初期现货市场下考虑用户响应行为的需求响应机制设计

尹逊虎; 丁一; 惠红勋; 包铭磊; 徐立中; 唐学用; 桑茂盛

doi:10.7500/AEPS20200630008

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初期现货市场下考虑用户响应行为的需求响应机制设计

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 初期现货市场下考虑用户响应行为的需求响应机制设计
- Design of Demand Response Mechanism Considering Response Behaviors of Customers in Initial Electricity Spot Market
- 电力系统自动化 2021年45卷第23期页码：94-103
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.智慧城市物联网国家重点实验室（澳门大学），澳门 999078
  3.国网浙江省电力有限公司，浙江省杭州市 310007
  4.贵州电网有限责任公司电网规划研究中心，贵州省贵阳市 550033
- 作者简介：
  
  尹逊虎(1997—)，男，博士研究生，主要研究方向：电力需求响应、市场机制和能源系统可靠性等。E-mail：11910020@zju.edu.cn
  丁一(1978—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：智能电网、复杂多状态工程系统可靠性和电力经济等。E-mail：yiding@zju.edu.cn
  惠红勋(1992—)，男，博士后，主要研究方向：灵活负荷资源的建模、控制、优化和市场策略等。E-mail：hongxunhui@um.edu.mo
- 基金信息：
  
  国家电网公司科技项目(5211HZ200008)
- DOI：10.7500/AEPS20200630008
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-06-30，
  
  修回日期：2021-05-13，
  
  网络出版日期：2021-07-27，
  
  纸质出版日期：2021-12-10
- 稿件说明：
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尹逊虎,丁一,惠红勋等.初期现货市场下考虑用户响应行为的需求响应机制设计[J].电力系统自动化,2021,45(23):94-103.

YIN Xunhu,DING Yi,HUI Hongxun,et al.Design of Demand Response Mechanism Considering Response Behaviors of Customers in Initial Electricity Spot Market[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(23):94-103.
尹逊虎,丁一,惠红勋等.初期现货市场下考虑用户响应行为的需求响应机制设计[J].电力系统自动化,2021,45(23):94-103. DOI： 10.7500/AEPS20200630008.

YIN Xunhu,DING Yi,HUI Hongxun,et al.Design of Demand Response Mechanism Considering Response Behaviors of Customers in Initial Electricity Spot Market[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(23):94-103. DOI： 10.7500/AEPS20200630008.

摘要

在中国电力现货市场建设初期，电力用户参与市场的方式及响应行为具有较大差异。高比例用户受电网公司管理间接参与市场，无法主动响应市场的动态价格，但其固有的用电行为会影响市场价格，甚至导致电力供需紧张场景下出现极端价格。为此，考虑到高比例间接参与市场的用户在日前的负荷调整能力，设计了适用于初期现货市场的需求响应机制。首先，建立了考虑不同用户响应行为的需求响应机制框架，提出了需求响应机制的触发条件，并进一步分析了该机制框架下用户参与需求响应的机理。然后，构建了考虑间接参与用户主动响应的市场出清模型，并提出了保证需求响应机制可持续运行的结算方法。最后，通过算例验证了所提机制的合理性及有效性。

Abstract

In the early construction stage of electricity spot markets in China

the market participation methods and response behaviors of electricity customers are quite unique. A high proportion of customers are managed by power grid companies to participate in the spot market indirectly

who cannot actively respond to dynamic market prices

while their inherent electricity consumption behaviors will affect market prices. Furthermore

the customers may even cause extreme market prices in the intense scenarios of power supply and demand. To this end

taking into account the load adjustment ability of a high proportion of customers who indirectly participate in the market

a demand response mechanism suitable for the initial electricity spot market is designed. Firstly

a demand response mechanism framework that considers different response behaviors of customers is established

trigger conditions of the demand response mechanism are proposed

and under the mechanism framework

the mechanism of customers participating in demand response is analyzed. Then

a market clearing model considering the active demand response of customers who indirectly participate in the market is constructed. A settlement method to ensure the sustainable operation of the demand response mechanism is proposed. Finally

case studies verify the rationality and effectiveness of the proposed mechanism.

关键词

Keywords

references

中共中央国务院 . 关于进一步深化电力体制改革的若干意见［EB/OL］.［ 2021-04-01 ］. http：//tgs.ndrc.gov.cn/zywj/201601/t20160129_773852.html http://tgs.ndrc.gov.cn/zywj/201601/t20160129_773852.html .

CPC Central Committee and State Council . Opinions on further deepening the reform of the power system ［EB/OL］. ［ 2021-04-01 ］. http：//tgs.ndrc.gov. cn/zywj/201601/t20160129_773852.html http://tgs.ndrc.gov.cn/zywj/201601/t20160129_773852.html .

国家发展和改革委员会，国家能源局 . 关于开展电力现货市场建设试点工作的通知［EB/OL］.［ 2021-04-01 ］. http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201709/t20170905_860109.html http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201709/t20170905_860109.html .

National Development and Reform Commission， National Energy Administration . A notice on carrying out the pilot work of electric spot market construction ［EB/OL］. ［ 2021-04-01 ］. http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201709/t20170905_860109.html http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201709/t20170905_860109.html .

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 .

DING Yi ， HUI Hongxun ， LIN Zhenzhi ， et al . Design of business model and market framework oriented to active demand response of power demand side ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 14 ）： 2 - 9 .

胡兆光 . 需求侧管理在中国的应用与实施［J］. 电力系统自动化， 2001 ， 25 （ 1 ）： 41 - 44 .

HU Zhaoguang . Application of demand side management to China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2001 ， 25 （ 1 ）： 41 - 44 .

HUI H X ， DING Y ， SHI Q X ， et al . 5G network-based Internet of Things for demand response in smart grid： a survey on application potential ［J］. Applied Energy ， 2020 ， 257 ： 113972 .

刘念，王程，雷金勇 . 市场模式下光伏用户群的电能共享与需求响应模型［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 16 ）： 49 - 55 .

LIU Nian ， WANG Cheng ， LEI Jinyong . Power energy sharing and demand response model for photovoltaic prosumer cluster under market environment ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 16 ）： 49 - 55 .

罗纯坚，李姚旺，许汉平，等 . 需求响应不确定性对日前优化调度的影响分析［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 5 ）： 22 - 29 .

LUO Chunjian ， LI Yaowang ， XU Hanping ， et al . Influence of demand response uncertainty on day-ahead optimization dispatching ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 5 ）： 22 - 29 .

仉梦林，胡志坚，王小飞，等 . 基于动态场景集和需求响应的二阶段随机规划调度模型［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 11 ）： 68 - 76 .

ZHANG Menglin ， HU Zhijian ， WANG Xiaofei ， et al . Two-stage stochastic programming scheduling model based on dynamic scenario sets and demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 11 ）： 68 - 76 .

万灿，贾妍博，李彪，等 . 城镇能源互联网能源交易模式和用户响应研究现状与展望［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 14 ）： 29 - 40 .

WAN Can ， JIA Yanbo ， LI Biao ， et al . Research status and prospect of energy trading mode and user demand response in urban Energy Internet ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 14 ）： 29 - 40 .

张粒子，叶红豆，陈逍潇 . 基于峰荷责任的输配电价定价方法［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 14 ）： 92 - 98 .

ZHANG Lizi ， YE Hongdou ， CHEN Xiaoxiao . Transmission and distribution pricing method based on peak-load pricing ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 14 ）： 92 - 98 .

王冬容 . 价格型需求侧响应在美国的应用［J］. 电力需求侧管理， 2010 ， 12 （ 4 ）： 74 - 77 .

WANG Dongrong . Application of price-based demand side response in the USA ［J］. Power Demand Side Management ， 2010 ， 12 （ 4 ）： 74 - 77 .

FARUQUI A ， GEORGE S S . The value of dynamic pricing in mass markets ［J］. The Electricity Journal ， 2002 ， 15 （ 6 ）： 45 - 55 .

FARUQUI A ， GEORGE S . Quantifying customer response to dynamic pricing ［J］. The Electricity Journal ， 2005 ， 18 （ 4 ）： 53 - 63 .

PAPAGIANNIS G ， DAGOUMAS A ， LETTAS N ， et al . Economic and environmental impacts from the implementation of an intelligent demand side management system at the European level ［J］. Energy Policy ， 2008 ， 36 （ 1 ）： 163 - 180 .

BELHOMME R ， DE ASUA R C R ， VALTORTA G ， et al . ADDRESS-active demand for the smart grids of the future ［C］// CIRED Seminar 2008： Smart Grids for Distribution ， June 23-24 ， 2008 ， Frankfurt， Germany .

包铭磊，丁一，邵常政，等 . 北欧电力市场评述及对我国的经验借鉴［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 17 ）： 4881 - 4892 .

BAO Minglei ， DING Yi ， SHAO Changzheng ， et al . Review of Nordic electricity market and its suggestions for China ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 17 ）： 4881 - 4892 .

谢康，张凯杰，栾开宁，等 . 电力体制改革背景下的需求响应积分方案探索［J］. 电力需求侧管理， 2019 ， 21 （ 3 ）： 7 - 10 .

XIE Kang ， ZHANG Kaijie ， LUAN Kaining ， et al . Exploration of demand response score scheme under the background of electric power system reform ［J］. Power Demand Side Management ， 2019 ， 21 （ 3 ）： 7 - 10 .

韩延民，陈军，肖明卫 . 电力需求响应在部分试点城市实施情况调研分析［J］. 电力需求侧管理， 2016 ， 18 （ 5 ）： 35 - 37 .

HAN Yanmin ， CHEN Jun ， XIAO Mingwei . Study on the implementation of demand response in part of pilot cities ［J］. Power Demand Side Management ， 2016 ， 18 （ 5 ）： 35 - 37 .

李斌，顾国栋 . 江苏电力负荷管理的创新及实践［J］. 电力需求侧管理， 2015 ， 17 （ 5 ）： 1 - 4 .

LI Bin ， GU Guodong . Innovation and practice of Jiangsu’s power demand side ［J］. Power Demand Side Management ， 2015 ， 17 （ 5 ）： 1 - 4 .

宋永华，包铭磊，丁一，等 . 新电改下我国电力现货市场建设关键要点综述及相关建议［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3172 - 3187 .

SONG Yonghua ， BAO Minglei ， DING Yi ， et al . Review of Chinese electricity spot market key issues and its suggestions under the new round of Chinese power system reform ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3172 - 3187 .

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 （ 1 ）： 4 - 9 .

WEN Fushuan ， LIN Hongji ， HU Jiahua . A preliminary investigation on commercial mechanism and market framework for demand response ［J］. Power Demand Side Management ， 2019 ， 21 （ 1 ）： 4 - 9 .

肖欣，周渝慧，郑凯中，等 . 台湾实施可中断电价进行削峰填谷的需求响应策略及其成本效益分析［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 22 ）： 3615 - 3622 .

XIAO Xin ， ZHOU Yuhui ， CHENG Kaichung ， et al . Research on strategy of interruptible price and its cost-benefit model aimed at peak load shifting in Taiwan ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 22 ）： 3615 - 3622 .

王锡凡，肖云鹏，王秀丽 . 新形势下电力系统供需互动问题研究及分析［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 29 ）： 5018 - 5028 .

WANG Xifan ， XIAO Yunpeng ， WANG Xiuli . Study and analysis on supply-demand interaction of power systems under new circumstances ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 29 ）： 5018 - 5028 .

AAZAMI R ， AFLAKI K ， HAGHIFAM M R . A demand response based solution for LMP management in power markets ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2011 ， 33 （ 5 ）： 1125 - 1132 .

WU H Y ， SHAHIDEHPOUR M ， ALABDULWAHAB A ， et al . Demand response exchange in the stochastic day-ahead scheduling with variable renewable generation ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2015 ， 6 （ 2 ）： 516 - 525 .

陈雨果，张轩，罗钢，等 . 用户报量不报价模式下电力现货市场需求响应机制与方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 9 ）： 179 - 186 .

CHEN Yuguo ， ZHANG Xuan ， LUO Gang ， et al . Demand response mechanism and approach of electricity spot market in bidding mode without price on user side ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 9 ）： 179 - 186 .

国家能源局山东监管办公室 . 山东电力现货市场建设试点实施方案［EB/OL］.［ 2021-04-01 ］. http：//nyj.shandong.gov.cn/art/2019/6/10/art_59960_6 496557.html http://nyj.shandong.gov.cn/art/2019/6/10/art_59960_6496557.html .

Shandong Regulatory Office of the State Energy Administration . Pilot implementation scheme of spot market construction in Shandong Province ［EB/OL］. ［ 2021-04-01 ］. http：//nyj.shandong.gov.cn/art/2019/6/10/art_59960_6496557.html http://nyj.shandong.gov.cn/art/2019/6/10/art_59960_6496557.html .

浙江省人民政府 . 浙江省电力体制改革综合试点方案［EB/OL］.［ 2021-04-01 ］. http：//www.zj.gov.cn/art/2017/10/10/art_1582435_26041874.html http://www.zj.gov.cn/art/2017/10/10/art_1582435_26041874.html .

People’s Government of Zhejiang Province . Comprehensive pilot scheme of electric power system reform in Zhejiang Province ［EB/OL］. ［ 2021-04-01 ］. http：//www.zj.gov.cn/art/2017/10/10/art_1582435_26041874.html http://www.zj.gov.cn/art/2017/10/10/art_1582435_26041874.html .

曾鸣 . 电力需求侧响应原理及其在电力市场中的应用［M］. 北京：中国电力出版社， 2011 .

ZENG Ming . The principle of power demand side response and its application in power market ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2011 .

曾鸣，王冬容，陈贞 . 需求侧响应中的经济学原理［J］. 电力需求侧管理， 2008 ， 10 （ 6 ）： 11 - 15 .

ZENG Ming ， WANG Dongrong ， CHEN Zhen . Economic principles in demand side response ［J］. Power Demand Side Management ， 2008 ， 10 （ 6 ）： 11 - 15 .

郭亦宗，冯斌，岳铂雄，等 . 负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测［J/OL］. 电力系统自动化［ 2020-10-19 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20200907.1321.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20200907.1321.004.html .

GUO Yizong ， FENG Bin ， YUE Boxiong ， et al . Ultra short-term load forecasting considering demand response in load aggregator mode ［J/OL］. Automation of Electric Power Systems ［ 2020-10-19 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20200907.1321.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20200907.1321.004.html .

LIJESEN M G . The real-time price elasticity of electricity ［J］. Energy Economics ， 2007 ， 29 （ 2 ）： 249 - 258 .

郭曼兰 . 市场化环境下的需求侧响应策略研究［D］. 广州：华南理工大学， 2018 .

GUO Manlan . Research on demand response strategies in market environment ［D］. Guangzhou ： South China University of Technology ， 2018 .

彭超逸，顾慧杰，朱文，等 . 交直流混联区域电网现货市场出清模型研究［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 1 ）： 323 - 331 .

PENG Chaoyi ， GU Huijie ， ZHU Wen ， et al . Study on spot market clearing model of regional power grid considering AC/DC hybrid connection ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 323 - 331 .

FERRERO R W ， SHAHIDEHPOUR S M ， RAMESH V C . Transaction analysis in deregulated power systems using game theory ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 1997 ， 12 （ 3 ）： 1340 - 1347 .

宋巍，王佳伟，赵海波，等 . 考虑需求响应交易市场的虚拟电厂多阶段竞价策略研究［J］. 电力系统保护与控制， 2017 ， 45 （ 19 ）： 35 - 45 .

SONG Wei ， WANG Jiawei ， ZHAO Haibo ， et al . Research on multi-stage bidding strategy of virtual power plant considering demand response market ［J］. Power System Protection and Control ， 2017 ， 45 （ 19 ）： 35 - 45 .

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