随着电网峰谷差的持续攀升、可再生能源渗透率的不断提高以及电化学储能技术的逐渐成熟,电力需求响应成为提升电网运行经济性、灵活性和可靠性的必要手段。电力现货市场建立前,中国电力中长期市场中的需求响应机制和偏差电量考核机制对于调动需求侧参与电网友好互动的积极性、促进市场化改革的平稳过渡具有重要作用。本文主要完成了如下工作:(1)提出了一种新的需求侧主动响应策略——面向工商业用户的电力套餐,并对电力套餐的设计问题进行了优化研究。首先,采用基于特性指标降维的负荷聚类方法辨识工商业用户的负荷特征,为电力套餐的设计进行市场细分;其次,在综合考虑电费支出满意度和用电方式满意度对用户决策的影响的基础上,基于多项Logit模型构建用户对电力套餐的选择行为模型;接着,构建基于成本-效益分析的电力套餐综合评估模型,以衡量电力套餐的经济价值;然后,在此基础上提出以最大化益本比为优化目标的电力套餐设计的优化模型。算例采用某地区工商业用户的实际数据,结果显示了所提出的电力套餐的经济价值及其调动需求侧主动参与负荷管理的效果。(2)提出了一种新的需求侧偏差考核机制,并对该机制的关键参数进行优化设计。借鉴国外监管机构针对配电公司供电可靠性实施的绩效考核机制(performance based regulation,PBR),设计了一种考核单价为分段线性的需求侧偏差电量考核机制。考虑该机制中涉及的电力市场运营机构和售电公司这两大利益主体,构建了随机双层规划模型以优化设计该机制中的关键参数。其中上层站在规则制定者的角度,以市场运营机构的平衡账户在规划周期内余额方差之和最小为目标,构建偏差考核机制关键参数优化设计模型;下层站在售电公司的角度,提出了售电公司在偏差电量考核机制下考虑可再生能源配额要求的最优经营策略。将柔性负荷作为售电公司应对偏差考核的措施,基于消费者心理学来量化电力用户在给定的经济激励下的负荷调整行为。考虑到可再生能源发电出力和用户用电需求的双重不确定性,采用条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)来衡量售电公司面临的风险。采用中国某省级电力市场的实际运行数据进行算例分析,结果表明所提出的分段线性偏差考核机制能有效激励售电公司主动开展需求响应提高偏差管理能力,且所构建的随机双层规划模型可帮助规则制定者定量设计偏差电量考核机制的关键参数。此外,该优化设计模型能有效反映市场运营机构偏差考核机制参数设置和可再生能源配额制的实施对售电公司行为和绩效的影响,为市场运营机构在可再生能源配额制的不同阶段下制定具体市场实施细则提供参考。