从大用户入手如何建立合理的负荷管理优化机制进而平稳负荷曲线促进可再生能源消纳 附结合负荷分析的园区用能优化研究.docx

高优先级大用户Du可接入直供电大用户confa V I7Ql + GA普通大用户Iu（基于用户影响度7v°I、负荷弹性度IELA、公平系数nf）d>b聒H6'v°i + elA- AronfOl研究背景负荷类型的不断复杂化、用户用电行为的不确定性，以及分布式可再生能源 的高比例接入，导致配电网支撑下区域能源互联网的结构和潮流均发生了明显变 化，也加大了电能传输和分配的复杂度，亟需提升分布式可再生能源接入下负荷 管理的优化水平。02研究内容1 .为什么选择“大用户”？考虑到用电总量大且用电行为难以改变的居民区、商业区在负荷中占据了较 大的比重，促使这类用户改变用电行为会严重影响用户用电体验。同时，若通过 分时电价等策略改变用户的用电行为，会导致用电总量显著降低，产生更大的资 源浪费，或移峰平谷效果不显著等问题；以工业用户为主体的大用户相比于前两 者则具有较大的可控性，且由于工厂按照计划生产产品，其一定时期内的总用电 量大、但波动较小，可通过合理的引导机制促使其改变用电行为而避免发生用电 总量减小的现象，同时兼顾到缓解电网高峰时段线路重载、低谷时段发电资源利 用率低的问题。2 .如何区分优先级？本文首先将大用户区分为高优先级大用户DU及普通大用户IU,其中，DU 包括可直购电大用户和可接入直供电大用户。再综合根据用户影响度、负荷弹性 度及公平性因子等指标求得优先级函数，将普通大用户IU进一步分级，以区分 调度响应顺序，并施以相应政策，促使IU提高产能利用率、优化用电行为、为 增大可再生能源消纳率做出贡献。3 .引导机制具体是什么？本文的引导机制针对于普通大用户，应兼顾各用户及电网双方的利益，对于 用户侧，应在施加激励措施的基础上尽可能让用户满意度最大；对于电网侧，则 需使调峰填谷最大化以尽可能平稳负荷波动。具体来说，用户侧考虑了用户的经 济度及舒适度等因素；电网侧则考虑了消纳变化量、移峰量及峰谷差等因素。在 保证电网利益及国家关于电价调控政策的条件下，求解可以达到本文目的且为各 个级别用户量身定制的电价政策。4.依托什么设备实现？能源路由器作为本文所提场景的核心装置，是融合电网信息物理系统的具有 计算、通信、精确控制、远程协调、自治，以及即插即用的接入通用性的智能体, 具有能源交互、信息交互、智能分配等功能。其中信息交互通过服务器集群、用 电信息采集设备等软件平台实现；能源交互通过电力电子变压器等具有变压、变 流功能的硬件平台实现。同时，调度控制系统将结合不同用户类型的调控潜力与 当前电价政策，制定与源荷两端相匹配的消纳引导机制，同时源荷两端根据该政 策调整发、售、用电计划，形成引导作用以平衡供电网络。03后续研究方向当前,用户已逐步向着配备冷热电三联供微网系统的产消者方向转变，因此, 为进一步促进可再生能源就地消纳，针对以中小用户为负荷主体的微网间协同运 行将成为下一步的研究方向。结合负荷分析的园区用能优化研究在电向智能化的过程中，能源革命也有条不紊地进行着。智慧能源是推动能 源革命的重要因素，它的到来与发展，将进一步推动能源市场化，这种趋势会导 致电价发生变化，对高耗能产业产生一定的冲击，使得生产效率降低。高耗能产 业在经营过程中获得的利润、投入的成本与电价、可再生能源的价格之间有着紧 密联系，并且能源利用率的提高可以推动高耗能产业的快速发展。因此，在这种 背景下对园区的用能优化研究和园区的负荷预测变得很重要。园区建设背景及负 荷发展特点如下：（一）园区优化建设背景1、能源分散化：分布式能源如接入配电网或位于负荷中心附近的天然气分 布式能源、电动汽车、客户侧储能等业务，这些能源的规模从家庭单位直至整个 工业园区，虽然规模总体上较集中、较小，但数量众多，呈现出了点多面广、由 集中供应转向分散生产的趋势。2、生产消费一体化：电力能源消费者、生产者不再只维持原来的单一身份。 消费者将以一种更加独特的形式嵌入消费，不需要加入某个组织进行生产，在消 费的过程中就加入了生产，实现了“消费者”向“产销者”的转化。3、用户多元化：电力辅助服务、能源供应作为商品随着能源市场的发展逐 渐推广开来，发电厂商、用户、设备供应商等多元主体，也都参与到了能源市场 交易过程中的生产、经营、消费等环节。（二）负荷发展特点1、低压园区重过载现象日渐严重且持续时间较长，且此现象的出现存在一定随机性；2、用户分布式光伏快速且持续发展；3、智能家电规模及殊网数量不断扩大，用户环保节能意识逐步增强。在这种分散、多元的发展趋势下，园区在负荷峰谷差的变化上承担了一定的 负担，如园区内私人充电桩数量逐渐增加。个人充电行为基本相似，产生的充电 负荷峰谷期与日常电网负荷峰谷期相近，负荷曲线的叠加使得峰谷差进一步加 大，影响了电网运行的经济性，造成不必要的损失。因此，在不影响用户用能体 验和经济性的情况下，园区用能优化具备很高的可行性。二、园区用能优化方向及现行策略（一）用能优化方向1、负荷管理：园区用能优化离不开负荷管理，有效的负荷管理可以改善电 力负荷曲线的形状以降低用能成本。指出了有效负荷管理的优点及效益，并强调 了负荷管理技术在电力调度中重要的作用。在热电联供机组和热储能装置的基础 上，提出了可以降低工业园区需量电费的负荷管理新思路，对于园区内可调可控 负荷管理也可以此为参照展开。2、负荷控制：生产生活中时间、生产、活动等变化因素会导致电力能源在 利用过程中产生电力负荷的峰谷现象，过高的峰谷差会对电力企业的管理工作带 来负面影响，增加电力安全隐患，对社会的经济发展和安全产生威胁。提出了一 种适用于需求响应条件下计算配电网可靠性的方法，通过引入分时电价和负荷控 制激励的需求响应机制并进行评估，在结合分时电价后，电力负荷控制可以进一 步减少部分负荷高峰时段中的不可转移负荷，以此保证更多负荷点不受故障影 响。虽调了负荷控制中的柔性负荷控制及其策略，柔性负荷能够积极参与电力调 控，弥补发电侧调节能力的不足，优化发用电资源配置控制。这对园区用能优化 方向选择起到了很好的借鉴作用。3、负荷优化：随着信息技术、通信技术的发展和智能电器的普及，对发电、 输电及配电的研究已经进展到了电力需求侧。负荷优化就是在较少影响需求侧用 户的舒适度情况下，削减负荷波动瞄,实现需求侧管理的一种措施。提出了 一 种负荷智能协商实时优化控制算法，该算法通过实时智能协商，一定程度上避免 了负荷优化中负荷调度的不确定性及负荷优化过程中所出现的负荷尖峰问题。（二）现行用能优化策略园区用能范围内，其负荷优化应以不影响用户舒适度为原则，以用户用能成 本最低、能效最优为目标，通过负荷管理得以预测各园区的负荷情况，优化园区 用能使其实现可调可控负荷与园区内需求负荷得到有效匹配。因此，除考虑用能 成本最低策略外，还应考虑园区能效最优策略。1、居民负荷成本最低策略家庭节能及节费策略：根据舒适度对空调动态调节温度并设定开关时段;热 水器采用智能加热的方式，依据每日热水用量及用水的周期特性制定加热策略; 费用方面，根据不同峰谷电价时段，对电器采用动态的节费措施。如空调采用温 度调节及定点开关，电热水器避免在峰电价时段加热，以节省用电费用。2、园区能效最优策略在各个园区范围内，通过调节其中的可调可控负荷，实现清洁能源消纳、削 峰填谷以降低峰谷差，如电动汽车采用移时充电，在低谷时段及白天的光伏出力 时段进行充电。三、总结与展望（一）推进园区用能优化模范试点以降低电力负荷曲线峰谷差为目标，不影响用户舒适度为原则。如大力推广 电动汽车有序充电鹰用试点，构建电网互动通道，通过负荷的柔性控制以改善发 电测的调节能力，使试点园区稳定性得以提高。实现各类负荷资源信息的采集、 管理和控制。（二）加快用能优化关键技术研究和设备升级改造科学、高效的电力调度在智能电网的建设过程中发挥着重要作用，而负荷预 测是园区用能优化研究中的一项重要内容。因此，可以从居民负荷预测、用电负 荷挖掘等算法入手建立用能优化潜力评估模型，研究基于大数据和人工智能的园 区用能负荷预测技术，精准预测园区负荷，实施用能优化策略制定，形成用能优 化策略库，支撑园区用能常态化和快速应急响应。园区用能优化还有着广阔的前景，很多可调可控资源还处于挖掘分析阶段。 随着智能电网的不断建设，园区用能优化策略的制定会逐渐完善，并能不断提高 电力用户黏性，降低改造配电网的成本，提升电网效益。