節(jié)能服務(wù)環(huán)境下的電網(wǎng)綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃新方法

魏艷花,徐 劍

（國網(wǎng)北京海淀供電公司,北京 100086）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)在逐漸加劇，電力企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中保持有效的順利的發(fā)展，必須對(duì)電網(wǎng)的長遠(yuǎn)發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃。近幾年，一種被稱為EPC的運(yùn)營模式被逐步建立，所謂EPC，是Energy Performance Contracting的縮寫，翻譯成中文就是合同能源管理。這種運(yùn)營模式與剛建立起的需求側(cè)節(jié)能效益分享機(jī)制進(jìn)行了結(jié)合，使各級(jí)電力企業(yè)都逐漸成立了節(jié)能服務(wù)公司，而這些節(jié)能服務(wù)公司的主要業(yè)務(wù)就是終端用戶的節(jié)能服務(wù)。在這樣的節(jié)能服務(wù)環(huán)境下，電網(wǎng)的規(guī)劃將受到很大程度的影響，其優(yōu)勢(shì)在于能夠打破電網(wǎng)規(guī)劃的傳統(tǒng)模式，給規(guī)劃提供新的方向和思路，而缺點(diǎn)在于節(jié)能服務(wù)公司將會(huì)對(duì)售電的收益產(chǎn)生影響，影響了電力企業(yè)的盈利。因此，如何在二者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)來滿足電力企業(yè)順利發(fā)展的要求，是一項(xiàng)相當(dāng)重要的課題。

2 電網(wǎng)的綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃

2.1 電網(wǎng)綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃的提出

這一規(guī)劃是以電網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃為初衷，綜合考慮了節(jié)能服務(wù)環(huán)境下各類需求側(cè)資源在電網(wǎng)發(fā)展中的作用，從而提出了電網(wǎng)綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃這一個(gè)新方法，即Grid-side Integrated Resource Planning，英文縮寫為GIRP。這項(xiàng)規(guī)劃的決策當(dāng)中包括了傳統(tǒng)電網(wǎng)的擴(kuò)容建設(shè)、能效計(jì)劃、需求響應(yīng)等電網(wǎng)的綜合資源，并綜合考慮了能效計(jì)劃與需求響應(yīng)之間存在的交互作用，能夠從協(xié)調(diào)性的角度出發(fā)，使電網(wǎng)和電力企業(yè)的下屬節(jié)能服務(wù)公司實(shí)現(xiàn)“雙贏”。

2.2 電網(wǎng)綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃的框架

在電網(wǎng)綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃的框架中，涉及到了電網(wǎng)的主體以及下屬的節(jié)能服務(wù)公司這兩個(gè)參與者，二者之間相互獨(dú)立。

在引入了各類需求側(cè)資源之后，在很大程度上擴(kuò)充了電網(wǎng)綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃的決策內(nèi)容，從而形成了新的規(guī)劃角度。其中，電網(wǎng)的主體主要負(fù)責(zé)電網(wǎng)的規(guī)劃決策，與此同時(shí)還擁有可中斷負(fù)荷的調(diào)用權(quán)；而下屬的節(jié)能服務(wù)公司則通過提供節(jié)能服務(wù)也就是能效計(jì)劃來獲得盈利，并負(fù)責(zé)對(duì)可中斷負(fù)荷進(jìn)行開發(fā)和配置。從邏輯角度分析二者的關(guān)系，電網(wǎng)的主體對(duì)下屬的節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)行管理并為其提供所需要的資金，對(duì)下屬節(jié)能服務(wù)公司的業(yè)務(wù)收益存在影響；而下屬的節(jié)能服務(wù)公司雖然是電網(wǎng)主體的從屬部分，但仍然獨(dú)立，能夠進(jìn)行自主地運(yùn)營，它的決策情況會(huì)在一定程度上改變?cè)?fù)荷增長的趨勢(shì)，并掌握可中斷負(fù)荷所具備的可用容量的決定權(quán)，因此反過來會(huì)對(duì)電網(wǎng)主體的投資和收益產(chǎn)生影響。

通過分析我們可以得知，電網(wǎng)的主體和下屬的節(jié)能服務(wù)公司之間是主從關(guān)系，但同時(shí)又擁有不同的約束條件，具備不同的決策變量，在聯(lián)系中又存在著矛盾。更重要的是，引入了下屬的節(jié)能服務(wù)公司之后電網(wǎng)的規(guī)劃就能夠從傳統(tǒng)的單層優(yōu)化規(guī)劃“升級(jí)”成為雙層的協(xié)調(diào)規(guī)劃，使電力系統(tǒng)中電能的供應(yīng)和使用有了實(shí)現(xiàn)最大化的可能。

3 各類需求側(cè)資源的成本分析

3.1 需求響應(yīng)

需求響應(yīng)的實(shí)施項(xiàng)目的形式多樣，較為重要的是激勵(lì)型和價(jià)格型。其中激勵(lì)型是目前最為成熟且應(yīng)用最為廣泛的項(xiàng)目，可中斷負(fù)荷就屬于其中的一種。其項(xiàng)目成本包括了前期設(shè)備和斷負(fù)荷的調(diào)用：前期設(shè)備的投入資金與可中斷負(fù)荷的可用容量有著正相關(guān)的關(guān)系；而斷負(fù)荷的調(diào)用成本將根據(jù)用戶的調(diào)用功率、用戶類型和調(diào)用所需時(shí)間來進(jìn)行決定。

3.2 能效計(jì)劃

該計(jì)劃的實(shí)施能夠提高用電的效率，并降低電量的損耗。實(shí)施的方式主要是通過先進(jìn)節(jié)能設(shè)備如高效的電機(jī)、綠色照明等的配置來實(shí)現(xiàn)。能效計(jì)劃與能效電廠之間存在著一定的聯(lián)系。能效電廠其實(shí)是一個(gè)虛擬的電廠，并不能直接為我們生產(chǎn)電能，但能效電廠的有效輸出功率其實(shí)就是能效計(jì)劃實(shí)施之后實(shí)時(shí)降低的負(fù)荷需求。

4 電網(wǎng)綜合資源的雙層主從協(xié)調(diào)的規(guī)劃模型

該模型是由兩個(gè)部分構(gòu)成的，包括了電網(wǎng)主體擴(kuò)展規(guī)劃的子模型和下層的節(jié)能服務(wù)公司優(yōu)化節(jié)能服務(wù)的子模型。其中前者將會(huì)對(duì)電網(wǎng)的擴(kuò)建進(jìn)行合理地優(yōu)化，并對(duì)調(diào)用中斷負(fù)荷進(jìn)行合理的安排，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)主體綜合凈收益的最大化；后者將會(huì)在一定的資金范圍之內(nèi)優(yōu)化各類需求側(cè)資源的投資，從而實(shí)現(xiàn)下屬節(jié)能服務(wù)公司凈盈利的最大化。值得注意的是，前者在進(jìn)行子模型的擴(kuò)展規(guī)劃時(shí)受到了一定的約束，比如線路容量、變電站容量、功率的平衡、節(jié)點(diǎn)電壓、架線的回?cái)?shù)等的約束，尤其是可中斷負(fù)荷中斷的持續(xù)時(shí)間以及中斷時(shí)間的間隔的約束值得特別注意。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民的生活水平在逐步提高，資源也出現(xiàn)了緊缺，在環(huán)保的要求下必須進(jìn)行傳統(tǒng)電網(wǎng)的重新規(guī)劃。節(jié)能服務(wù)的新環(huán)境能夠在電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)有效利用各類需求側(cè)資源，并打破傳統(tǒng)的規(guī)劃模式，電網(wǎng)綜合資源協(xié)調(diào)規(guī)劃的新方法能夠在電網(wǎng)的擴(kuò)容建設(shè)上兼顧節(jié)能服務(wù)，使電網(wǎng)的運(yùn)營實(shí)現(xiàn)高效和經(jīng)濟(jì)，從而保證電力企業(yè)的健康順利發(fā)展。

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