新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望.docx

? ? 新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望 ? ? 肖尧 （南方电网广东广州供电局客服中心，广东 广州 510620） 气候环境变化问题日益严峻，注重发展新能源发电模式，已经成为现代发展重点。按照相关数据可知，中国风电装机率、太阳能发电装机率均呈现出倍数增长趋势[1]。采用新能源发电模式后，会显著影响电力系统运行控制效果。 1 需求侧响应对新能源电力系统的作用分析 1.1 需求侧响应资源与分类 在物理形态、使用习惯方面，终端负荷具备显著差异，导致需求侧响应用户呈现出多种响应特征与响应能力。 按照不同角度，将需求侧响应资源分为多种类型：①根据用户类别，划分为工业负荷、居民负荷、商业负荷、其他负荷。②根据响应特性，划分为可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷。在特定周期内，可转移负荷的总用电量不变，可以灵活调节不同时段用电量；平移负荷会受到生产生活流程限制，在不同时间段内，平移用电曲线，该类资源包括工业流水线设备；按照实际需求，削减用电量负荷，该类资源涉及到大型洗衣、居民空调、农村灌溉设备等[2]。③根据能量流向划分，包括双向互动资源、单向可调节资源。对于双向互动，主要是电能输出功能负荷，涉及到储能设备、电动汽车、分布式电源等；针对单向可调节来说，在用电功率上、运行时间上，具备可控性纯用电单元。④根据调节目标，划分为削峰型资源、填谷型资源。针对削峰型资源，可以在用电高峰期减少电力消费量，改变过程中，不会涉及到高峰期以外时段；填谷型资源可以推迟高峰用电负荷，使其转移到低谷时间段。 1.2 需求侧响应对新能源电力系统的作用 在新能源电力系统中，需求侧响应资源可以作为虚拟发电机组和常规电源参与到调度计划中，同时为系统提供辅助服务，比如旋转备用、调频等。 按照不同调控机制与方法，需求侧响应对新能源电力运行贡献的差异较大，如表1所示。 表1 需求侧响应对新能源电力系统的贡献作用 从表1可知，针对实时电价、分时电价、尖峰电价的需求侧响应项目来说，相关控制信号的控制周期为“小时级”，负荷不能按照新能源出力情况做出反应，无法有效处理由于新能源发电短时波动问题所造成的并网难度影响。在应用实践中，单一按照价格型需求侧响应维护新能源电力系统运行安全性、高效性的难度大。与价格型需求侧响应相比，合同激励型需求侧响应能源能够促进新能源发电大规模并网、高效运行[3]。分析原因可知，激励型需求侧响应能源是一种直控方式，能够直接对用电活动负荷予以管控，确保其可以快速、准确响应系统信号，追踪匹配新能源出力。国家发改委开展了全国性用电工作，为未来实施经济激励的需求侧响应供电奠定基础，高效激励需求侧响应能源实施。 1.3 需求侧响应技术 在新能源电力系统中，需求侧响应需要通过支持技术实现，包括智能控制技术、信息通信技术、高级量测技术等。 信息通信技术：信息通信是在连接系统间，利用模拟、数字信号调制手段，对不同信息实施电子传输的技术。需求侧响应管理目标应当通过远方通信方式支持。远方通信技术涉及到电力线载波、电力线宽带手段、专用公共网络、固定无线电网络等。 智能控制技术：智能控制技术可以确保需求侧响应在用户侧落实和执行。典型控制设备，涉及到智能电器与插座、双向智能表计、智能用电信息管理技术、智能用电终端。通过该类设备，系统运行者对负荷控制、需求侧响应进行集中化控制，确认执行效果。 高级量测技术：高级量测技术能够对用户用电信息进行测量、收集、存储与应用，属于新型信息技术，组成包括量测数据管理系统、通信网络、智能电表、相关接口等。采用高级量测技术，电网企业能够统一监控和管理用电设备，用户用电信息涉及到负荷控制信号、实时负荷数据、用户服务信息等，可以实时采集分析，同时在电力企业和用户间获取双向通信。利用指导用户合理用电，能够实现电网与用户互动操作。 2 新能源电力系统的需求侧响应关键问题 2.1 综合资源规划技术 确保规划策略科学性，能够实现需求侧响应效益。针对新能源电力系统，必须全面分析供应侧、需求侧响应资源，按照标准化策略，规划综合资源。在限制新能源发电规模化接入中，全面发挥出需求侧响应效果。根据不同对象，可以划分为需求侧响应独立规划、源网荷联合规划、源荷综合规划。在需求侧响应资源中，涉及到电动汽车、可转移负荷、暖通空调。 在研究中，建立多样化优化模型，求解需求侧响应设备、电网架构、布设位置[4]。规划目标能够降低总经济成本，全面提升能源利用率。按照研究结果显示，在规划决策中，深入分析需求侧响应管理影响，增加方案效益。需求侧响应对新能源发电贡献大，并且和电网特点及位置相关。合理应用不同负荷互补性，能够增加规划方案效益。引入需求侧响应，在建立模型时，注重分析系统运行状态。新能源电力系统具备双侧随机特点，会加大模型求解难度。所以，针对不确定性优化问题，注重算法求