智能電網條件下的需求響應關鍵技術研究

錢穎+張世康

摘 要：隨著智能電網技術的普及，電網運行對于電網可靠性、能源利用率等要求逐漸提升。需求響應技術作為智能電網的重要技術之一，在電網運行中應用能夠實現用戶與電網之間的雙向互動，借助價格、激勵等方式，調節用戶的用電高峰，促進用戶能夠主動參與用電方式，并且增加需求側在電力市場中的作用。基于此，在本文中針對智能電網條件下的需求響應關鍵技術進行分析。

關鍵詞：智能電網；需求響應；關鍵技術；研究

前言：智能電網的關鍵目標在于催生新的技術，以及新的商業模式。在智能電網體系中，需求響應、分布式潔凈能源的并網發展，一方面能夠有效的緩解輸電和發電容量的擴建，另一方面能夠促進社會能源可持續利用。實現智能用電是智能電網發展的基礎，將供電側應用到用戶側，借助靈活的計算機信息網絡，在智能電網終端形成高效而完整的用戶用電信息服務體系。基于需求響應的關鍵技術在智能電網中應用，能夠有效的完善智能電網功能，對于智能電網的發展具有較為積極的意義。

1.需求響應內涵與影響因素

1.1需求響應

需求響應在智能電網中的應用能夠有效地發揮出其作用，提升電力市場的競爭力。需求響應從需求側管理出發，針對電力市場上的價格、激勵等產生響應行為。從廣義角度分析，需求響應是指電力市場上用戶能夠針對價格信號、激勵機制作出的一系列的響應，針對市場發展方向及時的調整市場參與行為，并且確定用戶響應電價和激勵信號[1]。

1.2需求響應影響因素

在智能電網下的需求響應受到諸多因素的干擾，從電力供求曲線分析中能夠總結出以下觀點：電力需求曲線與電力管制環境密切相關，用戶所面對的是靜止的電價，以及相對動態的電價，對電力需求曲線未產生較為明顯的影響。如，對于發電市場而言，信息的充分透明、短期需求波動巨大，廠商的供應曲線可以直接被分為兩個部分，一種是供應充足時間段，實現平均運營成本報價處理。另一種為供應約束時間段內，廠商根據固定成本平均成本進行報價[2]。

2.智能電網條件下的需求響應關鍵技術

2.1需求響應目標多層次優化

在智能電網需求響應項目中，在不同的項目目標中，其所需要的需求優化方案不同。在指定需求響應方案的過程中，根據需求響應參與主體、需求響應目標、決策變量、決策目標等變化，來執行多層次的需求優化。基于智能電網下的電力公司將基于激勵的需求響應參與到發電調度優化決策當中，該種決策變量的應用，能夠有效的削減負荷，并且削減決策時間。除此之外，還可以應用直接負荷控制的方式，確定目標函數，將發電成本定為最低，實現網損最小化。

在目標優化的過程中，將基于價格的需求響應才能參與優化時，保障決策變量能夠滿足削峰填谷要求等政策，保障在系統中所優化的目標是日負荷曲線最大峰荷最小化，在這樣的基礎上，才能夠提升用戶的滿意度。當用戶接到電力公司的需求響應項目要求時，通過智能交互終端或者是能量管理系統，對電力系統的運行方式進行重新安排。在實際的安排過程中，需要關注用戶成本管理，主要包含：購電成本、服務成本、停電成本等。在響應系統側信號傳輸過程中，需要綜合考慮到生產班制、設備連續性、前驅后級關系等問題，以確定出最優化的電能管理方案[3]。

2.2需求響應效益評估

需求響應在智能電網中應用，能夠針對電網中的負荷進行調整，維護電力市場的運行，該種方式能夠能有效的提升電力系統資源利用率，并且保障電力系統運行效率。對需求響應進行效益評估，能夠對電力工業以及經濟發展提供推動作用，對環保項目的發展也有益處。需求響應項目效益評估主要包含了以下內容：經濟補償、電網側購電成降低、用戶側電費節省等。

為了實現以上對象的需求響應定量表達，首先需要準確的把握智能電網模式下的發展潛力，明確需求響應項目所開展的實際意義。其次，從主體、時間、項目對需求響應綜合效益的分析角度出發，對需求響應效益進行多維度的分析，借助解耦思想量化效益評價[4]。

2.3需求響應激勵機制

在智能電網需求響應激勵機制中，用戶能夠直接參與到需求響應中，并且能夠獲得一定的補償額度，具體的需求響應激勵機制有：1）基于獨立系統運營商的評估方式。在獨立系統運營商的ISO系統中，借助電力交易中心，實現智能電網對于用戶的停電價格評估；2）由用戶申報相應的可中斷負荷容量，保障相應的缺電成本，在實際應用中，明確有策略性上報缺電成本傾向，借助相應的設計激勵機制，確保用戶能夠獲利；3）基于信用積分的激勵理論，在該種理論中，計算出消費成本、獎懲積分，避免用電量過多。

2.4需求響應在批發電力市場中的應用

由于電力工業和電力商品的特性，使得電力市場在一段時間內不能適應市場發展特征，出現了一定程度的行業壟斷。在電力市場中，不能將需求側和供應側等同對待，難以產生良性運作的電力市場。而基于需求響應關鍵技術在批發電力市場中的應用，能夠有效的提升單邊市場的運行穩定性，為電力市場提供市場基礎。此外，將需求響應引入到競爭市場當中，使得市場競爭更加的有效，其價格應用更加的合理。為了促進電力市場的良性發展，將需求響應當做減震器，發揮出電力需求響應的作用。

2.5需求響應支持技術

智能電網下的需求響應支持技術比較多，主要包含了以下技術：高級量測系統、電能公共服務平臺、需求響應系統、智能用電設備等技術。對高級量測系統進行分析，該系統主要的作用就是能夠實現電網公司范圍內的用電數據信息采集，以及重要信息的存儲、處理等，在實際應用中應用集中化的系統監控以及業務分析。在高級量測系統框架中，包含了智能終端層、通信信道層、主站層。對電能服務管理平臺進行分析，包含了智能電網節能管理、能效檢測與分析、有序用電以及負荷管理、需求響應、需求側工作考核、能效知識庫。在不同模塊中，其所能夠實現的功能不同，在節能服務管理模塊中，包含了節能服務公司管理、節能項目管理、節能指標管理、動態信息發布等內容[5]。

結論：綜上所述，在本文中介紹了智能電網下的需求響應內涵，研究了智能電網下的需求響應關鍵技術。在維護電力系統運行過程中，需求響應關鍵技術主要包含了以下內容：效益評估、激勵機制、目標多層次優化等，希望相關的需求響應技術研究，能夠促進智能電網發展。

參考文獻：

[1]朱城香，楊俊華，陳思哲，羅志輝.智能電網背景下基于人工智能理論的需求響應技術[J].陜西電力，2015，（07）：63-69.

[2]李乾.智能電網中的通信網絡資源管理關鍵技術研究[D].北京郵電大學，2015.

[3]田世明，王蓓蓓，張晶.智能電網條件下的需求響應關鍵技術[J].中國電機工程學報，2014，（22）：3576-3589.

[4]黃立新.智能電網條件下輸電檢修優化模式與實施方案研究[D].華北電力大學，2013.

[5]林弘宇，田世明.智能電網條件下的智能小區關鍵技術[J].電網技術，2011，（12）：1-7.