CN107392353B - 基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，确定参与电网互动排名用户的数量目标群体，记录各用户的档案信息；确定打分量；根据每个打分量的打分模型计算分数；对每个用户的打分量计算总分数，并排名，排名结果每日可计算并公布一次，参与电网互动排名的用户均可看到所得分数、排名及最高得分用户；月底根据每月参与电网互动排名的用户的分数取平均值，确定各参与电网互动排名用户的月度排名，并根据排名顺序计算补贴金额，实现发放差额化补贴给参与电网互动排名用户。本发明为调动用户参与电网互动的积极性提供了有效的激励方法，不需依赖传统的电价调整政策，有助于用户了解自身用电情况，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电力需求侧管理技术领域，具体涉及一种基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法。
背景技术
电力系统作为整个国家能源战略的核心要素，是国民经济的命脉。随着国民经济现代化程度的不断提高，季节性、时段性负荷迅猛增长，电网峰值负荷不断攀升，电网峰谷差呈现逐步扩大趋势，部分地区的电力供需不平衡矛盾非常严重，严重影响电力系统的安全稳定运行。传统单纯依靠增加电网装机容量，以被动地满足电网高峰负荷需求的方式，造成了发电、输变电、配电建设投资的巨大压力，同时也造成电网设施利用效率的低下。因此，寻求一种可行、经济、高效、环保的电网运行平衡能力调节手段迫在眉睫。
目前，国内外研究和实践证明，实施自动需求响应，调动电力需求侧资源参与电网运行，可以有效缓解电力供需矛盾和提高电力系统的可靠性，减缓电网设施的投资压力，还能提高能源利用率和减少一次能源的消耗。自动需求响应的对象(电力需求侧资源)非常丰富，不仅包括各类照明、空调、电动机、电加热等负荷，也包括各类蓄冷、蓄热、蓄电等储能设备，还包括分布式电源、电动汽车等能源替换设备等。美国、加拿大、英国等发达国家的需求响应实践表明，通过采取有效的激励机制和技术措施，就可以使电力需求侧用户优化其用电方式，促进需求侧资源的合理配置和高效利用，有效改善电网峰谷差，提高电力供需平衡能力。需求响应实质上是通过电网与用户互动来促进电力供需平衡，因此，其本质目标可以归结为：一是如何调动用户积极性响应电网运行需求。属于需求响应项目设计范畴需要考虑的问题；二是用户如何更好的响应，提高响应能力。调动用户积极性的措施制定好后，用户需要通过各种手段对用电行为进行调整，以完成响应，属于技术层面的操作问题。
现有技术中为了调动用户参与电网互动的积极性，传统的方式分为两种，即电价引导和激励补偿。电价引导是由政府出台灵活电价政策，但由于这种方法地方性较强，不同地区可能电价差异较大，而且政策会较多较杂，不利于统计应缴电费及及其它数据，虽然灵活，但显然实施难度极大，不利于推行；而激励补偿是给予定额的经济补偿，但由于补偿资金来源有限且缺乏各方均认可的补偿标准，也可能造成补偿实际费用超出预算，风险难以控制，实际实施难以推广。
综上所述，用户响应的积极性是需求响应实施和推广的关键，而常规的需求响应电价和激励手段在实施过程中需要完善的市场机制支持，且执行管理成本较高，如何调动用户参与电网互动的积极性，是当前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中电价引导和激励补偿，提高用户响应的积极性所存在的问题。本发明的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，为调动用户参与电网互动的积极性提供了有效的激励方法，不需依赖传统的电价调整政策，有助于用户了解自身用电情况，可应用于电网与用户的互动开展工作，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤(A)，确定参与电网互动排名用户的数量目标群体，参与电网互动排名的用户数量为N，并记录各用户的档案信息，所述档案信息包括供电容量P供、建筑面积Shome、分布式电源装机PDER；
步骤(B)，确定打分量，各打分量的数量及内容可设定，并确定分数权重，从而建立各打分量的打分模型；
步骤(C)，根据每个打分量的打分模型计算分数，每项分数不超过权重总分，各打分模型可根据激励效果进行调整；
步骤(D)，对每个用户的打分量计算总分数，并排名，排名结果每日可计算并公布一次，参与电网互动排名的用户均可看到所得分数、排名及最高得分用户；
步骤(E)，月底根据每月参与电网互动排名的用户的分数取平均值，确定各参与电网互动排名用户的月度排名，并根据排名顺序计算补贴金额，实现发放差额化补贴给参与电网互动排名用户。
前述的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：步骤(B)，所述打分量来自用户用电数据，用户用电数据包括用电量、功率、负荷、智能插座运行统计、分布式电源接入。
前述的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：根据用户用电数据，统计计算出六个打分量，分别包括峰谷电量比、单位面积能耗、荷载比、峰谷差、智能插座在线时长、智能插座削峰填谷运行次数比。
前述的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：所述六个打分量的权重总分为100。
前述的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：所述峰谷电量比的权重Q1为20，单位面积能耗的权重Q2为10；荷载比的权重Q3为20；峰谷差的权重Q4为10；智能插座在线时长Q5为20；智能插座削峰填谷运行次数比的权重Q6为20。
前述的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：步骤(C)，根据每个打分量的打分模型计算分数，包括以下步骤，
(C1)，峰谷电量比W峰-谷为单位用电量下峰电量W峰与谷电量W谷的差值，如公式(1)所示，
W峰-谷＝W峰–W谷/W总 (1)
其中，W总为用户的日用电总量；峰谷电量比W峰-谷的分值权重为Q1，设所有参与电网互动排名用户的峰谷电量比的最大值为W峰-谷max，则每个用户的峰谷电量比W峰-谷的实际得分，如公式(2)所示，
S1＝Q1-Q1/W峰-谷max*W峰-谷 (2)；
(C2)，单位面积能耗D％为实际用电量W与建筑面积S的比值，如公式(3)所示，
D％＝W/S (3)
其中，单位面积能耗D％的分值权重为Q2，设所有参与电网互动排名用户的单位面积能耗D％的最大值为Wmax，则每个用户的位面积能耗D％的实际得分，如公式(4)所示，
S2＝Q2-Q2/Wmax*W (4)；
(C3)，荷载比A％为最大功率Hmax与供电容量P的比值，如公式(5)所示，
A％＝Hmax/P (5)
其中，荷载比A％的分值权重为Q3，设所有参与电网互动排名用户的用户荷载比的最大值为A％max，则每个用户的荷载比A％的实际得分，如公式(6)所示，
(2)S3＝Q3*A％/A％max (6)；
(C4)，峰谷差H峰-谷为最大负荷Hmax与最小负荷Hmin的差，如公式(7)所示，
H峰-谷＝Hmax—Hmin (7)
其中，峰谷差H峰-谷的分值权重为Q4，设所有参与电网互动排名用户的峰谷差的最大值为H峰-谷max，则每个用户的峰谷差H峰-谷的实际得分，如公式(8)所示，
S4＝Q4-Q4/H峰-谷max*H峰-谷 (8)；
(C5)，智能插座在线时长T，智能插座在线时长T的分值权重为Q5，设所有参与电网互动排名用户的智能插座在线时长的最大值为Tmax，则每个用户的智能插座在线时长T的实际得分，如公式(9)所示，
S5＝Q5*T/Tmax (9)；
(C6)，智能插座削峰填谷运行次数比C％为有效运行次数C有效与总运行次数C总的比值，其中，有效运行次数等于峰时段分闸次数C峰分与谷时段合闸次数C谷合的和，如公式(10)所示，
C％＝(C峰分+C谷合)/C总 (10)
其中，智能插座削峰填谷运行次数比C％的分值权重为Q6，设所有参与电网互动排名用户的智能插座削峰填谷运行次数比的最大值为C％max，则每个用户的智能插座削峰填谷运行次数比C％的实际得分，如公式(11)所示，
S6＝Q6*C％/C％max (11)。
本发明的有益效果是：本发明的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，通过以上差异化的排名计算，可以对参与电网互动排名的每个用户的用电优化程度实现量化，为调动用户参与电网互动的积极性提供了有效的激励方法，不需依赖传统的电价调整政策，充分利用用户“排名成就感”与最大化争取收益的心理预期，营造一种竞争氛围，以有限的补偿经费，最大程度调动用户积极性，具有经济可行、效果预期好、易于推广应用等优点，该激励方法的应用有助于用户了解自身用电情况，可应用于电网与用户的互动开展工作，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
本发明的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，通过以上差异化的排名计算，可以对参与电网互动排名的每个用户的用电优化程度实现量化，为调动用户参与电网互动的积极性提供了有效的激励方法，不需依赖传统的电价调整政策，充分利用用户“排名成就感”与最大化争取收益的心理预期，营造一种竞争氛围，以有限的补偿经费，最大程度调动用户积极性，具有经济可行、效果预期好、易于推广应用等优点，该激励方法的应用有助于用户了解自身用电情况，可应用于电网与用户的互动开展工作，如图1所示，包括以下步骤，
步骤(A)，确定参与电网互动排名用户的数量目标群体，参与电网互动排名的用户数量为N，并记录各用户的档案信息，所述档案信息包括供电容量P供、建筑面积Shome、分布式电源装机PDER；
参与电网互动排名用户的征集与加入用户征集实施原则是“基于契约精神，用户自愿自主、筛选公平公正”，并充分利用互联网技术手段，提供用户了解项目、加入项目的便捷渠道。居民用户通过智能手机扫描二维码入口后，可进入活动规则了解、用户信息校核、活动加入申请等页面。用户信息校核界面可设计如下：可从营销业务系统导出居民用户基本档案信息表，以进行用户身份验证(户号+姓名)。用户信息确认后，可进入活动规则介绍，阅读规则，并确定示范参与活动，用户对活动规则确认无误后，可点击确认按钮，进入审核确认阶段。申请期截止后，电网公司根据用户报名时间、基本用电情况进行打分排名，确定参与用户清单，并将用户参与状态更新为正式参与用户；
步骤(B)，确定打分量，各打分量的数量及内容可设定，并确定分数权重，从而建立各打分量的打分模型，所述打分量来自用户用电数据，用户用电数据包括用电量、功率、负荷、智能插座运行统计、分布式电源接入。根据用户用电数据，统计计算出六个打分量，分别包括峰谷电量比、单位面积能耗、荷载比、峰谷差、智能插座在线时长、智能插座削峰填谷运行次数比。所述六个打分量的权重总分为100，所述峰谷电量比的权重Q1为20，单位面积能耗的权重Q2为10；荷载比的权重Q3为20；峰谷差的权重Q4为10；智能插座在线时长Q5为20；智能插座削峰填谷运行次数比的权重Q6为20，如表1所示，
表1 打分量的分值权重表
步骤(C)，根据每个打分量的打分模型计算分数，每项分数不超过权重总分，各打分模型可根据激励效果进行调整，可根据需要，人工干预设置，包括以下步骤，
(C1)，峰谷电量比W峰-谷为单位用电量下峰电量W峰与谷电量W谷的差值，如公式(1)所示，
W峰-谷＝W峰–W谷/W总 (1)
其中，W总为用户的日用电总量；峰谷电量比W峰-谷的分值权重为Q1，设所有参与电网互动排名用户的峰谷电量比的最大值为W峰-谷max，则每个用户的峰谷电量比W峰-谷的实际得分，如公式(2)所示，
S1＝Q1-Q1/W峰-谷max*W峰-谷 (2)；
(C2)，单位面积能耗D％为实际用电量W与建筑面积S的比值，如公式(3)所示，
D％＝W/S (3)
其中，单位面积能耗D％的分值权重为Q2，设所有参与电网互动排名用户的单位面积能耗D％的最大值为Wmax，则每个用户的位面积能耗D％的实际得分，如公式(4)所示，
S2＝Q2-Q2/Wmax*W (4)；
(C3)，荷载比A％为最大功率Hmax与供电容量P的比值，如公式(5)所示，
A％＝Hmax/P (5)
其中，荷载比A％的分值权重为Q3，设所有参与电网互动排名用户的用户荷载比的最大值为A％max，则每个用户的荷载比A％的实际得分，如公式(6)所示，
(2)S3＝Q3*A％/A％max (6)；
(C4)，峰谷差H峰-谷为最大负荷Hmax与最小负荷Hmin的差，如公式(7)所示，
H峰-谷＝Hmax—Hmin (7)
其中，峰谷差H峰-谷的分值权重为Q4，设所有参与电网互动排名用户的峰谷差的最大值为H峰-谷max，则每个用户的峰谷差H峰-谷的实际得分，如公式(8)所示，
S4＝Q4-Q4/H峰-谷max*H峰-谷 (8)；
(C5)，智能插座在线时长T，智能插座在线时长T的分值权重为Q5，设所有参与电网互动排名用户的智能插座在线时长的最大值为Tmax，则每个用户的智能插座在线时长T的实际得分，如公式(9)所示，
S5＝Q5*T/Tmax (9)；
(C6)，智能插座削峰填谷运行次数比C％为有效运行次数C有效与总运行次数C总的比值，其中，有效运行次数等于峰时段分闸次数C峰分与谷时段合闸次数C谷合的和，如公式(10)所示，
C％＝(C峰分+C谷合)/C总 (10)
其中，智能插座削峰填谷运行次数比C％的分值权重为Q6，设所有参与电网互动排名用户的智能插座削峰填谷运行次数比的最大值为C％max，则每个用户的智能插座削峰填谷运行次数比C％的实际得分，如公式(11)所示，
S6＝Q6*C％/C％max (11)；
步骤(D)，对每个用户的打分量计算总分数，并排名，排名结果每日可计算并公布一次，参与电网互动排名的用户均可看到所得分数、排名及最高得分用户；
步骤(E)，月底根据每月参与电网互动排名的用户的分数取平均值，确定各参与电网互动排名用户的月度排名，并根据排名顺序计算补贴金额，实现发放差额化补贴给参与电网互动排名用户。
根据本发明的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，介绍一具体实施例，
步骤一：根据报名确定参与互动的用户数量目标群体，假设参与排名的用户数量N不变，并记录用户供电容量P供、建筑面积Shome、分布式电源装机PDER，
步骤二：确定打分量，打分量来自于包括用电量、功率、负荷、智能插座运行统计、分布式电源接入的用电数据，根据上述的用电数据，统计计算出6个打分量，并确定分数权重；
步骤三：根据每个打分量的打分模型计算分数，用户的基础日用电量数据，如表2所示，各打分量的满分基值如表3所示，
表2 用户的基础日用电量数据表
表3 各打分量的满分基值计算报表
| 序号 | 打分量 | 权重分数 | 最大值 | 最小值 |
| 1 | 峰谷电量比W<sub>峰-谷</sub> | 20 | 6 | -4 |
| 2 | 峰谷差 | 10 | 4 | 3 |
| 3 | 荷载比 | 20 | 75％ | 67％ |
| 4 | 单位面积能耗 | 10 | 0.65 | 0.5 |
| 5 | 智能插座在线时长 | 20 | 24 | 18 |
| 6 | 家电智能调节有效运行次数比 | 20 | 5 | 3 |
每个用户每个打分量的计算公式如下：
1.峰谷电量比W峰-谷：实际得分S1＝Q1-Q1/W峰-谷max*W峰-谷
2.单位面积能耗D％：实际得分S2＝Q2-Q2/Wmax*W
3.荷载比A％:：实际得分S3＝Q3*A％/A％max
4.峰谷差H峰-谷：实际得分S4＝Q4-Q4/H峰-谷max*H峰-谷
5.智能插座在线时长T：实际得分S5＝Q5*T/Tmax
6.家电智能调节有效运行次数比C％:：S6＝Q6*C％/C％max
7.总得分S为，如表4所示，
表4 各用户的打分量实际得分和总分表
步骤四：对每个用户的打分量计算总分数，并排名，排名结果每日可计算并公布一次；
步骤五：月底根据每月分数取平均值后确定月度排名，随后根据排名顺序计算补贴金额。
根据以上步骤，打分及排名效果如下表5所示，
表5 各用户的打分及排名效果表
| 排名 | 户号 | 综合积分 | 奖励金额 | 电费节省 |
| 1 | 3201002 | 87.65 | 130 | |
| 2 | 3201001 | 56.8 | 100 | |
| 3 | 3201003 | 50.3 | 80 | |
| * | 查询用户 | 78 | 70 |
这样，每月公布排名前十和后十名用户的评分情况，以及查询用户自己的排名情况，基于用户充分的用能可视化与激励感受。
为保持对申请但未加入用户的持续关注度。已申请加入的用户状态可更新为“关注用户”，可进行活动用户错峰用电效果、电费节省、奖励红包数额等，并可模拟参与，计算如参与活动可获得的电费节省和奖励红包数额。并适时开放增加申请，扩大影响力，还可以增加如表6所示的关注用户模拟参与排名表
表6 关注用户模拟参与排名表
根据关注用户的计算打分，查询最接近的用户，以展示用户如果参与可获得的效益。在以上线上宣传推广之余，需线下摆放宣传展板和张贴二维码，便于用户了解活动并做出参与决策。
本发明的优势效果在于可以通过有效的奖励资金，最大程度提高用户互动较好的奖励金额，同时增加活动排名的趣味性，设计案例如下：
假设5000个用户，奖励总经费为20万元，若采取常见的根据响应容量来核算补偿单价，一方面由于负荷基线并不存在，用户会质疑响应容量的计算准确性；另一方面由于响应程度不确定，会造成奖励经费数额的不确定，对政策制定和经费申请增加难度。如国内已实施的电力需求侧管理试点城市奖励办法，削减1kw可获得补偿100元，则不利于响应规模的扩大化。而通过排名，可以将响应容量与经费总额解耦，既可以准确控制经费总额又可以最大程度调动用户积极性(响应效果最大与最小用户的补贴金额可以相差10倍-最大134.9元，最少14.93元)，补贴金额如下表7所示
表7 补贴金额表
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤(A)，确定参与电网互动排名用户的数量目标群体，参与电网互动排名的用户数量为N，并记录各用户的档案信息，所述档案信息包括供电容量P供、建筑面积Shome、分布式电源装机PDER；
步骤(B)，确定打分量，各打分量的数量及内容可设定，并确定分数权重，从而建立各打分量的打分模型；
步骤(C)，根据每个打分量的打分模型计算分数，每项分数不超过权重总分，各打分模型可根据激励效果进行调整；
步骤(D)，对每个用户的打分量计算总分数，并排名，排名结果每日可计算并公布一次，参与电网互动排名的用户均可看到所得分数、排名及最高得分用户；
步骤(E)，月底根据每月参与电网互动排名的用户的分数取平均值，确定各参与电网互动排名用户的月度排名，并根据排名顺序计算补贴金额，实现发放差额化补贴给参与电网互动排名用户；
步骤(B)，所述打分量来自用户用电数据，用户用电数据包括用电量、功率、负荷、智能插座运行统计、分布式电源接入；
根据用户用电数据，统计计算出六个打分量，分别包括峰谷电量比、单位面积能耗、荷载比、峰谷差、智能插座在线时长、智能插座削峰填谷运行次数比；
步骤(C)，根据每个打分量的打分模型计算分数，包括以下步骤，
(C1)，峰谷电量比W峰-谷为单位用电量下峰电量W峰与谷电量W谷的差值，如公式(1)所示，
W峰-谷＝W峰–W谷/W总 (1)
其中，W总为用户的日用电总量；峰谷电量比W峰-谷的分值权重为Q1，设所有参与电网互动排名用户的峰谷电量比的最大值为W峰-谷max，则每个用户的峰谷电量比W峰-谷的实际得分，如公式(2)所示，
S1＝Q1-Q1/W峰-谷max*W峰-谷 (2)；
(C2)，单位面积能耗D％为实际用电量W与建筑面积S的比值，如公式(3)所示，
D％＝W/S (3)
其中，单位面积能耗D％的分值权重为Q2，设所有参与电网互动排名用户的单位面积能耗D％的最大值为Wmax，则每个用户的位面积能耗D％的实际得分，如公式(4)所示，
S2＝Q2-Q2/Wmax*W (4)；
(C3)，荷载比A％为最大功率Hmax与供电容量P的比值，如公式(5)所示，
A％＝Hmax/P (5)
其中，荷载比A％的分值权重为Q3，设所有参与电网互动排名用户的用户荷载比的最大值为A％max，则每个用户的荷载比A％的实际得分，如公式(6)所示，
(2)S3＝Q3*A％/A％max (6)；
(C4)，峰谷差H峰-谷为最大负荷Hmax与最小负荷Hmin的差，如公式(7)所示，
H峰-谷＝Hmax—Hmin (7)
其中，峰谷差H峰-谷的分值权重为Q4，设所有参与电网互动排名用户的峰谷差的最大值为H峰-谷max，则每个用户的峰谷差H峰-谷的实际得分，如公式(8)所示，
S4＝Q4-Q4/H峰-谷max*H峰-谷 (8)；
(C5)，智能插座在线时长T，智能插座在线时长T的分值权重为Q5，设所有参与电网互动排名用户的智能插座在线时长的最大值为Tmax，则每个用户的智能插座在线时长T的实际得分，如公式(9)所示，
S5＝Q5*T/Tmax (9)；
(C6)，智能插座削峰填谷运行次数比C％为有效运行次数C有效与总运行次数C总的比值，其中，有效运行次数等于峰时段分闸次数C峰分与谷时段合闸次数C谷合的和，如公式(10)所示，
C％＝(C峰分+C谷合)/C总 (10)
其中，智能插座削峰填谷运行次数比C％的分值权重为Q6，设所有参与电网互动排名用户的智能插座削峰填谷运行次数比的最大值为C％max，则每个用户的智能插座削峰填谷运行次数比C％的实际得分，如公式(11)所示，
S6＝Q6*C％/C％max (11)。
2.根据权利要求1所述的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：所述六个打分量的权重总分为100。
3.根据权利要求2所述的基于优化用电排名发放差额化补贴的用户响应激励方法，其特征在于：所述峰谷电量比的权重Q1为20，单位面积能耗的权重Q2为10；荷载比的权重Q3为20；峰谷差的权重Q4为10；智能插座在线时长Q5为20；智能插座削峰填谷运行次数比的权重Q6为20。
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