需求侧管理中柔性负荷的分析和研究

[摘 要]对于电力建设投资、电网运行经济效益改良而言，电力需求侧管理可以起到明显的改善效果，因此需求侧管理对于提高电力企业能源应用和分配效率、有效均衡电力需求、降低环境负荷压力等方面有重要意义。在需求侧管理方面，柔性负荷控制是核心内容，其涵盖了中断负荷、用户侧发电等要素。本文基于需求侧管理中的柔性负荷管理内容进行分析，对中断负荷、用户侧发电两项工作提供相应建议，为我国现代化智能电网配电网规划提出改建和参考建议。

[关键词]需求侧管理 柔性负荷 中断负荷 用户侧发电 建议

中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0278-01

一、需求侧管理中柔性符合概念简述

（一）需求侧管理概念

需求侧管理（Power Demand Side Management）简称DSM，这一概念始于美国上世纪七十年代电力投资障碍问题爆发时期，当时以美国为主的西方发达国家出现财政不景气、法律压力增加、公众舆论压力增加等问题，各大电力公司为了解决电力建设投资压力问题、电网运行的经济性于可靠性问题、电力生产能耗问题而提出了需求侧管理方案，在近40年的应用实践中取得了较高成效。

这一管理方案的本质内容在于从用户需求出发，通过企业于用户的协作来改变用电模式、电能分配模式，以提高用电效率，减少电量无益消耗的问题。在具体的应用中，旨在实现以负荷管理技术改变用户用电方式，降低电网负荷，最终实现电力节约、减少电力生产成本的目标。在具体的内容上，包括了负荷管理、新用电服务项目、战略性节能、电气化、用户自备发电、用户市场调整等内容，而其中负荷管理是最为核心的内容之一。

（二）可中断负荷管理

可中断负荷是用户与电力公司签订协议的前提下，电力公司可对用户供电进行协议条件内的中断操作，以保障电力资源的均衡分配。负荷需求的减少可以通过用户自己安装的需求限制器实现，或者电力公司发出控制信号来中断用户的部分用电设备。它是为电网的调峰及其它负荷曲线调节而提供的一种负荷管理措施，以保障系统的稳定性。

（三）用户侧发电管理

用户侧发电是从成本效益角度出发，考虑使用有条件的用户所提供的自备发电设备，一方面可以通过用户发电缓解供电压力，另一方面也可以通过模块化发电、存储等方式来弥补电力资源短缺问题。这一方案可以在一定程度上降低电力市场资源紧缺问题，另一方面也可以帮助电力公司手机更多的用户侧发电资源。

二、可中断负荷管理的常见问题与应用建议

（一）可中断负荷管理中存在的普遍问题

可中断负荷管理的实施过程中需要考虑中断负荷的具体分配问题及补偿支付问题，这类问题在实际处理中可能产生用户间矛盾、用户与企业间矛盾等问题。一般为提前解决和消除此类问题，电力公司需要提前对电力资源的可利用度、分配比例进行核算，需要收集用户用电需求、时间段、缺电成本，然而目前国内市场环境上不完善，电力公司于用户间的信息不对称问题十分严重，这就导致了矛盾预消除方案无法有效的落实或者无法取得理想的效果。

例如用户对自身的用电需求更为了解，因此也更为确定缺电成本、缺电特性，但目前国内电力公司由于管理体制、分支机构员工数量限制等因素，无法准确、完善的获取用户用电需求信息、用户缺电成本信息等，最终导致用户虚报缺电成本信息现象频发，电力公司中断负荷分配不合理现象偶发等问题。因此，有必要在针对中断负荷补偿机制不合理的问题，进行相应的管理、分配、补偿机制调整，充分考虑其对于用户自愿披露真是缺点成本信息的激励作用，因此在实际应用中应充分考虑并应用激励相容特性，以实现可中断负荷管理合同的社会与经济效用。

（二）可中断负荷管理措施改良建议

首先，应当依据成本效益控制目标，从电力公司方面改善成本效益。在用户侧实施中断负荷措施时必然产生一定的成本费用，主要是对企业用户所产生的影响，实施过程中企业用户需要应对相应的中断负荷措施改变和调整生产计划、生产工艺等。电价折扣越大，用户收益越大，但由于用户的中断负荷于电价折扣率直接相关，所以电价折扣率存在理论最小值，在具体的实施中应考虑电费节约中恰好能弥补其终端负荷实施成本为标准，以此来制定最为合理的电价折扣激励程度。

其次，电力公司可利用免成本理论控制实现成本效益。免成本理论在电力公司的生产和运行中可分为可免运行成本、可免投资成本、可免损益三个方面：在可免运行成本控制中，可通过中断负荷措施来改变系统负荷曲线，调节并缓解用电峰值持续时间，降低系统运行成本，提升供电可靠性；在可免投资成本方面，可以采用电价刺激模式，降低用电峰值，缩小供电需求峰谷差，提高负荷率，从而有效减少装机容量，以实现投资成本控制；在可免损益控制方面，可利用电力供应自动化管理系统实现相应的电力供应、电价调整的互为平衡，避免出线收益地域折扣损失，最终实现成本于效益的平衡。

三、用户侧发电管理的应用前景及建议

（一）用户侧发电的应用于推广前景

用户侧发电管理主要基于分布式发电理论而产生，分布式发电指的是在用户现场或靠近用房现场配置较小的发电组，以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。分布式电能效应具体表现为在特定的配电线或者变电站实施小型化、标准化的发电机和电能储存装置或者其他需求侧管理技术来提供比全体集中发、输、供配电成本更小的服务方式。这种分布式技术，如果在配电系统中的合理位置加以应用，不仅对输配电系统有价值，而且可以通过延期或者降低资本投入而对发电系统也有好处。作为供电公司，可能会因为采用分布技术而支付更高的单位容量成本和单位电能成本，但综合采用该措施的收益，总的来说仍然是给用户提供低成本的服务。将用户发电纳入到电力系统负荷侧管理当中，可用于紧急用电、功率需求，一次实现供电企业与分布式电源供电间的协调和互补，是一种十分理想的电能合理分配方式，在未来的智能电网管理中有较高的应用前景。

（二）用户侧分布式发电管理的应用建议

用户侧发电所产生的加之不仅仅包括直接向电网输送的电能，也包括相关馈线容量限制等作用，可以辅助降低馈线投资。一般典型的用户侧电源规划过程先从一个包括新的配电站和传输线路方案的规划方案开始，然后，需要做的工作是通过核算决定是否和在哪儿利用用户侧电源来代替输电电路和变电站的投资更加经济。与此同时，也要考虑用户侧发电量较少时可能产生的损益问题。

四、总结

本次研究对需求侧管理中的柔性负荷管理定义、内容进行了简要概述，指出需求侧管理中柔性负荷管理的合租要内容为可中断负荷管理和用户侧发电管理。并结合可中断负荷应用中的常见问题提出了相应的实施策略分析，包括补偿平衡机制建立思路和免成本控制理论应用；对用户侧发电的前景进行了简要概述，提出了用户侧分布式发电管理应用的相关建议，包括投资的成本和效益平衡分析、损益控制等建议。就目前我国智能电网管理发展现状来看，需求侧管理的重要性越加明显，柔性符合管理作为其中重要的组成部分，有利于缓解供电压力、提升电力分配的均衡性，本文对需求侧管理中柔性负荷管理的分析，可为相关研究与应用提供一定参考。

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