核心論文發(fā)表淺談智能電網(wǎng)電力需求側(cè)管理

　　摘 要：智能電網(wǎng)與用戶的友好互動(dòng)賦予了需求側(cè)管理新內(nèi)容。通過應(yīng)用先進(jìn)的通信、傳感、計(jì)量技術(shù)和計(jì)算方法，采用智能化電表、電器與用戶緊密相連，有效地促進(jìn)了需求側(cè)管理全面開展。首先介紹了智能電網(wǎng)環(huán)境下需求側(cè)管理的特點(diǎn)，闡述了需求側(cè)管理內(nèi)容：消減高峰時(shí)段負(fù)荷、增加低谷用電負(fù)荷和移峰填谷;其次介紹了電力需求側(cè)管理的峰谷分時(shí)電價(jià)數(shù)學(xué)模型，并詳細(xì)說明了目標(biāo)函數(shù)和約束條件;最后總結(jié)了智能電網(wǎng)對(duì)電力需求管理的促進(jìn)作用。

　　關(guān)鍵詞：核心論文發(fā)表,智能電網(wǎng),電力需求側(cè)管理,削峰填谷,分時(shí)電價(jià)

　　傳統(tǒng)電力需求側(cè)管理是指用戶和電力公司共同管理用電需求，以科學(xué)合理的能源利用方式，既滿足用戶用電需求又提高能源利用效率，最終使每個(gè)需求側(cè)管理參與者受益的用電管理技術(shù)。智能電網(wǎng)相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)的優(yōu)越性之一就是強(qiáng)化電網(wǎng)與用戶互動(dòng)、支持用戶服務(wù)和需求響應(yīng)。智能電網(wǎng)下需求側(cè)管理能更好引導(dǎo)用戶優(yōu)化用電，提升供電企業(yè)負(fù)荷管理水平。

　　1 智能電網(wǎng)下電力需求側(cè)管理

　　1.1 智能電網(wǎng)需求側(cè)管理特點(diǎn)

　　與傳統(tǒng)電網(wǎng)的需求側(cè)管理相比，智能電網(wǎng)下的電力需求側(cè)管理有如下特點(diǎn)。

　　1.1.1 電力和信息的雙向流動(dòng)

　　傳統(tǒng)電網(wǎng)中電能是以“發(fā)、輸、配、用”為核心單向傳輸，信息流也是從設(shè)備到監(jiān)控中心單向流動(dòng)，使電網(wǎng)的高峰和低谷負(fù)荷難以避免。智能電網(wǎng)采用先進(jìn)通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)使其實(shí)現(xiàn)了電力和信息的雙向流動(dòng)，使智能電網(wǎng)下需求側(cè)管理能真正由供電企業(yè)與用戶共同進(jìn)行。供電企業(yè)通過先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)與用戶及時(shí)溝通，為用戶提供多種用電選擇并傳遞給用戶;用戶通過智能電表獲悉電能優(yōu)惠、供電情況等信息后，結(jié)合自身實(shí)際情況調(diào)整用電行為，共同參與需求側(cè)管理，極大提高用戶改善用電行為的積極性。

　　1.1.2 電能選擇多元化

　　隨著太陽能、風(fēng)能、潮汐能等多種清潔能源發(fā)電的興起，智能電網(wǎng)中不同能源形勢分布式電源接入也日益增多，用戶可根據(jù)實(shí)際需求選擇不同的電能，促進(jìn)了需求側(cè)管理工作全面開展。智能電網(wǎng)通過對(duì)煤電、新能源發(fā)電等進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)度，在保證用戶供電可靠性基礎(chǔ)上，提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。

　　1.1.3 資源配置優(yōu)化

　　在供電企業(yè)的引導(dǎo)和鼓勵(lì)下，用戶與供電企業(yè)共同參與需求側(cè)管理，將所節(jié)約電能與多種能源發(fā)電進(jìn)行競爭，強(qiáng)化電能市場屬性，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

　　1.2 智能電網(wǎng)需求側(cè)管理內(nèi)容

　　智能電網(wǎng)需求側(cè)管理涉及負(fù)荷管理、能效管理、能源替代及回收和分布式能源利用等內(nèi)容，負(fù)荷管理是需求側(cè)管理主要內(nèi)容，主要表現(xiàn)在如下三方面。

　　1.2.1 消減高峰時(shí)段用電負(fù)荷

　　智能電網(wǎng)需求側(cè)管理消減高峰時(shí)段負(fù)荷的主要措施有直接負(fù)荷控制和可中斷負(fù)荷控制。直接負(fù)荷控制是在高峰負(fù)荷時(shí)調(diào)度中心通過隨機(jī)甩負(fù)荷來降低峰荷，之后對(duì)被甩負(fù)荷進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。由于該甩負(fù)荷方法是隨機(jī)行為，對(duì)用戶影響較大，特別是對(duì)于供電可靠性要求較高的用戶，可能產(chǎn)生不可彌補(bǔ)的后果�？芍袛嘭�(fù)荷控制是在高峰負(fù)荷時(shí)供電企業(yè)按照與用戶簽訂的中斷供電協(xié)議對(duì)其斷電，減小對(duì)被斷電用戶的影響，同時(shí)保證了對(duì)重要負(fù)荷的供電，該方法得到廣泛使用。隨著分布式發(fā)電及儲(chǔ)能設(shè)備的應(yīng)用，可中斷負(fù)荷供電可靠性也有所提高，在負(fù)荷高峰時(shí)段由儲(chǔ)能裝置等繼續(xù)供電，避開用電高峰、提高了用電滿意度。

　　1.2.2 增加低谷用電負(fù)荷

　　該方法適用于電網(wǎng)峰谷負(fù)荷變化較大的情況，通過一系列措施鼓勵(lì)用戶在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段增加電能使用。電動(dòng)汽車等設(shè)備可在電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)進(jìn)行充電儲(chǔ)能，有效增加低谷負(fù)荷，既降低了用戶電費(fèi)又提高了供電企業(yè)收入。

　　1.2.3 移峰填谷

　　移峰填谷指通過有效的電價(jià)政策，引導(dǎo)用戶避開用電高峰、選擇低谷用電、減小峰谷差，從而起到削峰和填谷的雙重作用。該方法可減少用戶電費(fèi)支出，優(yōu)化負(fù)荷曲線，實(shí)現(xiàn)用戶和供電企業(yè)雙贏。電動(dòng)車儲(chǔ)能裝置、蓄冷蓄熱裝置、自備供電儲(chǔ)能裝置等可用于移峰填谷。

　　2 峰谷分時(shí)電價(jià)

　　價(jià)格杠桿是實(shí)施電力需求側(cè)管理最有效的經(jīng)濟(jì)手段，峰谷分時(shí)電價(jià)憑借其較強(qiáng)的可操作性，仍是智能電網(wǎng)電力需求側(cè)管理的核心內(nèi)容。

　　2.1 峰谷分時(shí)電價(jià)的含義

　　峰谷分時(shí)電價(jià)是指根據(jù)電網(wǎng)在每天不同時(shí)段的實(shí)際負(fù)荷情況和用戶需求，將時(shí)間劃分為高峰、平段、低谷三個(gè)時(shí)段，并設(shè)立與之對(duì)應(yīng)的峰、平、谷電價(jià)。峰谷分時(shí)電價(jià)又可以分為工業(yè)用戶、商業(yè)用戶和居民用戶峰谷分時(shí)電價(jià)。峰電價(jià)較高谷電價(jià)較低有利于調(diào)動(dòng)用戶削峰填谷、轉(zhuǎn)移用電負(fù)荷和降低峰谷時(shí)段的負(fù)荷差，提高設(shè)備容量利用率和節(jié)約能源。

　　2.2 峰谷分時(shí)電價(jià)的數(shù)學(xué)模型

　　2.2.1 優(yōu)化目標(biāo)

　　實(shí)行分時(shí)電價(jià)的主要目的是為了削峰填谷，減小峰谷差，從而提高電力系統(tǒng)的負(fù)荷率、電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。為了便于優(yōu)化比較，取優(yōu)化目標(biāo)為：

　　min(Lmax=max(L(t，ζ，Δ))

　　min(max(L(t，ζ，Δ)-min(L(t，ζ，Δ))

　　其中：t為劃分時(shí)段的總數(shù);

　　ζ為峰時(shí)段電價(jià)對(duì)平時(shí)段電價(jià)拉開度與谷時(shí)段電價(jià)對(duì)平時(shí)段電價(jià)拉開度的比值;

　　Δ為谷時(shí)段電價(jià)對(duì)平時(shí)段電價(jià)的拉開度;

　　L(t，ζ，Δ)為實(shí)行分時(shí)電價(jià)后，在給定ζ和Δ條件下用戶的反應(yīng)負(fù)荷。

　　2.2.2 約束條件

　　(1)使供電方獲利：MTOU≥M0- M?

　　其中：MTOU為實(shí)行分時(shí)電價(jià)后供電方的銷售收入，即實(shí)行分時(shí)電價(jià)后用戶電費(fèi)支出;M為實(shí)行分時(shí)電價(jià)后供電方通過削峰可以節(jié)約的電力建設(shè)投資;M0為實(shí)行分時(shí)電價(jià)前用戶電費(fèi)支出。

　　(2)使用戶受益：MTOU≤M0

　　(3)用電總量不變：Lf’+Lp’+Lg’=Lf+Lp+Lg

　　其中Lf、Lp、Lg 分別為實(shí)施峰谷電價(jià)后峰時(shí)段、平時(shí)段和谷時(shí)段的用電量， Lf’、Lp’、Lg’分別為實(shí)施峰谷電價(jià)前峰時(shí)段、平時(shí)段和谷時(shí)段的用電量。

　　(4)峰谷分時(shí)電價(jià)的約束：考慮了發(fā)電成本和用戶的承受能力，峰谷差的范圍應(yīng)為2～5倍之間，即2≤pf/pg5

　　其中pf和pg分別為峰時(shí)段電價(jià)和谷時(shí)段電價(jià)。

　　3 結(jié)語

　　智能電網(wǎng)通過應(yīng)用先進(jìn)的通信、傳感、計(jì)量技術(shù)和計(jì)算方法，采用智能化電表、電器與用戶緊密相連，有效地促進(jìn)了需求側(cè)管理全面開展。智能家居、智能樓宇、智能小區(qū)等建設(shè)及節(jié)能設(shè)備使用可大量削減電網(wǎng)高峰時(shí)段負(fù)荷，有效緩解供電壓力并提高電能使用效率，對(duì)需求側(cè)管理水平提升有積極作用。

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