需求响应作为电力市场机制不可或缺的组成部分和增强电网运行控制互动性的重要手段,正成为智能电网建设的焦点内容。在日前电力市场中,用户针对价格信号或者激励机制做出响应,合理调整自己的用电行为,将大大提高电力市场的运行效率。但要准确评估需求响应带来的效益,还需要对这些效益进行定量表达。量化分析需求响应的效益对于把握需求响应的发展潜力、推进需求响应项目的开展实施具有重要的意义。国内外的研究主要集中在需求响应短期效益分析、长期效益分析、已开展的项目评价三个方面。本文以智能电网建设为背景,以数学优化理论为指导,从不同的时间尺度对需求响应的量化分析问题进行了深入细致的研究。首先,提出一种需求响应短期效益的量化分析方法,计算过程中考虑机组启停对效益量化的影响,能够准确地计算需求响应的社会效益及各市场参与者的收益,深入分析了机组特性对需求响应效益可能造成的影响,为后续问题的研究奠定了基础。在短期效益量化分析的基础上,基于传统的电力系统日负荷特性指标,提出需求响应参与度的概念,借鉴加权平均成本分析的思想,从系统总体效益的角度探讨需求响应的最佳参与程度,对于设计合理的需求响应规则以充分发挥需求侧在电力市场中的作用具有指导意义。进而在更长的时间尺度上,针对需求响应长期效益评估中存在的动态性、时滞性、非线性、反馈性等问题,用系统动力学的方法,以Vensim DSS为仿真平台,建立了需求响应系统的动态仿真模型。通过计算机仿真模拟系统运行过程,研究了用户满意度对需求转移及需求响应社会效益的影响。该模型可以通过输入不同参数模拟进行比较分析,可以作为需求响应政策制定及实施效果评估的“实验室”,将对需求响应的研究和应用提供有力支持和帮助。