考虑差异化激励的中小用户参与准线型需求响应交易机制

王磊; 潘天宇; 韩露; 王品; 张世康; 施天成

doi:10.7500/AEPS20230725007

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考虑差异化激励的中小用户参与准线型需求响应交易机制

学术研究 | 更新时间：2025-07-14

- 考虑差异化激励的中小用户参与准线型需求响应交易机制
- Trading Mechanism for Participation of Small- and Medium-sized Customers in Directrix Demand Response Considering Differentiated Incentives
- 电力系统自动化 2025年49卷第13期页码：137-144
- 作者机构：
  
  1.新能源利用与节能安徽省重点实验室（合肥工业大学），安徽省合肥市 230009
  2.安徽送变电工程有限公司，安徽省合肥市 230022
  3.国网安徽省电力有限公司营销服务中心，安徽省合肥市 230061
  4.国网安徽省电力有限公司经济技术研究院，安徽省合肥市 230022
- 作者简介：
  
  王磊(1978—)，男，博士，副教授，主要研究方向：分布式发电和微网技术、综合能源系统规划运行。E-mail：wanglei223@hfut.edu.cn
  潘天宇(2001—)，男，通信作者，硕士研究生，主要研究方向：电力市场、需求响应。E-mail：1335961440@qq.com
  韩露(1997—)，女，助理工程师，主要研究方向：需求响应。E-mail：2951516652@qq.com
- 基金信息：
  
  中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(PA2023GDSK0084);已申请国家发明专利（申请号：202211455127.3）
- DOI：10.7500/AEPS20230725007
  中图分类号：
- 收稿：2023-07-25，
  
  修回：2025-02-17，
  
  网络出版：2025-04-24，
  
  纸质出版：2025-07-10
- 稿件说明：
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王磊,潘天宇,韩露等.考虑差异化激励的中小用户参与准线型需求响应交易机制[J].电力系统自动化,2025,49(13):137-144.

WANG Lei,PAN Tianyu,HAN Lu,et al.Trading Mechanism for Participation of Small- and Medium-sized Customers in Directrix Demand Response Considering Differentiated Incentives[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):137-144.
王磊,潘天宇,韩露等.考虑差异化激励的中小用户参与准线型需求响应交易机制[J].电力系统自动化,2025,49(13):137-144. DOI： 10.7500/AEPS20230725007.

WANG Lei,PAN Tianyu,HAN Lu,et al.Trading Mechanism for Participation of Small- and Medium-sized Customers in Directrix Demand Response Considering Differentiated Incentives[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):137-144. DOI： 10.7500/AEPS20230725007.

摘要

需求响应(DR)已成为增加需求侧灵活性的重要手段，其有效实施对解决电力系统灵活性短缺问题至关重要。然而，当前DR参与主体主要集中在大中型工商业用户，中小用户由于单体用电量小、数量众多且参与意愿低，实施效果不明显。为此，文中设计了通过负荷聚合商(LA)整合分散的中小用户响应资源参与准线型DR的交易机制。首先，提出计及响应积极度和负荷贡献度的综合评估指标以衡量中小用户参与准线型DR的效果；其次，通过设置惩罚因子来建立差异化激励机制；最后，建立了上层LA的收益优化模型和下层中小用户的补贴优化模型，并采用中国华东某地区的DR试点数据进行仿真验证。结果表明，所提机制能够有效引导中小用户积极响应，提升LA调用需求侧资源的经济效益。

Abstract

Demand response (DR) has become the important means to increase the demand-side flexibility

and its effective implementation is crucial for solving the flexibility shortage of power systems. However

the current DR participating entities are mainly large- and medium-sized industrial and commercial customers

while the DR implementation effect of small- and medium-sized customers is limited due to their low individual electricity consumption

large numbers

and low participation willingness. Therefore

a trading mechanism is designed for the load aggregator (LA) to integrate the dispersed response resources of small- and medium-sized customers to participate in directrix DR. Firstly

a comprehensive evaluation indicator that takes into account the response positivity and the load contribution is proposed to measure the participation effectiveness of the small- and medium-sized customers in directrix DR. Secondly

a differentiated incentive mechanism is established by setting penalty factors. Finally

an upper-level revenue optimization model of LA and a lower-level subsidy optimization model of small- and medium-sized customers are developed. The simulation validation is carried out using pilot DR data of a certain area in East China. The results show that the proposed mechanism can effectively guide small- and medium-sized customers to respond positively

and can improve the economic efficiency of LAs in dispatching demand-side resources.

关键词

Keywords

references

舒印彪，张智刚，郭剑波，等 . 新能源消纳关键因素分析及解决措施研究［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 1 ）： 1 - 9 .

SHU Yinbiao ， ZHANG Zhigang ， GUO Jianbo ， et al . Study on key factors and solution of renewable energy accommodation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 1 - 9 .

卓振宇，张宁，谢小荣，等 . 高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

ZHUO Zhenyu ， ZHANG Ning ， XIE Xiaorong ， et al . Key technologies and developing challenges of power system with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

王彩霞，时智勇，梁志峰，等 . 新能源为主体电力系统的需求侧资源利用关键技术及展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 16 ）： 37 - 48 .

WANG Caixia ， SHI Zhiyong ， LIANG Zhifeng ， et al . Key technologies and prospects of demand-side resource utilization for power systems dominated by renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 16 ）： 37 - 48 .

李彬，陈京生，李德智，等 . 我国实施大规模需求响应的关键问题剖析与展望［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 2 ）： 694 - 704 .

LI Bin ， CHEN Jingsheng ， LI Dezhi ， et al . Analysis and prospect of key issues in China’s demand response for further large scale implementation ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 2 ）： 694 - 704 .

徐涛，王樊云 . 电力需求响应实施现状综述及展望［J］. 分布式能源， 2024 ， 9 （ 3 ）： 1 - 11 .

XU Tao ， WANG Fanyun . Review and prospect of power demand response implementation ［J］. Distributed Energy ， 2024 ， 9 （ 3 ）： 1 - 11 .

蒋玮，程澍，李鹏，等 . 面向用户侧源储资源优化调度的能源区块链平台设计［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 12 ）： 11 - 19 .

JIANG Wei ， CHENG Shu ， LI Peng ， et al . Design of energy blockchain platform for optimal dispatching of source and storage resources on user side ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 12 ）： 11 - 19 .

ZHONG H W ， XIE L ， XIA Q . Coupon incentive-based demand response： theory and case study ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 2 ）： 1266 - 1276 .

WANG X ， TANG W . Modeling and analysis of baseline manipulation in demand response programs ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2022 ， 13 （ 2 ）： 1178 - 1186 .

范帅，郏琨琪，王芬，等 . 基于负荷准线的大规模需求响应［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 15 ）： 19 - 27 .

FAN Shuai ， JIA Kunqi ， WANG Fen ， et al . Large-scale demand response based on customer directrix load ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 15 ）： 19 - 27 .

范帅，危怡涵，何光宇，等 . 面向新型电力系统的需求响应机制探讨［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 7 ）： 1 - 12 .

FAN Shuai ， WEI Yihan ， HE Guangyu ， et al . Discussion on demand response mechanism for new power systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 7 ）： 1 - 12 .

李进鑫，张沛超，赵建立，等 . 基于负荷准线的5G基站虚拟电厂优化控制方法［J］. 电网技术， 2024 ， 48 （ 6 ）： 2356 - 2365 .

LI Jinxin ， ZHANG Peichao ， ZHAO Jianli ， et al . Optimal control of 5G base station virtual power plant based on customer directrix load ［J］. Power System Technology ， 2024 ， 48 （ 6 ）： 2356 - 2365 .

徐博强，张沛超，何光宇，等 . 基于主从博弈的热水器集群的负荷准线控制方法［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 21 ）： 7785 - 7797 .

XU Boqiang ， ZHANG Peichao ， HE Guangyu ， et al . Stackelberg game based control method for water heater cluster using customer directrix line ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 21 ）： 7785 - 7797 .

高月芬，员成博，孔凡鹏，等 . 需求响应激励下耦合电转气、碳捕集设备的综合能源系统优化［J］. 中国电力， 2024 ， 57 （ 4 ）： 32 - 41 .

GAO Yuefen ， YUN Chengbo ， KONG Fanpeng ， et al . Optimization of integrated energy system coupled with power-to-gas and carbon capture and storage equipment under demand response incentive ［J］. Electric Power ， 2024 ， 57 （ 4 ）： 32 - 41 .

LIU D ， QIN Z M ， HUA H C ， et al . Incremental incentive mechanism design for diversified consumers in demand response ［J］. Applied Energy ， 2023 ， 329 ： 120240 .

钱科军，沈杰，刘乙，等 . 基于负荷聚类的居民需求响应积分精准激励机制［J］. 智慧电力， 2019 ， 47 （ 7 ）： 29 - 35 .

QIAN Kejun ， SHEN Jie ， LIU Yi ， et al . Accurate score incentive mechanism of resident demand response based on load clustering ［J］. Smart Power ， 2019 ， 47 （ 7 ）： 29 - 35 .

刘欣怡 . 面向居民用户主动响应的电力积分机制设计［D］. 杭州：浙江大学， 2022 .

LIU Xinyi . Design of power score mechanism for active demand response of residential users ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2022 .

WANG Y ， YAN Y ， LIN Z ， et al . Score-based incentive demand response for load aggregators considering power-score redeem behavior of residential consumers ［J/OL］. International Journal of Electrical Power and Energy Systems ［ 2025-01-10 ］. https：//doi.org/10.1016/j.ijepes.2024.110233 https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2024.110233 .

张靖琛，江全元，耿光超，等 . 基于区块链的负荷聚合商及居民用户多方共治交易模式［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 1 ）： 109 - 118 .

ZHANG Jingchen ， JIANG Quanyuan ， GENG Guangchao ， et al . Blockchain-based multi-party co-governance transaction mode for load aggregator and residential users ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 1 ）： 109 - 118 .

MENG Y ， XU S L ， HONG J H ， et al . Optimal strategy for customer directrix load based demand response considering comfort and preference of customers ［C］// 2022 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies-Asia （ISGT Asia）， November 1-5 ， 2022 ， Singapore ： 585 - 589 .

徐博强，赵建立，张沛超，等 . 基于负荷准线和纳什谈判的高比例新能源消纳方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 15 ）： 36 - 45 .

XU Boqiang ， ZHAO Jianli ， ZHANG Peichao ， et al . High-proportion renewable energy accommodation method based on customer directrix load and Nash bargaining ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 15 ）： 36 - 45 .

成雨阳，高红均，王仁浚，等 . 虚拟电厂两阶段准线型需求响应优化及收益共享-风险共担决策方法［J］. 电网技术， 2024 ， 48 （ 2 ）： 799 - 808 .

CHENG Yuyang ， GAO Hongjun ， WANG Renjun ， et al . Optimal strategy for two stage customer directrix load based demand response and profit sharing-risk sharing decision-making method for virtual power plant ［J］. Power System Technology ， 2024 ， 48 （ 2 ）： 799 - 808 .

唐冬来，倪平波，张捷，等 . 基于离散弗雷歇距离的户变关系识别方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 6 ）： 223 - 230 .

TANG Donglai ， NI Pingbo ， ZHANG Jie ， et al . Identification method for relationship between household transformers based on discrete Frechet distance ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 6 ）： 223 - 230 .

吕挺，张智，芦鹏飞，等 . 考虑用户信用的虚拟聚合商需求响应交易机制［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 19 ）： 44 - 52 .

LYU Ting ， ZHANG Zhi ， LU Pengfei ， et al . Demand response transaction mechanism for virtual load aggregator considering user credit ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 19 ）： 44 - 52 .

WEI F ， JING Z X ， WU P Z ， et al . A Stackelberg game approach for multiple energies trading in integrated energy systems ［J］. Applied Energy ， 2017 ， 200 ： 315 - 329 .

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