摘 要：在新市場經(jīng)濟(jì)時期，伴隨著電力需求的增加，以及世界能源危機(jī)的加劇，調(diào)整能源發(fā)展結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，進(jìn)一步改善能源安全已是迫在眉睫。在這一時期，我國將解決環(huán)境污染問題納入到國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)內(nèi)容。分布式能源系統(tǒng)作為一種新型的能源供應(yīng)模式，憑借著其經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢，發(fā)展前景巨大?；诖?，本文提出一種通過提高需求側(cè)和供應(yīng)側(cè)資源的協(xié)調(diào)可控性分布式能源系統(tǒng)，針對目前電力系統(tǒng)雙側(cè)隨機(jī)問題及其技術(shù)弊端，設(shè)想新的改進(jìn)思路，并對系統(tǒng)運(yùn)行性能的優(yōu)化構(gòu)建相適應(yīng)的模型。

關(guān)鍵詞：需求側(cè)資源；優(yōu)化；調(diào)度

1 問題設(shè)想

本次研究的兼容需求側(cè)可調(diào)控資源分布式能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模式，是相對于傳統(tǒng)電力線路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)模式下的電力系統(tǒng)是一個“單側(cè)隨機(jī)系統(tǒng)”，具體一點(diǎn)講，就是指用戶的用電負(fù)荷表現(xiàn)出較強(qiáng)的隨機(jī)性，也就是不可控性，相反，發(fā)電出力則相對可控。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)型，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，再加上新一輪的能源危機(jī)正全面迎來，未來可能需要大量的可再生能源來發(fā)電并網(wǎng)。在這種局面下，發(fā)電側(cè)的隨機(jī)性勢必會顯著增加，換言之，新能源下的電力運(yùn)行系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡p側(cè)隨機(jī)系統(tǒng)是在所難免的，進(jìn)而會進(jìn)一步影響到區(qū)域電力系統(tǒng)整體性能的安全穩(wěn)定運(yùn)營效率。

近年來，隨著電力部門的大力持續(xù)性改革，重新確立了市場需求導(dǎo)向的運(yùn)營機(jī)制，需求側(cè)管理工作深入推廣，也要求著需求側(cè)管理技術(shù)需要進(jìn)一步加強(qiáng)。這主要是因?yàn)閰^(qū)域內(nèi)廣大的用戶的需求側(cè)響應(yīng)行動成為了影響系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的主要因素，負(fù)荷可能成為一種相對可控的資源。所以，目前擺在我們面前的主要問題是，如何將未來新能源使用下電力系統(tǒng)“雙側(cè)隨機(jī)”特征調(diào)整與優(yōu)化，將雙側(cè)隨機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電側(cè)和需求側(cè)。

2 需求側(cè)響應(yīng)建模及系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化

2.1 目前市場上分布式能源系統(tǒng)現(xiàn)存問題

主要包含四點(diǎn)：①系統(tǒng)集成問題。首先清楚地認(rèn)識到，分布式能源系統(tǒng)屬于較為典型的一類系統(tǒng)工程，該系統(tǒng)集成了多種不同的能源、技術(shù)，雖然適應(yīng)性比較強(qiáng)，但系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，包括燃?xì)?、機(jī)械、電力、暖通、自控等能源間的相互轉(zhuǎn)化，存儲等技術(shù)和設(shè)備，其對于技術(shù)的要求比較高，項(xiàng)目開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)較大，存在許多不可控的影響因素；②設(shè)備供應(yīng)問題。分布式能源系統(tǒng)對設(shè)備及其技術(shù)的要求比較高，更新?lián)Q代比較快。與國外不同，以美國德國為首的歐美部分發(fā)達(dá)國家，在分布式能源使用設(shè)備與技術(shù)上，體系日漸成熟，而我國國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究與實(shí)踐探索還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在系統(tǒng)的關(guān)鍵動力設(shè)備及技術(shù)的研發(fā)上還存在不少問題。所以，許多新能源項(xiàng)目的開放，在關(guān)鍵動力設(shè)備的核心技術(shù)嵌入上，大多引入國外的一些先進(jìn)設(shè)備。③運(yùn)行管理問題和投資收益問題。由于分布式能源項(xiàng)目屬于一項(xiàng)國計(jì)民生的“相對公益”事業(yè)，旨在實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的效果，在這種局面下，在短期內(nèi)很難再兼顧項(xiàng)目運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效益，也是以社會效益為重。因此，無論是從經(jīng)濟(jì)層面，還是技術(shù)層面，目前國內(nèi)市場缺少專業(yè)的運(yùn)行公司。其次是投資收益的問題，還是與分布式能源開發(fā)項(xiàng)目的自身屬性有關(guān)，在前期，投入產(chǎn)出比無法持衡，再加上缺少專業(yè)化服務(wù)和示范效果，以及新能源市場價格偏高，投資收益成為了一大限制性因素。

2.2 需求側(cè)相應(yīng)建模

第一，直接負(fù)荷控制

以北京市為例，9月份公布的用電高峰期的供電缺額情況，正如圖1所示，可以看到，用戶向電網(wǎng)提交每小時負(fù)荷削減量及報(bào)價，電價呈現(xiàn)為階梯狀。

如圖1所示，其中，假設(shè)為區(qū)域內(nèi)用戶（用戶i）的最大負(fù)荷削減量，并設(shè)定每一級的削減量負(fù)荷是 ，在這種情形下，對削減量負(fù)荷來說，有一個相對應(yīng)的報(bào)價，從1級、2級、3級，一直到n級，區(qū)域內(nèi)用戶的實(shí)際負(fù)荷削減量最終是。換言之，當(dāng)區(qū)域內(nèi)用戶（i）負(fù)荷削減量變?yōu)?時，該區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，需要向該用戶（用戶i）支付（元）；該實(shí)際削減量在和之間時，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)則需要向該用戶（用戶i）支付（元）。

第二，系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化。在優(yōu)化策略運(yùn)用上，依據(jù)規(guī)則來定。①如果可再生能源在當(dāng)前時間窗內(nèi)，暫時無法滿足本地（區(qū)域內(nèi)）負(fù)荷的要求，并且這一階段電網(wǎng)電價可能低于未來預(yù)期中的平均電價，那么則需要對儲能充電；②如果可再生能源在當(dāng)前時間窗內(nèi)，無法滿足本地負(fù)荷，并且區(qū)域內(nèi)當(dāng)前的電網(wǎng)電價水平“≥”同期其他區(qū)域平均電價，那么則需要對儲能放電，這樣可實(shí)現(xiàn)平移/平移負(fù)荷；③如果可再生能源在當(dāng)前時間窗內(nèi)，已經(jīng)無法滿足本地負(fù)荷的要求，這種情況可利用本地富余電量來對儲能充電。

參考文獻(xiàn)

[1]曾鳴，彭麗霖，孫靜惠，等.兼容需求側(cè)可調(diào)控資源的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行及其求解算法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，40（6）：1650-1656.

[2]何舜.基于滾動優(yōu)化的微網(wǎng)能源管理策略研究[D].上海交通大學(xué)，2014.

（作者單位：中國人民大學(xué)）