前言
为了应对电力需求不断扩大和环境日益恶化等问题，出现了需求侧管理（demand side management，DSM）的方法，以利用需求侧来优化资源配置。随着经济效益的提高、服务品质的改善，电力需求侧的角色正在发生质的变化。需求侧资源的地位在电力市场竞争中在不断提高，需求侧响应（demand response，DR）被引入其中，通过用价格信号的引导和激励机制的刺激，可以使需求侧在市场中发挥更大的作用，因此基于价格的需求响应被用于用户，我国普遍使用的是峰谷分时电价 （peak and valley time-of use electricity price，TOU）。
需求响应简述
DR的概念是美国进行了电力市场化改革之后，围绕DSM在竞争市场中充分发挥作用，维持系统可靠性并且提高市场运行效率等诸多问题而提出的。电力市场中的需求响应可以定义为：电力消费者根据价格信号的引导和刺激机制的刺激做出反应，改变以往的电力消费方式或调整用电习惯，引导消费者合理用电。按照消费者不同的响应方式可以将电力市场的DR大致分为两种类型：基于价格的DR（price-based DR）和基于激励的 DR（incentive-based DR）。
1、基于激励的需求响应
基于激励的DR是指实施机构通过颁布一定的条例，当系统可靠性受到影响时，或者当电价较高时，激励用户及时响应并且削减负荷。分为几类：直接负荷控制，容量/辅助服务计划，需求侧竞价，紧急需求响应，可中断负荷。
直接负荷控制：在系统高峰负荷时段时，由执行机构通过远程控制装置来关闭或者循环控制用户的用电设备。这种方式适合居民和小型商业用户，参与的可控制负荷的对象一般是类似热水器、空调等短时间的停电对它的供电服务影响不大的用电设备，并且消费者可以获得一定的中断补偿。这种DR手段，成效明显，在我国宝岛台湾和美国各州已实施多年。
可中断负荷：根据供需双方事先的合同约定，在电网的高峰负荷时段，执行机构向用户发出中断请求信号，在得到用户的响应后，中断部分供电。一般适用的对象是类似大型工业和商业用户等对用电可靠性要求不太高的消费者，在系统高峰时段对消费者的用电量进行限制，能够避开电网尖峰，是电网错峰比较理想的控制方式，同时，一定的中断补贴也会给予消费者。
需求侧竞价：能够使需求侧资源参与电力市场竞争。电力消费者已不再作为电价的接受者，而是通过改变自己的用电方式，用竞价的形式主动参与市场竞争，并获得相应的利益。电力零售商、供电企业和大用电量用户可以直接参与，小型用户可以通过代理间接参与，从而使需求弹性提升，能抑制发电商的市场力和价格尖峰。用户得以主动参与到市场的一系列定价过程中，有利于社会效益的最大化。
2、基于价格的需求响应
基于价格的DR是指电力消费者根据电力价格的变化做出反应，并相应地改变自己的用电需求。分为三类：分时电价（time-)f-use pricing，TOU），实时电价 （real time pricing，RTP），尖峰电价（critical peak pricing，CPP）。
对峰谷分时电价下用户的需求响应的建模方法大致上可分为四种：基于电力需求价格弹性（price elasticity )f electricity demand，PEED）、基于消费者心理学、基于统计学原理和其他建模方法。
分时电价：电力市场建设初期，往往实行固定电价，这造成了非高峰时段用电的消费者对高峰时段的电力消费者补贴的情况。公平合理的电价能够提供正确的经济信号，从而提供一种经济上的刺激，引导消费者合理用电的同时，实现了资源的优化配置。
TOU是一种反映电力系统不同的时段之间供电成本差别的有效电价机制，常见的有季节电价，丰枯电价，峰谷电价等形式。做法是根据电网的负荷分布，将一天、一周、一个季度或者一年等划分成高峰时段，平值时段，低谷时段等，将负荷高峰时段的电力销售价格调高，将负荷低谷时段的电力销售价格降低，从而引导消费者调整用电行为，优化自己的负荷分配，以缓解高峰时期电力资源紧张的状况，减少发电容量的投资成本和运行成本，同时用户也可以降低自己的总体电费并得到了一定的优惠。
通过实施时间上的电力零售价格的不同，TOU 与固定电价相比较之下，TOU的市场效率更高，同时能实现削峰填谷使负荷曲线更加平缓，增加社会福利等方面。
实时电价：由美国人Schweppe提出的现货电价（spot price）的概念，经过一定时间的发展形成了RTP电价理论，借助最优潮流等一系列工具，该理论不断地被补充，完善。由于零售侧的容量分散性和技术条件等诸多因素的限制，很多国家都只是在小范围内实施 RTP。电价的更新周期决定了其对消费者撬动作用的程度，更新周期越短，需要的技术上的支持也就变得越高，由于TOU的时段划分都是事先确定，更新周期相对较长。所以，出现较短时期容量不足的情况时，TOU不能做到激励用户进一步减少负荷。
而RTP是动态的定价机制，电价的更新周期可以达到60min或者30min，将零售侧的电价和电力批发市场的出清电价联动，能反映出每天各个时段的电价成本变化并且有效地传达电价信号。RTP定价机制能及时地反映边际供电成本，给电力企业和用户带来很多好处，其定价方式对于零售侧来说是最优的。实施实时电价和分时电价与固定电价制度相比较，分时电价制度只有实时电价制度经济盈余上的8%-29%。由于参与RTP的电力消费者需要对RTP做出实时反应，但让消费者不断观察并反应电价总是不太现实，所以大范围内实施RTP存在一定困难。
尖峰电价：CPP以TOU和RTP为基础，并在此基础之上发展起来的一种电价机制。尖峰时段的设定和对应时段的尖峰费率由实施机构事前约定，在非尖峰时段实施TOU，到了尖峰时段则叠加尖峰费率，简单来说就是在TOU 上再施加尖峰费率形成的一种定价方式。用户在接到尖峰时段即将到来的通知时，可以提前调整自己的用电计划。CPP的费率也是事先确定的，所以在经济效率上不如RTP，但是 CPP 可以一定程度上降低RTP的价格风险，且CPP在一定程度上优于TOU，反映系统尖峰时段的短期供电成本的能力较强，削峰填谷的能力方面也较优于TOU。
程序介绍
为了增强需求侧在电力市场中的作用，可以通过价格信号和激励机制来实现，这是电力市场发展的必然要求。程序首先介绍了实施峰谷分时电价的背景和意义及需求响应的分类；其次研究了基于价格的需求响应下的分时电价，即峰谷分时电价，分析了四类峰谷分时电价下用户需求响应（可转移、可中断负荷）模型的建模方法，通过仿真实例验证了该模型的有效性，为科学制定峰谷分时电价和准确预测用户的响应行为提供了科学依据。程序算例丰富、注释清晰、干货满满，可扩展性和创新性很高！足以撑起一篇高水平论文！下面对程序做简要介绍！
适用平台：Matlab+Yalmip+Cplex
程序结果
部分程序
%% 定义变量sdpvar/binvarpil=sdpvar(3,24);%中断负荷cshift=sdpvar(1,24);%定义转移负荷补偿费用shiftl=sdpvar(1,24);%转移到别处的负荷shiftq=sdpvar(1,24);%从别处转移过来的负荷ushiftl=binvar(1,24);%0-1变量ushiftq=binvar(1,24);%0-1变量pmgb=sdpvar(1,24);%用户用电费用cxuefeng=sdpvar(1,24);%削峰填谷收益%% 约束条件C=[];%初始化约束%% 需求响应资源——可中断负荷约束0<=pil(m,t)<=cil(m)*pload(t), %各级中断负荷约束pil(m,t)+ pil(m,t-1)<=0.2*pload(t), %连续性中断负荷约束%% 可转移负荷约束ushiftl(t)+ushiftq(t)<=1;%设置互斥约束，不能同时转移和转接shiftl(t)<= ushiftl(t)*pload(t)*0.12;%每个时刻最大转移量shiftq(t)<=ushiftq(t)*pload(t)*0.12;%每个时刻最大转接量C=[C,sum(shiftl)==sum(shiftq)];%转移前后总负荷应当保持不变%% 功率平衡约束pload(t)-shiftl(t)+shiftq(t)-sum(pil(:,t))==pmgb(t),cshift(t)==50*shiftl(t)+30*shiftq(t) %计算转移负荷的补偿费用%% 费用计算F1=sum(xs.*pmgb)F2=sum(pil(1,:)*kil(1))+sum(pil(2,:)*kil(2))+sum(pil(3,:)*kil(3))%可中断负荷补偿费用F3=sum(cshift)%可转移负荷补偿费用F=F1+F2+F3 %总目标函数
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