基于负荷准线的用户需求响应潜力评估

邵韵霏; 范帅; 郏琨琪; 黄艺璇; 何光宇

doi:10.7500/AEPS20240519004

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基于负荷准线的用户需求响应潜力评估

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于负荷准线的用户需求响应潜力评估
- Assessment of Customer Demand Response Potential Based on Load Directrix
- 电力系统自动化 2024年48卷第24期页码：33-43
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240
  2.国网上海市区供电公司，上海市 200080
  3.国网江苏省电力有限公司营销服务中心，江苏省南京市 210019
- 作者简介：
  
  邵韵霏 (1999—)，女，硕士研究生，主要研究方向：需求响应。E-mail：faye19981231@sjtu.edu.cn
  范帅(1993—)，男，通信作者，博士，主要研究方向：智能用电、虚拟电厂、需求响应。E-mail：fanshuai@sjtu.edu.cn
  郏琨琪（1992—），男，博士，高级工程师，主要研究方向：智能用电、虚拟电厂。E-mail：jiakunqi92815@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52207123);上海市青年科技英才扬帆计划(22YF1418900)
- DOI：10.7500/AEPS20240519004
  中图分类号：
- 收稿：2024-05-19，
  
  修回：2024-08-12，
  
  网络出版：2024-10-12，
  
  纸质出版：2024-12-25
- 稿件说明：
移动端阅览
邵韵霏,范帅,郏琨琪等.基于负荷准线的用户需求响应潜力评估[J].电力系统自动化,2024,48(24):33-43.

SHAO Yunfei,FAN Shuai,JIA Kunqi,et al.Assessment of Customer Demand Response Potential Based on Load Directrix[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(24):33-43.
邵韵霏,范帅,郏琨琪等.基于负荷准线的用户需求响应潜力评估[J].电力系统自动化,2024,48(24):33-43. DOI： 10.7500/AEPS20240519004.

SHAO Yunfei,FAN Shuai,JIA Kunqi,et al.Assessment of Customer Demand Response Potential Based on Load Directrix[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(24):33-43. DOI： 10.7500/AEPS20240519004.

摘要

需求响应是挖掘电力需求侧灵活性的有效手段。准线型需求响应因其规模化推广受到关注，但缺乏用户潜力评估方法，而传统的分时评估方法存在不足，难以量化跨时段的响应效果。因此，提出一种新的评估方法。首先，建立面向聚合商的评估框架，输入数据为历史负荷曲线和电网发布的负荷准线。其次，基于负荷准线分段，采用主成分分析和谱系聚类挖掘用电模式。然后，利用逼近理想解排序-熵权算法计算特征指标得分，结合特征得分与综合得分进行潜力评估。最后，通过测试算例直观展示不同用户的响应潜力。所提方法为聚合商参与准线型需求响应提供了全面信息，指导用户高效实施需求响应，并为资源互补聚合提供准确量化依据。

Abstract

Demand response is an effective means to explore the flexibility of power demand side. The directrix demand response has attracted attention because of its scalability and regular application

but it lacks the assessment method of customer potential. The traditional time-of-use assessment methods have limitations

so it is difficult to quantify the response effect across time periods. Therefore

a new assessment method is proposed. Firstly

an assessment framework for aggregators is established

and the input data are the historical load curves and the load directrix issued by the power grid. Secondly

based on load directrix segmentation

the principal component analysis and spectrum clustering are used to mine the electricity consumption patterns. Then

the characteristic index score is calculated by using the technique for order preference by similarity to an ideal solution (TOPSIS)-entropy weight algorithm

and the potential is assessed by combining the feature score and comprehensive score. Finally

a test case is given to show the response potential of different customers. The proposed method provides comprehensive information for aggregators to participate in directrix demand response

guides customers to efficiently implement demand response

and provides accurate quantitative basis for resource complementary aggregation.

关键词

Keywords

references

张一，李文杰，吴魁，等 . 含多可控资源的低碳园区自动需求响应优化方法［J］. 广东电力， 2023 ， 36 （ 11 ）： 11 - 19 .

NIAN V ， MIGNACCA B ， LOCATELLI G . Policies toward net-zero： benchmarking the economic competitiveness of nuclear against wind and solar energy ［J］. Applied Energy ， 2022 ， 320 ： 119275 .

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 .

国家发展改革委等部门关于印发《电力需求侧管理办法（2023年版）》的通知［EB/OL］.［ 2024-01-01 ］. https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202310/content_6907311.htm https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202310/content_6907311.htm .

Notice from the National Development and Reform Commission and other departments on the issuance of the “Electricity Demand Side Management Measures （2023 edition） ”［EB/OL］.［ 2024-01-01 ］. https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202310/conte nt_6907311.htm https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202310/content_6907311.htm .

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 .

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 .

FAN S ， LI Z Y ， YANG L ， et al . Customer directrix load-based large-scale demand response for integrating renewable energy sources ［J］. Electric Power Systems Research ， 2020 ， 181 ： 106175 .

孟琰，肖居承，洪居华，等 . 计及需求响应不确定性的节点负荷准线：概念与模型［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 13 ）： 28 - 39 .

MENG Yan ， XIAO Jucheng ， HONG Juhua ， et al . Nodal customer directrix load considering demand response uncertainty： concept and model ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 13 ）： 28 - 39 .

MENG Y ， FAN S ， SHEN Y ， et al . Transmission and distribution network-constrained large-scale demand response based on locational customer directrix load for accommodating renewable energy ［J］. Applied Energy ， 2023 ， 350 ： 121681 .

LUO Q H ， ZHANG S D . Two-stage optimal scheduling of virtual power plant considering demand response and forecast errors ［C］// 2022 4th International Conference on Electrical Engineering and Control Technologies （CEECT）， December 16-18 ， 2022 ， Shanghai， China ： 852 - 856 .

王长浩，高红均，周文毅，等 . 考虑准线需求响应的高比例新能源电力系统调度优化［J/OL］. 电网技术［ 2024-01-01 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.1598 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.1598 .

WANG Changhao ， GAO Hongjun ， ZHOU Wenyi ， et al . High proportion new energy power system scheduling optimization considering customer directrix line demand response ［J/OL］. Power System Technology ［ 2024-01-01 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.1598 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.1598 .

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 .

刘雁行，乔如妤，梁楠，等 . 基于负荷准线和深度强化学习的含电动汽车集群系统新能源消纳策略［J/OL］. 上海交通大学学报［ 2024-01-01 ］. https：//doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.529 https://doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.529 .

LIU Yanxing ， QIAO Ruyu ， LIANG Nan ， el al . Renewable energy consumption strategies of the power system integrated with electric vehicle clusters based on load alignment and deep reinforcement learning ［J/OL］. Journal of Shanghai Jiaotong University ［ 2024-01-01 ］. https：//doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.529 https://doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.529 .

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 .

吴争，甘海庆 . 电力市场环境下需求侧资源评估与调控综述［J］. 电力需求侧管理， 2024 ， 26 （ 1 ）： 1 - 8 .

WU Zheng ， GAN Haiqing . Review of research on the assessment and regulation of the demand side resources under electricity market circumstances ［J］. Power Demand Side Management ， 2024 ， 26 （ 1 ）： 1 - 8 .

王飞，李美颐，张旭东，等 . 需求响应资源潜力评估方法、应用及展望［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 21 ）： 173 - 191 .

WANG Fei ， LI Meiyi ， ZHANG Xudong ， et al . Assessment methods for demand response resource potential and their application and prospect ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 21 ）： 173 - 191 .

张波，胡卫军，王健，等 . 面向虚拟电厂的需求响应潜力评估方法研究［J］. 浙江电力， 2023 ， 42 （ 6 ）： 78 - 85 .

ZHANG Bo ， HU Weijun ， WANG Jian ， et al . Research on a demand response potential evaluation method for virtual power plant ［J］. Zhejiang Electric Power ， 2023 ， 42 （ 6 ）： 78 - 85 .

SAFDARIAN A ， FOTUHI-FIRUZABAD M ， LEHTONEN M . A medium-term decision model for DisCos： forward contracting and TOU pricing ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2015 ， 30 （ 3 ）： 1143 - 1154 .

范宇辉，姜婷玉，黄奇峰，等 . 基于画像的工业园区需求响应潜力评估［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 1 ）： 41 - 49 .

FAN Yuhui ， JIANG Tingyu ， HUANG Qifeng ， et al . Portrait-based assessment on demand response potential of industrial parks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 1 ）： 41 - 49 .

LIU H L ， YUAN R J ， LI J ， et al . Research on the evaluation method of peak shaving and valley filling potential of power demand side response based on typical large industrial users ［C］// 2022 IEEE 6th Conference on Energy Internet and Energy System Integration （EI2 ）， November 11-13 ， 2022 ， Chengdu， China ： 3148 - 3152 .

LIU D ， SUN Y ， QU Y ， et al . Analysis and accurate prediction of user’s response behavior in incentive-based demand response ［J］. IEEE Access ， 2019 ， 7 ： 3170 - 3180 .

宋军英，何聪，李欣然，等 . 基于特征指标降维及熵权法的日负荷曲线聚类方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 20 ）： 65 - 72 .

SONG Junying ， HE Cong ， LI Xinran ， et al . Daily load curve clustering method based on feature index dimension reduction and entropy weight method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 20 ）： 65 - 72 .

何光宇，范帅，李祖毅，等 . 适应新型电力系统的电力互替品市场：（一）理念与构想［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 9 ）： 54 - 66 .

HE Guangyu ， FAN Shuai ， LI Zuyi ， et al . Substitute power product market suitable for new power system：Part one conceptualization and consideration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 9 ）： 54 - 66 .

柳劲松，王颖，熊春晖，等 . 基于日负荷曲线的用电模式提取与聚类分析［J］. 电工电能新技术， 2023 ， 42 （ 5 ）： 57 - 63 .

LIU Jinsong ， WANG Ying ， XIONG Chunhui ， et al . Daily load curve based power consumption mode extraction and clustering analysis ［J］. Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy ， 2023 ， 42 （ 5 ）： 57 - 63 .

赵晋泉，夏雪，刘子文，等 . 电力用户用电特征选择与行为画像［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 9 ）： 3488 - 3496 .

ZHAO Jinquan ， XIA Xue ， LIU Ziwen ， et al . User electricity consumption feature selection and behavioral portrait ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 9 ）： 3488 - 3496 .

王潇笛，刘俊勇，刘友波，等 . 采用自适应分段聚合近似的典型负荷曲线形态聚类算法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 1 ）： 110 - 118 .

WANG Xiaodi ， LIU Junyong ， LIU Youbo ， et al . Shape clustering algorithm of typical load curves based on adaptive piecewise aggregate approximation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 1 ）： 110 - 118 .

孙胜博，张凯，冯剑，等 . 基于负荷特性分析的电力用户用电行为特征研究［J］. 内蒙古电力技术， 2020 ， 38 （ 1 ）： 40 - 44 .

SUN Shengbo ， ZHANG Kai ， FENG Jian ， et al . Research on characteristics of customer electricity behavior based on load characteristics ［J］. Inner Mongolia Electric Power ， 2020 ， 38 （ 1 ）： 40 - 44 .

赵心月 . 基于最大互信息特征辨识的电力系统暂态稳定评估方法［D］. 北京：华北电力大学， 2023 .

ZHAO Xinyue . Power system transient stability evaluation method based on maximum mutual information feature identification ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2023 .

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