朱嬋　張清平

摘 要：眾所周知，在電力系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)分配的過(guò)程中，都是通過(guò)分析電力系統(tǒng)消耗的負(fù)載功率來(lái)規(guī)劃供電需求的，并且全面探討供電需求規(guī)劃在電力系統(tǒng)在線和離線兩種狀態(tài)下的具體情況，在此基礎(chǔ)上制訂出科學(xué)、合理的電網(wǎng)分配方案。簡(jiǎn)要分析了電網(wǎng)分配中供電需求規(guī)劃的相關(guān)內(nèi)容，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：供電需求規(guī)劃；電網(wǎng)分配；電力系統(tǒng)；智能電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.117

1 智能電網(wǎng)的概述

智能電網(wǎng)主要是為了提升電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性、穩(wěn)定性和可靠性，利用先進(jìn)的信息通信技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)使電網(wǎng)擁有智能化和自動(dòng)化的功能，進(jìn)而在智能電網(wǎng)系統(tǒng)的控制下，將一些可再生資源、儲(chǔ)電站電力資源和發(fā)電機(jī)的供電資源等各種類型的資源有效整合起來(lái)。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)、信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、儲(chǔ)存技術(shù)與分布式發(fā)電技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新應(yīng)用，智能化電網(wǎng)的發(fā)展有了重大的突破，而且還可以利用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力資源的操作者與使用者之間的實(shí)時(shí)智能化通訊交流。

電網(wǎng)供電的分配工作是需要建立在電力系統(tǒng)負(fù)載需求的基礎(chǔ)上完成的，而電網(wǎng)分配的合理性對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量有直接的影響，合理性越高，供電質(zhì)量就越高，而且電力系統(tǒng)操作的合理性也能夠提升電網(wǎng)的供電質(zhì)量。因此，在智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中，需要滿足電網(wǎng)分配的建設(shè)要求和目標(biāo)，通過(guò)對(duì)電力資源的合理分配來(lái)解決用電高峰期的緊張狀況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的合理分配，提高電力供給質(zhì)量。

2 優(yōu)化供電需求規(guī)劃的思路

在電網(wǎng)分配中，供電需求規(guī)劃優(yōu)化思路是，按照不同電力需求的基本信息合理分配電力，主要就是對(duì)負(fù)載的需求管理。在管理電力負(fù)載需求時(shí)，并不會(huì)降低電力能源的總量消耗。很多情況下，降低電力負(fù)載的消耗就是在電力的高峰使用階段到非高峰使用階段的間隔時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行的。通過(guò)將這種超負(fù)荷的電力運(yùn)行周期的規(guī)避可以舒緩整個(gè)電力運(yùn)行周期內(nèi)的電力需求，降低因?yàn)槌掷m(xù)的供電需求比負(fù)載界限低而導(dǎo)致電壓波動(dòng)的不穩(wěn)定，從而保證電網(wǎng)的運(yùn)行安全。

在電網(wǎng)分配中，采用供電需求規(guī)劃就是要建立一個(gè)供電需求的規(guī)劃模型，解決電力的基本控制和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的優(yōu)化。通過(guò)智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)量裝置可以實(shí)現(xiàn)電力消費(fèi)者與電力運(yùn)營(yíng)者之間的通訊交流。電網(wǎng)的主要運(yùn)營(yíng)員可以遠(yuǎn)程控制電力消費(fèi)者的電器設(shè)備，而不同的電力消費(fèi)者還可以通過(guò)這個(gè)電力運(yùn)營(yíng)控制設(shè)備傳輸電力需求和請(qǐng)求，不同的電力需求有不同的功率體現(xiàn)、電力彈性時(shí)間段等。對(duì)于電網(wǎng)分配運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，要設(shè)計(jì)一個(gè)電力需求與分配的調(diào)度優(yōu)化策略，最大限度地降低某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行成本，以滿足供電需求規(guī)劃在電網(wǎng)分配中的應(yīng)用要求。

3 供電需求規(guī)劃的應(yīng)用

供電需求規(guī)劃在電網(wǎng)分配中的應(yīng)用可以有效提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量，降低電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的總成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際應(yīng)用中，電力營(yíng)銷、規(guī)劃、調(diào)度等都會(huì)影響電網(wǎng)的分配，從而影響供電需求的整體規(guī)劃。電力調(diào)度的運(yùn)行需要從電力生產(chǎn)調(diào)度的實(shí)際情況出發(fā)，依據(jù)具體的供電需求進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度。

3.1 分析供電需求規(guī)劃模型的建立

從電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)看，在電網(wǎng)主要運(yùn)營(yíng)商處設(shè)立一個(gè)具備通信交流功能的電力控制設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)電力消費(fèi)者與電力運(yùn)營(yíng)商之間的溝通。此外，控制設(shè)備還要與智能電網(wǎng)的相關(guān)電力設(shè)備連接，而智能電網(wǎng)設(shè)備連接不同消費(fèi)者之間的電力需求后就可以準(zhǔn)確獲取用戶的電力需求狀況。電力消費(fèi)者可以運(yùn)用自動(dòng)化裝置和相應(yīng)的手動(dòng)操作向電力運(yùn)營(yíng)商發(fā)送電力需求。

所有的電力需求工作任務(wù)都可以用數(shù)字表示，并且每個(gè)電力需求任務(wù)都有具體的時(shí)間間隔段。當(dāng)電力需求的任務(wù)激活時(shí)，就會(huì)有一個(gè)瞬時(shí)消耗的電力負(fù)載功率；當(dāng)電力需求任務(wù)激活后，會(huì)產(chǎn)生暫時(shí)的延緩性。這個(gè)電力需求要在具體時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，而且不同的功率需求對(duì)應(yīng)不同的任務(wù)參數(shù)。

當(dāng)電力運(yùn)營(yíng)商的控制設(shè)備接收到每個(gè)電力智能設(shè)備的電力需求后，就要根據(jù)實(shí)際情況確定電力激活的時(shí)間，然后將信號(hào)發(fā)送給智能電力設(shè)備，再將電力傳遞到用戶的電器設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)電力供給。要想實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)分配的供電需求規(guī)劃，就是要從最低的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本出發(fā)。如果該供電需求模型中負(fù)載功率的需求產(chǎn)生時(shí)間、需求任務(wù)持續(xù)時(shí)間和完成截止時(shí)間都是確定的，那么，就可以進(jìn)行電力需求的離線規(guī)劃，獲取電力需求的邊界條件，從而以模型的最低成本在線規(guī)劃和分析供電的功率需求。明確了電網(wǎng)系統(tǒng)的瞬時(shí)功率與時(shí)間關(guān)系后，將在某時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)功率的消耗定義為模型的求解目標(biāo)，從而得出一個(gè)供電需求的模型規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的合理分配。

3.2 電力在線情況下的供電需求規(guī)劃分析

電力需求的在線規(guī)劃分析就是將需求在線問(wèn)題轉(zhuǎn)化為規(guī)劃問(wèn)題，這個(gè)需求規(guī)劃問(wèn)題需要按照泊松的過(guò)程進(jìn)行，找到符合供電需求規(guī)劃的期望函數(shù)，從而得到最佳的優(yōu)化控制的分配策略模型。

3.3 電力在離線情況下的需求規(guī)劃分析

在離線情況下，假定供電需求的規(guī)劃問(wèn)題是由若干個(gè)功率需求的工作任務(wù)構(gòu)成的，每一個(gè)任務(wù)用數(shù)字n表示，將需求任務(wù)的起止時(shí)間表示為a，將需求的消耗功率表示為P，將需求任務(wù)持續(xù)的時(shí)間表示為s，將電力需求的完成截止時(shí)間表示為d，如果供電需求參數(shù)可以確定界限，那么，它就可以將這個(gè)供電需求問(wèn)題通過(guò)規(guī)劃表達(dá)出來(lái)。

在電網(wǎng)調(diào)度前，需要考慮電力彈性的需求狀況，也就是說(shuō)，每一個(gè)電力需求任務(wù)都要預(yù)先處理，但是，沒(méi)有規(guī)定必須連續(xù)完成，這樣就可以在完成任務(wù)的過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況暫停計(jì)劃，然后再繼續(xù)進(jìn)行。這個(gè)不連續(xù)時(shí)間段內(nèi)的需求任務(wù)的實(shí)現(xiàn)就是要在截止時(shí)間d前完成，而需求任務(wù)的完要滿足基本的功率P的要求。這樣每一個(gè)需求任務(wù)n就會(huì)與需求任務(wù)的完成時(shí)間t形成一個(gè)函數(shù)關(guān)系，而電力需求任務(wù)不在連續(xù)時(shí)間內(nèi)工作就可以得到激勵(lì)。電力需求任務(wù)可以用函數(shù)規(guī)劃表示出來(lái)，將需求任務(wù)的時(shí)間段定義為從零初始到t，而運(yùn)營(yíng)商控制設(shè)備的需求規(guī)劃策略就是要在該時(shí)間范圍內(nèi)合理的規(guī)劃，找到最優(yōu)的策略實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)成本的最低，將這個(gè)供電需求規(guī)劃模型轉(zhuǎn)換為策略的最優(yōu)問(wèn)題，就可以找到最合理的電網(wǎng)分配方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，在電網(wǎng)分配過(guò)程中，供電需求規(guī)劃不僅可以有效優(yōu)化電網(wǎng)的供給質(zhì)量，還能降低電網(wǎng)中的電能損耗，進(jìn)而在一定程度上為電網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益，使電力系統(tǒng)中電力分配更加安全、可靠、合理。

〔編輯：白潔〕