4.2 城市居民用戶智能響應行為分析

4. 2.1 城市居民用戶對智能用電的態度分析

1.城市居民用戶對智能家電的態度

智能家電是實現居民用電智能化的基礎。對于新型智能家電的態度，少數居民表示很感興趣并希望嘗試，大多數居民對此不太感興趣，認為有機會可以了解。居民在購買智能家電時大多考慮品牌、價格、智能化的功能、能耗情況、操作的便捷性因素。居民對新型智能家電了解程度不夠、價格較高、政策支持力度不大等是導致居民對此不太感興趣的原因。

影響家庭智能用電主要因素的統計調查結果如圖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。居民對于家庭智能用電的期望成本較低，幾乎所有的居民認為此費用應占家庭年收入的5%以下或者在5%～10%。超過半數的居民認為有必要對家電進行智能控制和調整。手機與電腦的普及應用使得接近80%的居民希望采用手機、電腦對家電進行遠程控制，67.44%的受訪居民希望對家庭每月的電費進行預算設置。

對居民用戶對智能家電的態度賦權，令“很感興趣，希望嘗試=5。不太感興趣，有機會可以了解=3，完全不感興趣=1”。不同年齡段居民對智能家電的態度接近于“不太感興趣，有機會可以了解”，如表4 -1所示。對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.城市居民用戶對智能用電信息的態度

總體而言，居民對智能用電能提供的各項信息都比較認可。其中，受訪居民對與日常生活聯系較為緊密的智能用電功能認可度較高，如能源價格(電、油、煤、天然氣等)信息、電能質量信息、電費信息、歷史用電情況對比以及其他增值服務(如醫療、購物等信息)等。通過這些信息，居民可以更加合理高效地利用能源，提高生活質量在居民認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荷控制裝置的大用戶中進行，這使得居民對有序用電沒有清晰的認識。另外，銀川電力供應充足，用戶用電幾乎沒有受到限制。

令“十分有用=7，有用=5，不太有用=3.完全沒川=1”，居民對智能用電能夠提供的各種信息態度的統計如表4-2所示。受訪居民對智能Hj電能夠提供的各種信息的態度都接近于“有用”。

3.城市居民用戶對智能用電功能的態度

居民對智能化用電各功能態度如表4-3所示。總體來看，居民對于家庭智能化用電所具有的各項功能比較偏好。對社區增值服務、智能用電方式遠程培訓、智能電費支付系統、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，對家用新能源發電系統的偏好不是很高，原因是家用新能源發電系統在我國的推廣尚未成熟，成本和空間因素制約了其大范圍的普及推廣。

調查發現，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、智能電費支付系統等功能;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、社區增值服務等功能。

對于安裝家庭新能源發電設備，如太陽能、風能、風光互補發電等，居民重視的因素主要為設備的造價和是否能夠節能減排，占比分別為56.98%和20.93%.而對政府扶持情況和對房屋外觀的影響考慮較少。安裝新能源發電設備的重視因素如圖4-2所示。

4.城市居民對智能用電調節方式的響應

居民對智能用電調節方式響應情況的統計調查結果如表4-4所示。對于智能用電的各項調節措施，總體態度基于“一定采用”與“看情況采用”之間。對于可能會對居民的日常生活造成不便的用電調節方式，一定會采用的居民占比較少，而看情況會采用的居民占比較高。此外，若電價提高的比例在居民可接受的范圍之內，居民不會對家庭的用電方式進行調節;反之，若電價提高的比例過大，超出了居民的可接受范圍，居民便會考慮對自己的用電方式進行適當調節。

4.2.2居民用戶響應行為影響因素分析

居民用戶的用電量水平反映在電費支出上，因此可以直接用電費支出來代表其用電量。根據調查，影響居民用電水平的因素主要有家庭人數、收入、住房面積、基本用電態度、智能家電看法、環保意識、智能用電態度、家電水平8種因素。對其進行分析可以看出，8種因素中部分因素之間具有相關性，由此可以將8種因素歸納為以下三類：

一是經濟因素，主要包括收入、住房面積、家電水平和基本用電態度。這些因素主要反映居民經濟方面的特征，其中收入是經濟水平的直接反映，而住房面積、家電水平和基本用電態度是經濟水平的間接反映。

二是意識因素，主要包括智能家電態度、環保意識和智能用電態度。這些因素主要反映居民思想意識方面的因素，其中環保意識對居民的日常家庭用電具有一定的影響。具有環保意識的居民對節能減排比較關注，因此會注重控制自己家庭的耗電量;智能用電和對智能家電的態度影響居民采用的用電方式，同時也會影響居民家庭的用電量和電費開支。

三是人口因素，主要是指家庭人數。對于一個家庭來說，是指家庭的成員人數，擴展到一個國家而言，則可以指社會人口。

4.2.3居民用戶智能用電行為綜合分析

對居民智能用電行為的綜合分析采用行為理論與綜合評價相結合的方式。根據理性行為理論，理性人在作出某一行為前會綜合各種信息來考慮自身行為的意義和后果。行為的產生直接取決于個體執行特定行為的行為意向;行為意向反映了個體愿意付出多大努力、花費和代價去執行特定行為。

根據理性行為理論，行為意向M可以表示為反應個人態度i個屬性值和反映直觀規范的j個屬性值SNj的函數。

M=f(ABi,…,ABj,SNl….SNj) (4-1)

用戶用電行為可以用反映個人態度及直觀規范的屬性進行描述。隨著時間的流逝，用戶用電行為的各屬性值發生改變，從而導致行為意向的變化，發生新的用電行為。由此，引入集對理論來描述用電行為變化。

集對理論的核心思想是把確定、不確定系統視為一個系統，在這個系統中，確定性與不確定性相互聯系、相互影響、相互制約，并在一定條件下相互轉換，并用同異反聯系度表達式來具體描述。對某一問題，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組成一個集對H{A，B}。集對中有S個屬性為兩個時段下集合所共有，Q個屬性為兩個時段下相對立的特性數，P為兩個時段下既不相同又不對立的特征數，滿足Ar—S+P+Q。定義在指定問題背景下集對H{A，B}聯系度口表達式為： ’

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

實施峰谷電價時，居民會根據峰平谷時段對家中各種用電設備進行調節，但是居民要保證自己的日常生活。在一天24小時內，不同時段居民可調節的用電設備是不同的，對每種用電設備的調節度也是不同的。隨著時間的推移，各類電器的調節情況可能會發生改變，因此應該動態分析居民的行為。根據馬爾可夫棋型無后效性的假設，將來的狀態只與現在的狀態有關，而與以前任何階段所處的狀態均無關。

研究某一事件的狀態與狀態之間轉移規律的無后效性的隨機過程。運用馬爾可夫鏈與考慮元素權重的集對分析模型相結合，可以研究居民用電行為動態轉移規律，分析隨機事件未來變化規律及可能的結果。

在t時刻，居民用電響應度按照S，、P，、Q，的順序排序，相應的第k種用電設備調節的權重為Wk(f)，則t時刻的聯系度u，為：

經過周期T后，在t+T時刻，對于每類用電設備，居民響應情況發生改變。響應度為S，中有S，，轉變為相同響應，S，：轉變為既不相同也不對立響應，S，。轉變為對立響應。S，按照S1, .S2、S12排序，則同一類用電設備S，在[t，t+T]時段內歸一化后的轉移向量為：

式中，滿足M11+M12+M13=1。

同理.可得到既不相同也不對立響應P，在[t，t+T]時段內歸一化后轉移向量為：

對立響應Q，在[f，t+T]時段內歸一化后轉移向量為：

根據上述分析，在[t，t+T]時段內，居民用戶用電響應轉移矩陣M為：

若居民用戶用電響應轉移矩陣M為常數，在經過n個周期的轉移后，居民用電響應行為的轉移矩陣：

根據馬爾可夫鏈的遍歷性，隨著u增大，M趨于穩定，可以得到：

通過式(4-11)可以得到穩定情況下的用戶用電行為關聯度。綜上，可以預測出不同時段居民用電行為的關聯度，同時可以對居民整體用電響應情況進行評估。

根據居民進行調節的程度將不同時段居民對各種用電設備的調節情況分為高響應(H)、中響應(M)、低響應(L)。

根據集對理論勢的定義，聯系度u=s+ pi +qj中的q≠0時，s與q的比值為所論集對在特定問題背景下的集對勢Shi，即Shi=s/q，當s=q時，成為均勢，當s>q時，稱為同勢，當s u=H+Mi+Lj (4-12)

根據H、M、L的大小，居民用戶用電的響應度的動態變化可以按照表4-5進行排序。居民家庭用電設備根據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、冷飲機等。②空調器.包括房間空調器、電扇、換氣扇、冷熱風器、空氣去濕器等。③清潔電器，包括洗衣機、干衣機、電熨斗、吸塵器、地板打蠟機等。④整容保健電器.包括電動剃須刀、電吹風、整發器、超聲波洗面器、電動按摩器、空氣負離子發生器等。⑤聲像電器，包括微型投影儀、電視機、收音機、錄音機、錄像機、攝像機、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、電熱水器、食物加工機等。⑦照明電器，如吊燈、臺燈等。⑧洗浴電器，如熱水器、浴霸等。⑨其他電器，如煙火報警器、電鈴等。

以中等收入家庭為例進行分析。根據居民家中電器的擁有和使用情況以及各種電器設備的功率，設置各類電器調節對居民用電響應的權重。將一天24小時分為12個時段，每兩個小時為一個時段，則隨著時間推移.居民對不同用電設備的調節程度會發生改變，結合某地區峰符電價的時段設置分析居民最可能的調節情況，居民最可能采用的調節變化如表4-6所示。

則各個時段居民用電響應的聯系度為：

根據馬爾可夫鏈的遍歷性可知，經過無數次轉移以后，轉移矩陣M/趨于穩定，設最終的用電響應向量為(H，M，L)，則(H，M，L)滿足：

解得：H=0.441，M=0.335.L=0.224

即穩態聯系度為u=0.441+0.335i+0.224j.可以看…居民用電潛在的響應度同一趨勢很強，應建立充分的激勵機制來挖掘居民用戶的響應潛力。

峰谷電價下居民用電響應受到多方面因素的影響，不同的居民對峰谷電價的響應情況不同。上述分析是針對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。通過集對理論和馬爾可夫鏈結合分析居民的用電響應情況，可以得到居民整體響應度的穩態情況，據此判斷居民的響應度水平，說明上述模型具有一定的實用價值。