4.2 城市居民用戶智能響應(yīng)行為分析

4. 2.1 城市居民用戶對(duì)智能用電的態(tài)度分析

1.城市居民用戶對(duì)智能家電的態(tài)度

智能家電是實(shí)現(xiàn)居民用電智能化的基礎(chǔ)。對(duì)于新型智能家電的態(tài)度，少數(shù)居民表示很感興趣并希望嘗試，大多數(shù)居民對(duì)此不太感興趣，認(rèn)為有機(jī)會(huì)可以了解。居民在購(gòu)買(mǎi)智能家電時(shí)大多考慮品牌、價(jià)格、智能化的功能、能耗情況、操作的便捷性因素。居民對(duì)新型智能家電了解程度不夠、價(jià)格較高、政策支持力度不大等是導(dǎo)致居民對(duì)此不太感興趣的原因。

影響家庭智能用電主要因素的統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果如圖4-1所示。居民家庭是否采用智能化用電方式主要出于智能化投資的大小、使用的便捷性以及用電安全與可靠性的考慮。居民對(duì)于家庭智能用電的期望成本較低，幾乎所有的居民認(rèn)為此費(fèi)用應(yīng)占家庭年收入的5%以下或者在5%～10%。超過(guò)半數(shù)的居民認(rèn)為有必要對(duì)家電進(jìn)行智能控制和調(diào)整。手機(jī)與電腦的普及應(yīng)用使得接近80%的居民希望采用手機(jī)、電腦對(duì)家電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，67.44%的受訪居民希望對(duì)家庭每月的電費(fèi)進(jìn)行預(yù)算設(shè)置。

對(duì)居民用戶對(duì)智能家電的態(tài)度賦權(quán)，令“很感興趣，希望嘗試=5。不太感興趣，有機(jī)會(huì)可以了解=3，完全不感興趣=1”。不同年齡段居民對(duì)智能家電的態(tài)度接近于“不太感興趣，有機(jī)會(huì)可以了解”，如表4 -1所示。對(duì)智能家電很感興趣并希望嘗試的居民集中在25～30周歲以及37～45周歲。

2.城市居民用戶對(duì)智能用電信息的態(tài)度

總體而言，居民對(duì)智能用電能提供的各項(xiàng)信息都比較認(rèn)可。其中，受訪居民對(duì)與日常生活聯(lián)系較為緊密的智能用電功能認(rèn)可度較高，如能源價(jià)格(電、油、煤、天然氣等)信息、電能質(zhì)量信息、電費(fèi)信息、歷史用電情況對(duì)比以及其他增值服務(wù)(如醫(yī)療、購(gòu)物等信息)等。通過(guò)這些信息，居民可以更加合理高效地利用能源，提高生活質(zhì)量在居民認(rèn)為不太有用的信息中，有序用電信息所占的比例最高為34.25%;其主要原因是政策偏重于居民用電，在缺電情況下要先保證居民用戶的用電，有序用電一般在裝有負(fù)荷控制裝置的大用戶中進(jìn)行，這使得居民對(duì)有序用電沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)。另外，銀川電力供應(yīng)充足，用戶用電幾乎沒(méi)有受到限制。

令“十分有用=7，有用=5，不太有用=3.完全沒(méi)川=1”，居民對(duì)智能用電能夠提供的各種信息態(tài)度的統(tǒng)計(jì)如表4-2所示。受訪居民對(duì)智能Hj電能夠提供的各種信息的態(tài)度都接近于“有用”。

3.城市居民用戶對(duì)智能用電功能的態(tài)度

居民對(duì)智能化用電各功能態(tài)度如表4-3所示。總體來(lái)看，居民對(duì)于家庭智能化用電所具有的各項(xiàng)功能比較偏好。對(duì)社區(qū)增值服務(wù)、智能用電方式遠(yuǎn)程培訓(xùn)、智能電費(fèi)支付系統(tǒng)、家庭能耗管理以及多情景用電模式選擇等功能偏好較高。此外，對(duì)家用新能源發(fā)電系統(tǒng)的偏好不是很高，原因是家用新能源發(fā)電系統(tǒng)在我國(guó)的推廣尚未成熟，成本和空間因素制約了其大范圍的普及推廣。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在居民比較偏好的功能中，不同年齡段的人所偏好的功能有較大的差異。年齡處于20～24周歲的居民比較偏好家庭安防、家庭能耗管理、智能電費(fèi)支付系統(tǒng)等功能;而年齡處于31～36周歲的居民比較偏好智能家電控制與管理、多情景用電模式選擇、社區(qū)增值服務(wù)等功能。

對(duì)于安裝家庭新能源發(fā)電設(shè)備，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電等，居民重視的因素主要為設(shè)備的造價(jià)和是否能夠節(jié)能減排，占比分別為56.98%和20.93%.而對(duì)政府扶持情況和對(duì)房屋外觀的影響考慮較少。安裝新能源發(fā)電設(shè)備的重視因素如圖4-2所示。

4.城市居民對(duì)智能用電調(diào)節(jié)方式的響應(yīng)

居民對(duì)智能用電調(diào)節(jié)方式響應(yīng)情況的統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果如表4-4所示。對(duì)于智能用電的各項(xiàng)調(diào)節(jié)措施，總體態(tài)度基于“一定采用”與“看情況采用”之間。對(duì)于可能會(huì)對(duì)居民的日常生活造成不便的用電調(diào)節(jié)方式，一定會(huì)采用的居民占比較少，而看情況會(huì)采用的居民占比較高。此外，若電價(jià)提高的比例在居民可接受的范圍之內(nèi)，居民不會(huì)對(duì)家庭的用電方式進(jìn)行調(diào)節(jié);反之，若電價(jià)提高的比例過(guò)大，超出了居民的可接受范圍，居民便會(huì)考慮對(duì)自己的用電方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

4.2.2居民用戶響應(yīng)行為影響因素分析

居民用戶的用電量水平反映在電費(fèi)支出上，因此可以直接用電費(fèi)支出來(lái)代表其用電量。根據(jù)調(diào)查，影響居民用電水平的因素主要有家庭人數(shù)、收入、住房面積、基本用電態(tài)度、智能家電看法、環(huán)保意識(shí)、智能用電態(tài)度、家電水平8種因素。對(duì)其進(jìn)行分析可以看出，8種因素中部分因素之間具有相關(guān)性，由此可以將8種因素歸納為以下三類：

一是經(jīng)濟(jì)因素，主要包括收入、住房面積、家電水平和基本用電態(tài)度。這些因素主要反映居民經(jīng)濟(jì)方面的特征，其中收入是經(jīng)濟(jì)水平的直接反映，而住房面積、家電水平和基本用電態(tài)度是經(jīng)濟(jì)水平的間接反映。

二是意識(shí)因素，主要包括智能家電態(tài)度、環(huán)保意識(shí)和智能用電態(tài)度。這些因素主要反映居民思想意識(shí)方面的因素，其中環(huán)保意識(shí)對(duì)居民的日常家庭用電具有一定的影響。具有環(huán)保意識(shí)的居民對(duì)節(jié)能減排比較關(guān)注，因此會(huì)注重控制自己家庭的耗電量;智能用電和對(duì)智能家電的態(tài)度影響居民采用的用電方式，同時(shí)也會(huì)影響居民家庭的用電量和電費(fèi)開(kāi)支。

三是人口因素，主要是指家庭人數(shù)。對(duì)于一個(gè)家庭來(lái)說(shuō)，是指家庭的成員人數(shù)，擴(kuò)展到一個(gè)國(guó)家而言，則可以指社會(huì)人口。

4.2.3居民用戶智能用電行為綜合分析

對(duì)居民智能用電行為的綜合分析采用行為理論與綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。根據(jù)理性行為理論，理性人在作出某一行為前會(huì)綜合各種信息來(lái)考慮自身行為的意義和后果。行為的產(chǎn)生直接取決于個(gè)體執(zhí)行特定行為的行為意向;行為意向反映了個(gè)體愿意付出多大努力、花費(fèi)和代價(jià)去執(zhí)行特定行為。

根據(jù)理性行為理論，行為意向M可以表示為反應(yīng)個(gè)人態(tài)度i個(gè)屬性值和反映直觀規(guī)范的j個(gè)屬性值SNj的函數(shù)。

M=f(ABi,…,ABj,SNl….SNj) (4-1)

用戶用電行為可以用反映個(gè)人態(tài)度及直觀規(guī)范的屬性進(jìn)行描述。隨著時(shí)間的流逝，用戶用電行為的各屬性值發(fā)生改變，從而導(dǎo)致行為意向的變化，發(fā)生新的用電行為。由此，引入集對(duì)理論來(lái)描述用電行為變化。

集對(duì)理論的核心思想是把確定、不確定系統(tǒng)視為一個(gè)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，確定性與不確定性相互聯(lián)系、相互影響、相互制約，并在一定條件下相互轉(zhuǎn)換，并用同異反聯(lián)系度表達(dá)式來(lái)具體描述。對(duì)某一問(wèn)題，有集合A和集合1兩種情景，兩者均由各屬性值描述，集合A和集合B組成一個(gè)集對(duì)H{A，B}。集對(duì)中有S個(gè)屬性為兩個(gè)時(shí)段下集合所共有，Q個(gè)屬性為兩個(gè)時(shí)段下相對(duì)立的特性數(shù)，P為兩個(gè)時(shí)段下既不相同又不對(duì)立的特征數(shù)，滿足Ar—S+P+Q。定義在指定問(wèn)題背景下集對(duì)H{A，B}聯(lián)系度口表達(dá)式為： ’

式中，s表示兩個(gè)集合的同一程度，稱為同一度;P表示兩個(gè)集合的差異不確定程度，稱為差異度;q表示兩個(gè)集合的對(duì)立程度，稱為對(duì)立度。滿足s，p，q∈[0，1];、+p+q=1。;為差異度系數(shù)，取值于[-1，1]，主要體現(xiàn)研究體系的不確定性。j越接近O表示系統(tǒng)所包括的不確定性含的不確定性信息越多。j為對(duì)立度系數(shù)，規(guī)定取值-1，以表示差異度與同一度是相反的。

實(shí)施峰谷電價(jià)時(shí)，居民會(huì)根據(jù)峰平谷時(shí)段對(duì)家中各種用電設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是居民要保證自己的日常生活。在一天24小時(shí)內(nèi)，不同時(shí)段居民可調(diào)節(jié)的用電設(shè)備是不同的，對(duì)每種用電設(shè)備的調(diào)節(jié)度也是不同的。隨著時(shí)間的推移，各類電器的調(diào)節(jié)情況可能會(huì)發(fā)生改變，因此應(yīng)該動(dòng)態(tài)分析居民的行為。根據(jù)馬爾可夫棋型無(wú)后效性的假設(shè)，將來(lái)的狀態(tài)只與現(xiàn)在的狀態(tài)有關(guān)，而與以前任何階段所處的狀態(tài)均無(wú)關(guān)。

研究某一事件的狀態(tài)與狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移規(guī)律的無(wú)后效性的隨機(jī)過(guò)程。運(yùn)用馬爾可夫鏈與考慮元素權(quán)重的集對(duì)分析模型相結(jié)合，可以研究居民用電行為動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律，分析隨機(jī)事件未來(lái)變化規(guī)律及可能的結(jié)果。

在t時(shí)刻，居民用電響應(yīng)度按照S，、P，、Q，的順序排序，相應(yīng)的第k種用電設(shè)備調(diào)節(jié)的權(quán)重為Wk(f)，則t時(shí)刻的聯(lián)系度u，為：

經(jīng)過(guò)周期T后，在t+T時(shí)刻，對(duì)于每類用電設(shè)備，居民響應(yīng)情況發(fā)生改變。響應(yīng)度為S，中有S，，轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗤憫?yīng)，S，：轉(zhuǎn)變?yōu)榧炔幌嗤膊粚?duì)立響應(yīng)，S，。轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)立響應(yīng)。S，按照S1, .S2、S12排序，則同一類用電設(shè)備S，在[t，t+T]時(shí)段內(nèi)歸一化后的轉(zhuǎn)移向量為：

式中，滿足M11+M12+M13=1。

同理.可得到既不相同也不對(duì)立響應(yīng)P，在[t，t+T]時(shí)段內(nèi)歸一化后轉(zhuǎn)移向量為：

對(duì)立響應(yīng)Q，在[f，t+T]時(shí)段內(nèi)歸一化后轉(zhuǎn)移向量為：

根據(jù)上述分析，在[t，t+T]時(shí)段內(nèi)，居民用戶用電響應(yīng)轉(zhuǎn)移矩陣M為：

若居民用戶用電響應(yīng)轉(zhuǎn)移矩陣M為常數(shù)，在經(jīng)過(guò)n個(gè)周期的轉(zhuǎn)移后，居民用電響應(yīng)行為的轉(zhuǎn)移矩陣：

根據(jù)馬爾可夫鏈的遍歷性，隨著u增大，M趨于穩(wěn)定，可以得到：

通過(guò)式(4-11)可以得到穩(wěn)定情況下的用戶用電行為關(guān)聯(lián)度。綜上，可以預(yù)測(cè)出不同時(shí)段居民用電行為的關(guān)聯(lián)度，同時(shí)可以對(duì)居民整體用電響應(yīng)情況進(jìn)行評(píng)估。

根據(jù)居民進(jìn)行調(diào)節(jié)的程度將不同時(shí)段居民對(duì)各種用電設(shè)備的調(diào)節(jié)情況分為高響應(yīng)(H)、中響應(yīng)(M)、低響應(yīng)(L)。

根據(jù)集對(duì)理論勢(shì)的定義，聯(lián)系度u=s+ pi +qj中的q≠0時(shí)，s與q的比值為所論集對(duì)在特定問(wèn)題背景下的集對(duì)勢(shì)Shi，即Shi=s/q，當(dāng)s=q時(shí)，成為均勢(shì)，當(dāng)s>q時(shí)，稱為同勢(shì)，當(dāng)s u=H+Mi+Lj (4-12)

根據(jù)H、M、L的大小，居民用戶用電的響應(yīng)度的動(dòng)態(tài)變化可以按照表4-5進(jìn)行排序。居民家庭用電設(shè)備根據(jù)功能和用途可以大致分為以下九類：①制冷電器.包括家用冰箱、冷飲機(jī)等。②空調(diào)器.包括房間空調(diào)器、電扇、換氣扇、冷熱風(fēng)器、空氣去濕器等。③清潔電器，包括洗衣機(jī)、干衣機(jī)、電熨斗、吸塵器、地板打蠟機(jī)等。④整容保健電器.包括電動(dòng)剃須刀、電吹風(fēng)、整發(fā)器、超聲波洗面器、電動(dòng)按摩器、空氣負(fù)離子發(fā)生器等。⑤聲像電器，包括微型投影儀、電視機(jī)、收音機(jī)、錄音機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)、組合音響等。⑥廚房電器，包括電灶、微波爐、電磁灶、電烤箱、電飯鍋、洗碟機(jī)、電熱水器、食物加工機(jī)等。⑦照明電器，如吊燈、臺(tái)燈等。⑧洗浴電器，如熱水器、浴霸等。⑨其他電器，如煙火報(bào)警器、電鈴等。

以中等收入家庭為例進(jìn)行分析。根據(jù)居民家中電器的擁有和使用情況以及各種電器設(shè)備的功率，設(shè)置各類電器調(diào)節(jié)對(duì)居民用電響應(yīng)的權(quán)重。將一天24小時(shí)分為12個(gè)時(shí)段，每?jī)蓚€(gè)小時(shí)為一個(gè)時(shí)段，則隨著時(shí)間推移.居民對(duì)不同用電設(shè)備的調(diào)節(jié)程度會(huì)發(fā)生改變，結(jié)合某地區(qū)峰符電價(jià)的時(shí)段設(shè)置分析居民最可能的調(diào)節(jié)情況，居民最可能采用的調(diào)節(jié)變化如表4-6所示。

則各個(gè)時(shí)段居民用電響應(yīng)的聯(lián)系度為：

根據(jù)馬爾可夫鏈的遍歷性可知，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次轉(zhuǎn)移以后，轉(zhuǎn)移矩陣M/趨于穩(wěn)定，設(shè)最終的用電響應(yīng)向量為(H，M，L)，則(H，M，L)滿足：

解得：H=0.441，M=0.335.L=0.224

即穩(wěn)態(tài)聯(lián)系度為u=0.441+0.335i+0.224j.可以看…居民用電潛在的響應(yīng)度同一趨勢(shì)很強(qiáng)，應(yīng)建立充分的激勵(lì)機(jī)制來(lái)挖掘居民用戶的響應(yīng)潛力。

峰谷電價(jià)下居民用電響應(yīng)受到多方面因素的影響，不同的居民對(duì)峰谷電價(jià)的響應(yīng)情況不同。上述分析是針對(duì)中等收入家庭的情況而言的，家用電器水平也處于中等狀況，即擁有生活必須的家用電器和部分較大功率的電器。通過(guò)集對(duì)理論和馬爾可夫鏈結(jié)合分析居民的用電響應(yīng)情況，可以得到居民整體響應(yīng)度的穩(wěn)態(tài)情況，據(jù)此判斷居民的響應(yīng)度水平，說(shuō)明上述模型具有一定的實(shí)用價(jià)值。