試論智能電網實時電價的現狀和未來趨勢

孟慶洋

摘要：近年來，隨著社會的發展，我國的智能化建設的發展也有了很大的提高。電力行業由第二次工業革命發展至今，已成為社會生產和發展的根本性行業。配電網系統作為與其他行業用電連接的端口，其網絡結構復雜龐大、且網損逐年增加，因此系統降損成為供電網絡必需考慮的一個重要因素。配電網重構優化作為降損最基本、最有效的方法之一被廣泛關注。配電網重構以時間為尺度可分為靜態重構和動態重構兩種方式。靜態重構以一個瞬時時刻對配電網進行網絡結構優化，是一個靜態過程;而動態重構則是實時地，動態地調整配電網一段時間內的網絡結構，并將降損優化問題由理論研究轉化為工程實際應用。

關鍵詞：智能電網;實時電價;現狀;未來趨勢

引言

隨著現代工業技術的快速發展，人類生活變得越來越方便，如智能家居、電動汽車等的使用。然而，方便的同時也給世界能源可持續發展帶來了巨大的挑戰，尤其越來越多的電器產品和工業的超負荷運營，是當前世界電網所面臨亟待解決的問題。在這種背景下，智能電網應運而生，智能電網是連接發電廠、供電商、用戶之間的依靠先進的通信和計量設施建立起來的電力網絡結構。

1智能電網現狀分析

當前，由于用戶自身的習慣不同、對于智能電網的概念不理解、不能掌握電網的現有信息等原因，用戶的用電體驗沒有得到很大提升。相關機構根據用戶參與方式的不同將系統分為基于激勵和基于價格的兩類。基于激勵的模式指的是當電網的安全性不能達到一定的標準時，可以采用激勵來刺激用戶減少用電量。基于價格的需求響應是用戶根據自身了解到的相關信息，對于需求進行適當的轉變，在用電低谷期激勵用戶增加用電量，在高峰時期減少用電量，這樣可以均衡各個時期的用電量，增強網絡的安全性能，優化資源配置。實時電價就是其中的一種定價方式，具有很高的實用性能，對實時電價進行研究具有廣闊的應用前景，受到社會的廣泛關注。要提升電力的應用效率，就要轉變傳統的定價方式，實行實時定價，調整電力的供應與需求。

2重要性

由于電力能源自身的易損性和難存儲性，要求電力市場供電側和需求側達到均衡時，才能實現能源的利用最大化。在電力市場運營中，實時電價已經是智能電網需求側管理的重要手段之一。在實時電價問題的解決過程中，目前國內外研究主要采用兩種方法：一種是利用博弈論方法均衡供電側和需求側之間的關系，制定定價機制;另一種是利用最優化方法研究社會福利最大化問題。現有利用最優化方法來研究實時電價的文獻，大多數考慮的是用戶效用函數為單一類型，而現實生活中，由于用戶種類繁多，他們的消費模式和偏好不同，效用函數會呈現多樣化。研究了基于用戶效用最大化和供電商成本最小化的社會福利最大化模型，通過分布式算法進行對偶分解，并利用梯度投影法給出了供電商與用戶之間的實時電價更新算法。

3基于實時電價的智能用電系統分析

智能電力系統的組成部分有主站系統、智能電表、本地信道、遠程信道、智能開關、互動終端等。從運行經濟性出發，在居民用戶智能用電系統中，可以利用本例信道來集中和轉發遠程信道與智能電表間的通信;從發展角度出發，智能家電將會逐步替代智能用電系統中的智能開關。

3.1主站系統

主站系統具體分為四個子系統：①用電信息采集子系統：電力企業借助該系統能夠及時掌握用戶用電信息，為市場分析提供充足的數據和信息。此外，采集和存儲大量的用戶用電信息，為其他子系統的正常運行奠定了基礎。②營銷服務支持子系統：該系統能夠為用戶提供個性化、多樣化、集成化的服務，如用能咨詢、節能分析等。電力企業借助該系統，能夠實現自動化辦理營銷業務，如抄表管理、電量電費、電能計劃、購電管理、線損管理、用電檢查等。③負荷預測子系統：該系統能夠借助智能挖掘、聯機分析等技術，采用多維分析的手段，對營銷數據中心存儲的用戶用電信息進行分析，提高負荷預測的準確性，有針對性地為企業制定電價策略。④電價策略制定和發布子系統：該系統結合發電信息、輸送能力信息等，利用預測的結果，根據具體情況，科學制定電價日時段策略，并在第一時間將制定的策略發布給所有的電力用戶。此外，該系統還能向電力用戶定期發布結算電量電費清單等相關信息。該系統采用的是排列組合的算法，能夠根據政府監管方案，制定出多種電價日時段劃分策略，電力企業只須將負荷預測子系統預測的結果輸入到該系統中，該系統就能自動篩選出針對性最強的電價日時段劃分策略。其中，采用電價日時段劃分策略的優勢有：①雖然電力企業對電價的細化程度不夠，但是電價日時段劃分策略是在海量數據基礎上制定出來的，這在一定程度上彌補了電力需求與電力供應間的偏差;②智能用電強調實時性通信，發布的電價日時段劃分策略能夠降低此項要求;③電價日時段劃分策略擴展性良好，不僅能夠滿足用戶的需求，而且還能促進智能用電系統的發展，提高了電力企業分階段建設智能用電的可行性。

3.2遠程信道

遠程信道分為上行信道和下行信道，其中，上行信道的作用是將智能電表、互動終端采集的用戶用電信息傳送給電力企業;下行信道則是將電力企業制定的電價日時段劃分策略發布給用戶。此外，遠程信道還能夠根據設定的時間抄讀、傳送預設數據，電力企業預先設置事件，事件報警能夠實時監測并主動上報。再者，在增值服務方面，遠程信道能夠為客戶提供定制服務。在建設智能用電系統中，最大的難題就是配用電側通信手段。全國各地經濟發展存在較大的差異，所以電力企業必須要靈活配置智能用電系統的遠程信道。針對正在運行的線路，電力企業必須要全面考量經濟、技術等方面的問題，對當前可用的技術進行評估，加快建設速度;針對新建的配網線路，電力企業應該考慮在建設配電線路的同時，利用光纖復合相線技術建設遠程信道。

3.3智能電網中家庭用戶的智能電網調度

智能網絡中用戶家庭的用電調度考慮到了家庭中不同家用電器對于用電的影響。隨著社會的不斷進步，智能家電的普及也越來越廣，相應，智能電網的功能也在不斷擴大，性能在不斷優化。在這種模型下，假設電價固定，對于兩種不同類型的用電器進行性能分析，并對電量進行最優配置，實現電能花費和不認可程度的一種平衡。這種類型同其他兩種類型的不同點在于電器分為可調度和不可調度兩種，可以調度的一定程度上可以被電能消費控制器控制，而不可調度的就沒有這一功能。用戶要在電費和體驗度之間進行最優選擇，而這兩者的目標往往是沖突的，這就需要用到微觀經濟的相關內容，實現總體收益的最大化，而實時電價的設立正好能幫助用戶解決這一難題，同樣也實現了資源的有效配置。

結語

我國當前的電價是受管制的，所以電價并不能將電力供應和電力需求間的關系真實反映出來，導致電力企業面對電力需求波動時不能及時給予有效的調節，進而浪費大量的電力資源。智能電網是未來的發展趨勢，具有廣闊的前景。相關領域的工作人員要做出一定的努力，完善發展基于實時電價的智能電網用電優化調度，提高國家電網的運行效率，增強用戶用電的安全性，增強用戶的滿意程度，實現資源的優化配置，一定程度上減緩資源稀缺的壓力。

參考文獻

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