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)與用戶的友好互動賦予了需求側(cè)管理新內(nèi)容。通過應(yīng)用先進的通信、傳感、計量技術(shù)和計算方法，采用智能化電表、電器與用戶緊密相連，有效地促進了需求側(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，闡述了需求側(cè)管理內(nèi)容：消減高峰時段負荷、增加低谷用電負荷和移峰填谷;其次介紹了電力需求側(cè)管理的峰谷分時電價數(shù)學(xué)模型，并詳細說明了目標函數(shù)和約束條件;最后總結(jié)了智能電網(wǎng)對電力需求管理的促進作用。

　　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,分時電價

　　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)越性之一就是強化電網(wǎng)與用戶互動、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

　　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。

　　1.1.1 電力和信息的雙向流動

　　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，使電網(wǎng)的高峰和低谷負荷難以避免。智能電網(wǎng)采用先進通信、計算機技術(shù)使其實現(xiàn)了電力和信息的雙向流動，使智能電網(wǎng)下需求側(cè)管理能真正由供電企業(yè)與用戶共同進行。供電企業(yè)通過先進的通信網(wǎng)絡(luò)與用戶及時溝通，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)實際需求選擇不同的電能，促進了需求側(cè)管理工作全面開展。智能電網(wǎng)通過對煤電、新能源發(fā)電等進行科學(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，實現(xiàn)經(jīng)濟利益最大化。

　　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)電進行競爭，強化電能市場屬性，實現(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 消減高峰時段用電負荷

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

　　1.2.2 增加低谷用電負荷

　　該方法適用于電網(wǎng)峰谷負荷變化較大的情況，通過一系列措施鼓勵用戶在電網(wǎng)負荷低谷時段增加電能使用。電動汽車等設(shè)備可在電網(wǎng)低谷負荷時進行充電儲能，有效增加低谷負荷，既降低了用戶電費又提高了供電企業(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支出，優(yōu)化負荷曲線，實現(xiàn)用戶和供電企業(yè)雙贏。電動車儲能裝置、蓄冷蓄熱裝置、自備供電儲能裝置等可用于移峰填谷。

　　2 峰谷分時電價

　　價格杠桿是實施電力需求側(cè)管理最有效的經(jīng)濟手段，峰谷分時電價憑借其較強的可操作性，仍是智能電網(wǎng)電力需求側(cè)管理的核心內(nèi)容。

　　2.1 峰谷分時電價的含義

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

　　2.2 峰谷分時電價的數(shù)學(xué)模型

　　2.2.1 優(yōu)化目標

　　實行分時電價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)的負荷率、電力系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性。為了便于優(yōu)化比較，取優(yōu)化目標為：

　　min(Lmax=max(L(t，ζ，Δ))

　　min(max(L(t，ζ，Δ)-min(L(t，ζ，Δ))

　　其中：t為劃分時段的總數(shù);

　　ζ為峰時段電價對平時段電價拉開度與谷時段電價對平時段電價拉開度的比值;

　　Δ為谷時段電價對平時段電價的拉開度;

　　L(t，ζ，Δ)為實行分時電價后，在給定ζ和Δ條件下用戶的反應(yīng)負荷。

　　2.2.2 約束條件

　　(1)使供電方獲利：MTOU≥M0- M?

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

　　(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 分別為實施峰谷電價后峰時段、平時段和谷時段的用電量， Lf’、Lp’、Lg’分別為實施峰谷電價前峰時段、平時段和谷時段的用電量。

　　(4)峰谷分時電價的約束：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分別為峰時段電價和谷時段電價。

　　3 結(jié)語

　　智能電網(wǎng)通過應(yīng)用先進的通信、傳感、計量技術(shù)和計算方法，采用智能化電表、電器與用戶緊密相連，有效地促進了需求側(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)高峰時段負荷，有效緩解供電壓力并提高電能使用效率，對需求側(cè)管理水平提升有積極作用。

　　參考文獻

　　[1] 梁甜甜，高賜威，王蓓蓓.智能電網(wǎng)下需求側(cè)管理應(yīng)用[J].電力自動化設(shè)備，2012，32(5)：81-85.

　　[2] 趙鴻圖，朱治中，于爾鏗.電力市場中需求側(cè)響應(yīng)市場與需求側(cè)響應(yīng)項目研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010，34(5)：146-153.

　　[3] 王蓓蓓，李揚，高賜威.智能電網(wǎng)框架下的需求側(cè)管理展望與思考[J].電力系統(tǒng)自動化，2009，33(20)：17-22.

　　[4] 湯墨竹.智能電網(wǎng)電力需求側(cè)管理系統(tǒng)研究[J].電力學(xué)報，2011，26(4)：322-324.

　　[5] 孫沖，張穎琦，耿建坡.智能電網(wǎng)建設(shè)對電力需求側(cè)管理的影響[J].河北電力技術(shù)，2009(28)：16-17.