需求响应模拟系统的建立与实验分析

需求响应模拟系统的建立与实验分析

王琴琴张娅莲

三峡大学湖北宜昌443002

摘要：电力系统随着经济社会的不断发展也获得了长足的发展。而伴随电力市场的发展和完善，电力负荷等产生的压力对电网系统以及电力企业都造成了巨大的负担。本文研究的用户侧需求响应系统就是为了缓解这一类的压力而产生的。本文通过探究需求响应的定义分类等基本原理，开发需求响应系统的开发方案。最后，文章依据方案展开实际效果模拟，并分析需求响应系统运行效果。

关键词：用户侧；需求响应；效果模拟

引言

电力系统随着其竞争性的不断发展和完善，其利益主体也逐渐开始朝着多元化的方向发展。也正因为如此，需求侧资源开始逐渐受到更多的关注和重视。电力市场需要不断通过引进各类技术来调节供需和激励市场发展。

随着各项智能技术逐渐走进用户的生活，智能家居等基础性设施如果能够结合用户侧需求响应技术，生活将会得到极大的方便。但是目前而言，直接参与需求相应项目的用户并不多见，所以并没有形成相对完整的评价体系。本文拟通过用户侧需求响应系统模拟用户参与需求响应项目的环境和过程。通过这种方式，向用户展示需求响应技术，提高其理解和认识，从而实现需求响应技术更好地在智能电网中应用。

一需求响应系统技术定义、原理和分类

1.1需求响应定义

需求响应是一种短期的行为，它的出现通常是为了保证电网稳定并且抑制电价在短期内升高。具体来说，分为如下两种情况：第一，电力系统可靠性受到外来威胁，电力用户通常会收到供电方为了减少负荷而给出的补偿通知；第二，电价呈现上升的信号时，用户通常会采取改变原有用电方式的行为来回应这一趋势。这两种都是对应解决电力需求侧可能出现的问题。

1.2需求响应具体分类

通常来说，电力需求响应主要分为两类。像上面两种情况所描述的，分为激励性和电价型两种。激励型需求响应通常指的是，电力系统的用户在电力系统有需要减少负荷的时候采取相应行为支持系统维护时，能够获得电力系统给出的补偿或者优惠电价。激励型需求响应又可以细化为如下几种情况：需求侧竞价、直接供电负荷、紧急需求响应、可中断负荷等等。

电价型需求响应直观理解就是用户发现电价有要上升的可能时，减少用电，或者根据用电时段费用不同而调整用电时间的行为。目前较为常见的电价型需求响应包括尖峰电价、实时电价等多种。通常来说上述两种需求响应模式能够在电力系统的运行中起到相互补充的作用，而一定程度上减小电力储备方面的压力，增加其稳定性。

1.3需求响应系统原理

需求响应系统是一种双向集成的网络，它将智能测控技术与决策系统连接在一起，结合用户的使用需求与使用习惯来实时的响应电力供应的要求。它能够实现减小电力系统负荷、维护电网平衡等目的。

系统通常要遵循的流程如下：

第一步，电网系统内部人员根据需求发布需求响应事件以及对应可能发生的价格变化型号；

第二步，以上信息通过需求响应系统传输到用户侧；

第三步，用户侧以一分钟的间断频率不断从系统中接收通知；

第四步，用户侧根据自身内置的程序判定要采取的应对措施；

第五步，反馈结果。

二用户侧需求响应实验测试环境模拟与搭建

2.1需求相应设备服务器

服务器是一个简化软件，包含用户登录、需求响应分类项目选择、需求响应事件添加、参数配置、生成发布等一系列内置程序。

2.2智能终端

智能终端设备一方面为家庭用户安排合理的用电方案，一方面通过与外界电网的信息交流来调整用电模式。它是一个信息交互的平台和主要媒介。

2.3设计方案

需求响应系统的设计分为三层结构，分别为主站、智能终端、以及设备。采用以太网的通讯协议和WEBSERVICE接口实现通知的下发和信息的反馈。传统插座通过智能插座的方式与系统相关联，从而实现信息采集、传输信息、下达控制命令等目的。

三模拟效果展示与分析

本文先以分时电价项目为例，对用户侧需求响应系统进行模拟和分析，进而判断使用效果。在该项目中，用电设备通过接收到的模拟电网短发来的通知，掌握到峰谷电价差异的需求，从而尽量避开电网高峰段运行各类用电器，从而实现平衡电能的需求。

智能终端首先记录某家庭24个时段内的家庭耗电量，并对应峰平谷三种状态下的用电成本。如下对应该家庭24小时的用电信息。

上表显示，该家庭一天用电总量为6.9千瓦时。未考虑峰谷电价信息时，家庭用电每天的用电成本确定，为3.85；而通过用户侧需求响应系统则可以将用电成本控制在3.05，极大地降低了家庭用电的成本。通过这种方式，一个家庭每天可节约用电成本0.8元，每月将有机会以节约接近24元用电成本。以此，在不改变用电需求的前提下调整用电方式，既能够实现经济效益的提升，又能够缓解电网部门的负荷压力，带来较高的社会效益。

四结束语

面向一般用户搭建需求响应系统，能够充分提高用户在电网运行中的参与程度和积极性，而且在多种环境下起到减小电力负荷压力的作用，能够创造价值很高的经济效益和社会效益。

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