需完善相关的核算方法和规则。

此外，部分用户参与积极性较低，导致响应量与预期差异大，影响需求响应市场效率和可行性，缺乏了解和动力是主要原因，影响了市场的竞争性和运行效率[1]。

1.需求响应市场交易流程

需求响应分为日前邀约需求响应和实时需求响应两类，需求响应市场交易流程如下图所示。

（1）日前需求响应

符合申请条件的用户和负荷聚合商向电网公司申请年度签约，明确竞价顶格报价和负荷聚合商固定补贴单价，用户需填报最大响应容量，填写设备使用普查表，将负荷数据接入需求响应动态资源池。需求响应启动后，电网公司分配竞价用户出清负荷和负荷聚合商总指标，电网公司在响应日前一天向签约用户和负荷聚合商发出响应邀约。签约用户在邀约2小时内需反馈竞价信息，电网公司按照边际出清的方式确定补贴单价和用户中标容量，报价小于边际补贴电价的用户全部中标，报价等于边际补贴电价的用户按照用户历史响应信用竞争中标者，中标用户在响应日按中标容量进行响应，电网公司评估响应量并以边际补贴电价进行结算[2]。负荷聚合商在邀约2小时内需反馈聚合用户响应总容量，在响应日按反馈容量进行响应，电网公司通过基线负荷评估响应量并以签约补贴单价进行结算。

（2）实时需求响应

符合申请条件的用户将可调节负荷接入柔性资源互动运营平台，向电网公司申请年度签约，明确补贴单价，将负荷数据接入资源池。需求响应启动后，电网公司确定实时需求响应总指标，并分配需求响应指标、确定各可调节用户的响应开始时间和响应持续时间，至少提前30分钟将需求响应要求通知用户，用户按策略进行响应，电网公司通过基线负荷评估响应量并以签约补贴单价进行结算。

2.考虑冲击性负荷的响应量核算规则

实际响应过程中，用户负荷波动性可能导致错误将有效响应判定为无效响应，例如：监视负荷出现冲击负荷导致负荷最大值超过基线负荷最大值、响应日负荷整体波动导致响应量核算不准确，不能保障用户利益。因此，将需求响应有效性判定规则做出以下改进：

（1）基线计算

1）增加最大负荷曲线

用户基线负荷分为工作日基线负荷和节假日基线负荷。工作日基线负荷原则上选取需求响应邀约日前5个工作日的负荷曲线，非工作日基线负荷选取前3个非工作日的负荷曲线作为参考。参考日同一时间点出现的最大/最小负荷分布作为冲击性负荷的最大/最小负荷曲线。将参考日的平均负荷曲线作为基线，基线中响应时段的平均负荷称为基线平均负荷。

2）基线动态修正

取响应时段前3小时作为基线修正窗口期，将响应日窗口期的负荷平均值与基线窗口期的负荷平均值之差作为修正量，基线平均负荷、最大负荷曲线、最小负荷曲线均加上修正量。

3）响应指标负荷取窗口期平均数据

由于基线已采用3小时窗口期动态修正，只需考虑用户的真实响应能力，有如下两个方案

方案1：取响应时段前1小时作为指标负荷计算窗口期，窗口期内指标响应能力的平均值作为指标响应负荷。例如14：00开始响应，则取13：00、13：15、13：30、13：45的指标响应能力取平均值。

方案2：取响应时段前20～10分钟作为指标负荷计算窗口期，窗口期内指标响应能力去除一个最大值、去除一个最小值后取平均值，作为指标响应负荷。例如14：00开始响应，则取13：41、13：42、……、13：50共十个指标响应能力，去除一个最大值、一个最小值后，共8个数据取平均值作为指标响应负荷。

①平均负荷采用电量/时间进行计算

优先采用响应前后电量差与响应持续时间之比计算平均负荷，若电量缺失则以负荷采集数据的平均值计算平均负荷。

②响应有效性判定

实施削峰需求响应时，用户在响应时段同时满足以下两个条件则认定为有效响应，否则将不予补贴：

有效性判定条件1：响应时段最大负荷<对应时段最大负荷曲线×（1+i）（i=10%）；

有效性判定条件2：指标响应负荷×k<动态修正基线负荷-监视负荷（k=60%）。

实施填谷需求响应时，用户在响应时段同时满足以下两个条件则认定为有效响应，否则将不予补贴：

有效性判定条件1：填谷需求响应时需保证响应时段最小负荷>对应时段最小负荷曲线×（1-i）（i=10%）；

有效性判定条件2：指标响应负荷×k<监视负荷-动态修正基线负荷（k=60%）。

（2）阶梯式需求响应激励机制设计

在需求响应日前竞价机制下，用户自主控制用电设备启停或柔性调节负荷，用户日前竞价时对响应日的负荷使用情况预测不准确或用户对需求响应契约不够重视，会导致实际响应量与竞价中的报量信息存在较大偏差[3]。用户的主动需求响应行为如下图所示。

用户均根据自身需求响应预期响应效用进行报价，除切负荷经济成本外也一定程度上体现了用户对负荷中断或转移满意度的等效价值，根据对次日需求响应量的预测值进行报量。在响应日预测更加精准，若因用电设备使用情况变化导致响应量未达标无法获得补贴，用户可选择不切除负荷。例如在浙江省竞价需求响应用户数占比86.6%的制造业中存在较多冲击性负荷，造成用户实际需求响应量的波动，有效响应用户仅占24%。

在用户参与积极性不高、响应偏差较大的情况下，提出补贴的阶梯式激励机制，响应电量与中标量偏差越大，补贴单价越低，如下图所示。因此，用户需求响应阶梯激励系数可表示为：

（1）

式中，为用户j的阶梯激励系数；FW为阶梯式DR激励机制函数；yi为第i段阶梯区间的需求响应激励系数；为第i段阶梯区间边界。

响应电量与日前中标量的比例越接近100%，阶梯激励系数越大，当激励区间i的右边界大于100%时，阶梯激励系数满足，反之，。为提高机制结算效率并避免用户策略性行为，阶梯式需求响应激励系数按照以100%为中心对称设计，用户实际响应量与报量的正、负偏差的折扣系数相同，另设达标比例和封顶比例，因此阶梯激励系数应满足以下约束：

式中，ic为阶梯式需求响应激励机制中央区间序号。

在放宽响应有效性判定的标准后，可提高用户的响应参与率，同时也可能增加电网公司的需求响应补贴成本，因此电网公司需要选取合理的阶梯区间和激励系数，优化阶梯式激励机制实施效果。

结论

本文通过对需求响应市场的研究，针对日前需求响应和实时需求响应两种情况，设计了相应的交易流程；其次，通过改进冲击性负荷的响应量核算规则，提高了需求响应的准确性和可靠性。最后，设计了阶梯式需求响应激励机制，促进了用户的积极参与和响应行为。这些措施为提高电力系统的灵活性和可持续发展提供了重要的理论支持和实践指导。

参考文献

[1]崔楷舜，朱兰，魏琳琳，等.美国电力市场中需求响应的发展及启示[J].电气传动，2022，52（16）：3-11+48.

[2]文福拴，林鸿基，胡嘉骅.需求响应的商业机制与市场框架初探[J].电力需求侧管理，2019，21（01）：4-9.

[3]丁一，惠红勋，林振智，等.面向电力需求侧主动响应的商业模式及市场框架设计[J].电力系统自动化，2017，41（14）：2-9+189

作者简介：朱昌敏（1992.9——），男，汉族，江苏泰州人，浙江浙达能源科技有限公司，硬件工程事业部负责人，职称：工程师，学历：本科，研究方向：虚拟电厂、电力需求侧响应、能源物联网。