配電網負荷管理與需求響應調控

［關鍵詞］配電網；負荷管理；需求響應；調控技術

［中圖分類號］TP311.13 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）10–0185–03

1配電網負荷管理技術

1.1負荷預測技術

負荷預測技術是配電網負荷管理的基礎，其準確性直接影響到負荷調度的效果和經濟性。傳統的負荷預測方法主要基于歷史數據和統計分析，但受季節性、天氣變化等因素影響較大，難以滿足實時調度需求。近年來，隨著人工智能和機器學習技術的發展，基于模型的負荷預測逐漸成為研究熱點。通過建立復雜的神經網絡模型或深度學習模型，結合大數據和實時監測信息，可以實現對負荷的高精度預測，提高了負荷調度的準確性和靈活性。

1.2負荷平衡技術

負荷平衡技術可提高系統的穩定性和可靠性，在配電網各節點之間實現負荷均衡。傳統的負荷平衡方式主要依賴人工調節或簡單的控制策略，但會受到系統復雜程度的影響及負荷的起伏。近年來，隨著智能技術的發展以智能算法為基礎的負荷平衡方法逐漸受到重視。如在配電網負荷的動態調整和優化分配上，采用分布式智能控制算法和智能設備，有效降低了系統負荷失衡的風險，使配電網運行效率和運行經濟性得到提高。

1.3負荷控制策略

負荷控制策略是指以保證供電可靠性為前提，實現電能高效利用和負荷優化分配為目的，根據實際情況合理調控配電網負荷的技術手段。常見的負荷控制策略有以時間為基礎的負荷調節、以需求反應為基礎的負荷控制、以能源管理為基礎的負荷優化。其中，以時間為基礎的負荷調節主要通過諧波濾波、FM技術等手段，對基于時段的負荷調節進行平滑的調整；以需求反應為基礎的負荷控制，通過與用戶達成協議，采用價格激勵或其他激勵手段，引導用戶在特定時段降低負荷；而以能源管理為基礎的負荷優化則是通過智能系統來動態分配和調度負荷，實現電能的高效利用和系統的經濟運行。

2需求響應調控技術

2.1需求響應概述

需求響應是指通過引導用戶調整用電行為，實現負荷與電力供應的動態平衡，根據電力系統的實時運行情況和市場需求而制訂的一種靈活的電力調控方式。需求響應技術通常分為以價格為基礎的響應和以控制為基礎的響應兩種。以價格為基礎的需求響應通過電價調整激發用戶用電高峰時段減少用電達到負荷優化，而以控制為基礎的需求響應則是通過對用戶設備或系統的遠程控制實現負荷的調節和控制[1]。隨著智能電網和信息通信技術的發展，在提高配電網運行效率、降低供需峰谷差、促進清潔能源消納等方面，需求響應已成為電力系統調控的重要手段和有效解決方案。

2.2需求響應激勵機制

需求響應激勵機制是指為了引導用戶積極參與需求響應活動，在電力系統中達到平衡和優化而設定的一系列合理的激勵措施。常見的需求響應激勵機制有：①差價電價機制。根據電力市場的供需情況和系統運行狀態動態調整電價水平，以激勵用戶在高峰期少用電。②獎懲機制。設立獎勵或罰款等措施，以鼓勵或限制用戶參與需求響應活動。③市場化交易機制。在需求響應市場上，對供需雙方進行靈活的交易與協調，以促進需求響應技術的應用與推廣，提高用戶響應率和熱情。合理設計和實施上述激勵機制，可有效提高用戶響應率與熱情，促進需求響應技術在電力系統中的廣泛應用與推廣。

2.3需求響應實施技術

智能電網技術為需求響應提供了數據支持和技術保障，實現了對配電網的實時監控和控制。其中，遠程監控與控制技術通過遠程通訊和智能設備，實現負荷的動態控制和調整及對用戶設備和系統的遠程監控和調整；用戶側能源管理技術則是通過智能設備和系統，提高能源利用效率和節能減排水平，實現對用戶用電行為的監控和控制。通過上述技術手段的綜合應用，在提高配電網安全性、穩定性和經濟性的同時可實現電力系統的靈活調度和優化管理。

3配電網負荷管理與需求響應的融合

3.1融合技術架構

融合技術架構是配電網負荷管理與需求響應融合的關鍵所在，其設計是否合理將直接影響到系統的靈活性與可靠性。融合技術架構可分為集中式架構與分布式架構。集中式架構采用集中式控制中心對整個系統進行調度和管理，具有管理簡單、成本低等優點；而分布式架構則將控制與管理功能分布到各個節點或區域，實現了分散化管理與冗余備份，在一定程度上提高了系統的穩定性和可靠性，也增加了系統的復雜性和成本[2]。實際運用中，根據系統的規模特點進行合理的融合技術架構的選型，并在此基礎上結合智能技術與通信網絡，實現對配電網負荷需求的動態監測與調控，是一項重要的工作。

3.2實時數據采集與處理

實時數據采集與處理是配電網負荷管理與需求響應融合的基礎，其主要任務是實現對配電網負荷和需求的實時監測和數據采集，并進行有效的數據處理和分析。傳統的實時數據采集與處理方法主要依靠傳感器和監測設備進行數據采集，再通過專業軟件進行數據處理和分析，但受數據傳輸和處理能力的限制，難以滿足實時調度需求。近年來，隨著物聯網和云計算技術的發展，基于云端平臺的實時數據采集與處理方法逐漸成為主流。利用物聯網技術實現對設備和系統的遠程監控和數據采集，再借助云端平臺進行數據存儲和分析，實現了對配電網負荷和需求的實時監測和調控，為融合系統的優化和控制提供了數據支持和技術保障。

3.3融合系統的優化與控制

融合系統的優化與控制是配電網負荷管理與需求響應融合的核心內容，其主要任務是實現配電網負荷與需求的動態調整和優化分配，可通過智能化技術和優化算法實現配電網負荷與需求的優化與控制。常見的優化與控制方法包括基于模型的預測控制、智能優化算法和分布式控制策略等。以模型為基礎的預測控制方法通過建立系統模型和負荷預測模型，實現預測和控制負荷；智能優化算法則是利用人工智能和機器學習技術，實現配電網負荷和需求的動態優化和調度；分布式控制策略是將控制功能分散到各個節點或區域，實現對配電網的分散化管理和冗余備份[3]。通過上述優化與控制方法的綜合應用，可實現對配電網負荷、需求的精細化調控與優化管理，提高配電網穩定性、可靠性，推動電力系統智能化、可持續發展。

4實際應用案例分析

4.1案例選擇與背景介紹

上海市作為我國的經濟中心和人口密集地區，其電力供需矛盾尤為突出。黃浦區作為上海市的中心城區之一，經濟活動頻繁，人口密集，其電力需求日益增加，尤其在夏季高溫季節，電力負荷劇增，給配電網運行帶來了較大挑戰。為應對這一挑戰，上海市黃浦區政府積極推進配電網負荷管理與需求響應融合技術的應用。該項目背景涉及黃浦區電力供需的不平衡現狀，頻繁的用電高峰期導致配電網負荷波動大、供電壓力增大，嚴重影響了電力系統的穩定性和可靠性[4]。隨著社會經濟的發展和居民生活水平的提高，電力需求不斷增長，傳統的配電網建設和運行模式已經無法滿足日益增長的用電需求。

4.2案例實施過程

上海市黃浦區配電網負荷管理與需求響應一體化技術應用工程在實施過程中，項目組結合現有配電網設施和技術條件，深入分析黃浦區電力供需形勢和負荷特點，結合實際，確定了配電網負荷管理與需求響應一體化技術方案，并制訂了詳細的實施方案。項目組啟動配電網智能監控系統建設。通過引入先進的物聯網技術和智能設備，建立配電網數字化模型和運行數據庫，為后續的調度管理提供數據支撐和技術保障，實現對配電網負荷和需求的實時監控和數據采集。項目組還以價格為基礎，積極推動需求響應機制的出臺與落地。制訂了差價電價政策，通過與用戶溝通協商，引導用戶減少高峰期用電，提高負荷調節彈性和電力系統效率，并建立了電價激勵機制[5]。項目組在此基礎上對負荷預測進行了進一步改進，對控制技術進行了優化。通過建立負荷預測模型和優化算法，提高了配電網運行效率和經濟性，實現了負荷的精確預測和動態調控。

4.3案例效果評估

配電網負荷管理效果統計見表1，需求響應節能效果統計見表2。

5結束語

上海市黃浦區配電網負荷管理與需求響應融合技術應用項目中，以技術創新與實踐相結合的方式取得了明顯成果，為我國電力系統的智能化發展提供了寶貴的經驗和啟示，也為其他地區在同類項目上提供了可借鑒的參考依據，對促進我國電力系統的可持續發展起到了重要的促進作用。