售電側開放條件下的智能電網服務創新方法研究

王顥鈞+雷俊+姚振興+杜培東+曲堯

摘 要：智能電網，是使電網增加信息化技術，進而達到智能化標準，更多地采用無線傳感技術和數據的挖掘處理分析方法，在大數據時代下進行用戶數據的深度挖掘。從用戶的角度來說，需求側逐漸變得重要起來，用戶有機會參與電網的運營之中，通過對自身需求側負荷的管控達到電網的調峰調度作用，進而得到一些經濟補償。用戶用電行為特性分析則是智能電網研究的基礎，無論是把握電網規模和復雜性，計劃輸電、配電，還是預估市場環境和公眾需求量，用戶用電行為分析都是人們研究的重點。文章以甘肅電網為例，說明如何對實際用電用戶開展用電行為分析。

關鍵詞：智能電網服務；創新方法；研究

中圖分類號：TM732 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0091-02

1 概述

隨著社會經濟的高速發展和綜合國力的不斷增強，我國的電力用戶對各行業服務的多樣化需求越來越大。用戶希望對自己消費電能的生產、輸送和監控有更多的控制權，希望與電網實現互動，而智能電網可以提供給用戶這一切，這就必然會促進智能電網技術的發展。互動化是智能電網的重要特征之一，也是智能電網之所以“智能”的原因之一，所以如何實現互動化并且建設智能用電互動化系統是目前國內外研究熱點。

目前美國互動智能電網的設計者選擇了以下五個領域來架構美國互動智能電網的體系，一是設施管理體系；二是樓宇智能化管理；三是發電和配電互動智能化管理；四是通訊和安全體系；五是家庭網絡管理。我國互動智能電網的研究也在逐漸升溫，甘肅作為我國電力能源的輸出省份，發電裝機容量較大，而用電水平較低。在省內電力市場需求低迷、增長乏力的情況下，迫切需要研究拓展新能源消納和用電增長的途徑。與此同時，甘肅地區有著豐富的高載能產業，如果可以將容量如此大的高載能負荷的調節能力利用起來，對系統負荷的削峰填谷以及新能源的消納會有很大的幫助。將高載能負荷作為可中斷負荷參與到需求響應中來，負荷根據調度指令在較短時間內進行削減或增加，并根據需求響應協議獲得一定補償。補償措施為：在負荷削減時進行單位響應量補貼，負荷增加時實施折扣電價。

2 用戶負荷行為特征分析

為了對用戶的用電行為做出科學合理的分析，在電力市場分析領域幫助決策者更好的劃分客戶群以及分析同一客戶群的特征，產生了相應的行為分析研究方法，如聚類分析法、二次聚類等。聚類法是一種探索性的分析，在分類的過程中，不必事先給出一個分類的標準，聚類分析能夠從樣本數據出發，自動進行分類。

例如從用戶類型分類角度，可將電力用戶分為：公共事業用戶，大型工業用戶、中型商業用戶、以及中小型居民用戶等。不同地區的各類型用戶構成比例也不盡相同，對于不同類型用戶用電特性的分析也是各有不同，利用聚類分析方法可以合理的考慮到這些用電行為的差異進行研究。如表1對小區用戶按照用電類型進行分類。

同時，有很多因素對于居民用電負荷產生影響，主要對其中兩類進行分析，第一是定性分析影響因素，通過定性的分析該種因素對于趨勢的影響，第二是需要定量分析影響因素，通過定量分析該因素的作用程度，分清主次。因此，為了對用電負荷進行更深入的分析，我們采用相關分析法進行對各個因素的相關性定量分析。相關分析法是將兩個對等的數列，應用數學方法計算一個反應他們之間變動聯系程度和變動方法的抽象化數值就是相關性系數。在日常生活中，影響居民用電負荷主要有如下因素：

（1）氣候因素：氣候對人類生活起著至關重要的影響效

果，同時也顯著影響著人類用電行為。夏季氣溫高，空調負荷的加入會帶來很多的負荷變化；冬季氣溫低，電熱爐或者電鍋爐的使用也會為夜晚的電網渡河帶來很大的增量。溫度是影響負荷的最主要的因素，其他氣候因素還有濕度、風速、降水量和日照時長也對臺區負荷的變化有影響。

（2）經濟因素：經濟因素的影響主要體現在本地區的GDP反映著當地人們的經濟水平，進而影響人們的用電水平。

（3）時間因素：季節的不同會對人們的工作時間及作息時間帶來較大的影響，人們生活方式的改變會直接影響用電習慣的不同。研究發現，人們的用電行為有較強的周期性，日周期性、月周期性、年周期性，并且在節假日時的用電行為還會有所不同。

（4）電價因素：人類對于價格的敏感性，使電價成為對用電行為至關重要的因素。有些地區實施分時電機或者峰谷電價，這些地區的用電行為特征都會呈現出明顯的差異。

（5）其他因素：這里指一些隨機因素，例如電網中出現故障或是某些商業活動所來的負荷增加，亦或是熱門電視劇的播出也會帶來小的負荷波動等。

3 創新方法研究

3.1 居民用電互動化方面

通過用戶、電網與電器廠商合作的方式，開發即插即用的互動化終端，互動化終端包括電能計量模塊、負荷開關模塊、通信模塊等，具有計量、通信、控制等功能。主要包括以下幾個模塊：通信模塊、智能客戶端控制模塊、電能計量模塊、負荷開關模塊。居民用電互動化終端結構圖如圖1所示。

3.2 商務用戶用電互動化方面

（1）配電自動化、智能用能服務系統、營銷業務管理系統直接與智能商廈的共享數據平臺相連，共享數據平臺。配電自動化系統接入共享數據平臺需要通過隔離裝置保證配電自動化系統的安全、穩定，通過數據平臺控制整個商廈的電能管理。

（2）電動汽車充電管理系統、分布式電源管理系統、用電信息采集系統分別管理著智能商廈中的商廈內充電樁、分布式電源、智能電表，他們之間不僅有控制流、電能流還有信息流的雙向互動。

（3）共享數據平臺通過隔離裝置將電能信息、管理信息等上傳到95598互動網站，電腦、電視、手機通過公共網絡可以訪問95598互動網站，了解用戶的用電信息和互動信息。

（4）商廈主站可以通過公共網絡訪問95598互動網站，針對用能數據、管理數據根據系統提供的互動化、需求響應要求進行商廈的電力資源的調整和最優分配。

3.3 工業用戶用電互動化方面

（1）配電自動化系統、智能用能服務系統、電動汽車充電樁管理系統、分布式電源管理系統、用電信息采集系統都通過共享數據平臺進行數據的共享和數據的交流。

（2）工業用戶可以直接接入10kV專變，配電自動化系統直接管理著從10kV接入后的廠區的配電工作，部分廠區可以通過自己的余熱進行發電，余熱發電的一部分可以本地消納，當本地不能消納時，可以通過分布式電源管理系統上網。

（3）95598互動網站可以接收由共享數據平臺提供的廠區用電、信息以及發布的需求響應信息，廠區能量管理系統可以通過公共網絡了解有關信息，廠區能量管理系統根據有關信息制定相應的能量使用策略和需求響應策略，然后下發給智能終端。

（4）廠區能量管理系統可以通過智能交互終端來控制、管理廠區的生產設備用電、照明設備用電、安全管理設備用電、廠區生活設備用電。這些管理與控制行為主要通過配電箱的投、切進行的。

參考文獻：

[1]焦系澤.售電側開放背景下需求響應策略及其效果評估[D].東南大學，2016.

[2]趙巖，李博嵩，蔣傳文.售電側開放條件下我國需求側資源參與電力市場的運營機制建議[J].電力建設，2016（03）：112-116.