生活电器用电效用概念及其评估方法

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http://www.aepsinfo.com生活电器用电效用概念及其评估方法赵雪霖1,2,何光宇2,3(1.国网江苏省电力公司电力经济技术研究院,江苏省南京市210008;2.电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,清华大学,北京市100084;3.上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海市200240)摘要:结合经济学中效用理论,提出了用电效用思想与概念。用电效用是在传统的能效基础上,从电力用户的主体地位角度表征电器用电价值,对指导电力需求侧节能减排和参与需求响应具有关键作用。首先,对典型生活电器分类,给出了不同类别电器的温度和时间效用函数。进一步,提出了生活电器用电效用分级思想,并给出分级方法与其在优化中的应用。最后,以典型家庭环境为例对生活电器用电效用水平进行了评估并进行节能优化,结果表明效用等级的提高意味着能耗的节省,可在保障用户满意度的基础上实现良好的节能效果。关键词:需求侧管理;用电效用;效用分级;节能

收稿日期:20150327;修回日期:20150821。国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA050201)。0引言电力需求侧管理是通过改变用户用电方式实现节电节能、优化电力系统负荷曲线形状的目的[12]。良好的用电方式对提高电能利用效率,促进电力资源优化配置等方面具有重要意义,是实现节能减排目标的一项重要措施。因此,用电方式优化是进行电力需求侧管理的重要研究内容。电力用户的用电方式优化主要包括3个问题:①判断用电方式是否需要优化;②给出优化策略;③评估优化效果。其中,问题①和问题③的主要研究方法是建立合适的评估模型,从而挖掘节能、电力需求侧管理、需求响应的潜力,或者评估其实施效果。如文献[3]设计了一种通用的能效评估计算器,以经济成本、投资成本和减排量为评估指标对技改措施的节能效果进行评价。文献[4]以可避免电量、单位节电成本、年纯收益和环保效益等为指标进行电力需求侧管理的成本效益分析。问题②在进行优化策略求解时,一般以用电成本、节能量等为目标函数,并辅以用户满意度作为决策参考要素。如文献[5]考虑用户用电时的舒适度与充盈度研究电力需求侧管理的价格决策模型。文献[6]将用户满意度分为用电方式满意度和电费支出满意度两方面进行评价,从用电方式的改变和经济性两方面来衡量用户的满意度,对用户的峰、平、谷价格进行优化决策。文献[7]针对工业用户,以单位利润下的电能消耗为能效标杆,建立可中断负荷优化管理模型。本文在上述研究的基础上,结合经济学的效用理论,提出用电效用的概念,给出生活电器用电效用评估方法。该评估方法对电力用户的用电方式优化中的3个问题都有重要意义。1)对问题①和问题③,电器的效用评价等级可分析其在节能、电力需求侧管理、需求响应等方面的优化潜力,并给出优化结果评估的量化分级结果。2)对问题②,用电效用评估方法结合实时环境参数与用电活动,因此评价结果也具有实时性,可在需求响应、实时价格决策等问题中作为优化策略求解的重要辅助判据。生活电器用电效用评估同时兼顾了电器的用电能效与用户的用电满意度,是对电能使用价值的综合评价,在指导生活用电节能减排、电力需求侧管理和需求响应等方面都具有重要的研究意义。1生活电器用电效用思想与概念1.1经济学研究中的效用理论效用是经济学中最常用的概念之一[8],丹尼尔·伯努利提出该理论来挑战传统理论中以金额期望值作为决策的标准。经济学家希望通过效用来诠释:具有理性消费的人在有限的资源约束条件下,购35第40卷第1期2016年1月10日Vol.40No.1Jan.10,2016DOI:10.7500/AEPS20150327010

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