王顥鈞+雷俊+姚振興+杜培東+曲堯

摘 要：智能電網(wǎng)，是使電網(wǎng)增加信息化技術(shù)，進而達到智能化標準，更多地采用無線傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)的挖掘處理分析方法，在大數(shù)據(jù)時代下進行用戶數(shù)據(jù)的深度挖掘。從用戶的角度來說，需求側(cè)逐漸變得重要起來，用戶有機會參與電網(wǎng)的運營之中，通過對自身需求側(cè)負荷的管控達到電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)度作用，進而得到一些經(jīng)濟補償。用戶用電行為特性分析則是智能電網(wǎng)研究的基礎(chǔ)，無論是把握電網(wǎng)規(guī)模和復雜性，計劃輸電、配電，還是預(yù)估市場環(huán)境和公眾需求量，用戶用電行為分析都是人們研究的重點。文章以甘肅電網(wǎng)為例，說明如何對實際用電用戶開展用電行為分析。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)服務(wù)；創(chuàng)新方法；研究

中圖分類號：TM732 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0091-02

1 概述

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和綜合國力的不斷增強，我國的電力用戶對各行業(yè)服務(wù)的多樣化需求越來越大。用戶希望對自己消費電能的生產(chǎn)、輸送和監(jiān)控有更多的控制權(quán)，希望與電網(wǎng)實現(xiàn)互動，而智能電網(wǎng)可以提供給用戶這一切，這就必然會促進智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。互動化是智能電網(wǎng)的重要特征之一，也是智能電網(wǎng)之所以“智能”的原因之一，所以如何實現(xiàn)互動化并且建設(shè)智能用電互動化系統(tǒng)是目前國內(nèi)外研究熱點。

目前美國互動智能電網(wǎng)的設(shè)計者選擇了以下五個領(lǐng)域來架構(gòu)美國互動智能電網(wǎng)的體系，一是設(shè)施管理體系；二是樓宇智能化管理；三是發(fā)電和配電互動智能化管理；四是通訊和安全體系；五是家庭網(wǎng)絡(luò)管理。我國互動智能電網(wǎng)的研究也在逐漸升溫，甘肅作為我國電力能源的輸出省份，發(fā)電裝機容量較大，而用電水平較低。在省內(nèi)電力市場需求低迷、增長乏力的情況下，迫切需要研究拓展新能源消納和用電增長的途徑。與此同時，甘肅地區(qū)有著豐富的高載能產(chǎn)業(yè)，如果可以將容量如此大的高載能負荷的調(diào)節(jié)能力利用起來，對系統(tǒng)負荷的削峰填谷以及新能源的消納會有很大的幫助。將高載能負荷作為可中斷負荷參與到需求響應(yīng)中來，負荷根據(jù)調(diào)度指令在較短時間內(nèi)進行削減或增加，并根據(jù)需求響應(yīng)協(xié)議獲得一定補償。補償措施為：在負荷削減時進行單位響應(yīng)量補貼，負荷增加時實施折扣電價。

2 用戶負荷行為特征分析

為了對用戶的用電行為做出科學合理的分析，在電力市場分析領(lǐng)域幫助決策者更好的劃分客戶群以及分析同一客戶群的特征，產(chǎn)生了相應(yīng)的行為分析研究方法，如聚類分析法、二次聚類等。聚類法是一種探索性的分析，在分類的過程中，不必事先給出一個分類的標準，聚類分析能夠從樣本數(shù)據(jù)出發(fā)，自動進行分類。

例如從用戶類型分類角度，可將電力用戶分為：公共事業(yè)用戶，大型工業(yè)用戶、中型商業(yè)用戶、以及中小型居民用戶等。不同地區(qū)的各類型用戶構(gòu)成比例也不盡相同，對于不同類型用戶用電特性的分析也是各有不同，利用聚類分析方法可以合理的考慮到這些用電行為的差異進行研究。如表1對小區(qū)用戶按照用電類型進行分類。

同時，有很多因素對于居民用電負荷產(chǎn)生影響，主要對其中兩類進行分析，第一是定性分析影響因素，通過定性的分析該種因素對于趨勢的影響，第二是需要定量分析影響因素，通過定量分析該因素的作用程度，分清主次。因此，為了對用電負荷進行更深入的分析，我們采用相關(guān)分析法進行對各個因素的相關(guān)性定量分析。相關(guān)分析法是將兩個對等的數(shù)列，應(yīng)用數(shù)學方法計算一個反應(yīng)他們之間變動聯(lián)系程度和變動方法的抽象化數(shù)值就是相關(guān)性系數(shù)。在日常生活中，影響居民用電負荷主要有如下因素：

（1）氣候因素：氣候?qū)θ祟惿钇鹬陵P(guān)重要的影響效

果，同時也顯著影響著人類用電行為。夏季氣溫高，空調(diào)負荷的加入會帶來很多的負荷變化；冬季氣溫低，電熱爐或者電鍋爐的使用也會為夜晚的電網(wǎng)渡河帶來很大的增量。溫度是影響負荷的最主要的因素，其他氣候因素還有濕度、風速、降水量和日照時長也對臺區(qū)負荷的變化有影響。

（2）經(jīng)濟因素：經(jīng)濟因素的影響主要體現(xiàn)在本地區(qū)的GDP反映著當?shù)厝藗兊慕?jīng)濟水平，進而影響人們的用電水平。

（3）時間因素：季節(jié)的不同會對人們的工作時間及作息時間帶來較大的影響，人們生活方式的改變會直接影響用電習慣的不同。研究發(fā)現(xiàn)，人們的用電行為有較強的周期性，日周期性、月周期性、年周期性，并且在節(jié)假日時的用電行為還會有所不同。

（4）電價因素：人類對于價格的敏感性，使電價成為對用電行為至關(guān)重要的因素。有些地區(qū)實施分時電機或者峰谷電價，這些地區(qū)的用電行為特征都會呈現(xiàn)出明顯的差異。

（5）其他因素：這里指一些隨機因素，例如電網(wǎng)中出現(xiàn)故障或是某些商業(yè)活動所來的負荷增加，亦或是熱門電視劇的播出也會帶來小的負荷波動等。

3 創(chuàng)新方法研究

3.1 居民用電互動化方面

通過用戶、電網(wǎng)與電器廠商合作的方式，開發(fā)即插即用的互動化終端，互動化終端包括電能計量模塊、負荷開關(guān)模塊、通信模塊等，具有計量、通信、控制等功能。主要包括以下幾個模塊：通信模塊、智能客戶端控制模塊、電能計量模塊、負荷開關(guān)模塊。居民用電互動化終端結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3.2 商務(wù)用戶用電互動化方面

（1）配電自動化、智能用能服務(wù)系統(tǒng)、營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)直接與智能商廈的共享數(shù)據(jù)平臺相連，共享數(shù)據(jù)平臺。配電自動化系統(tǒng)接入共享數(shù)據(jù)平臺需要通過隔離裝置保證配電自動化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定，通過數(shù)據(jù)平臺控制整個商廈的電能管理。

（2）電動汽車充電管理系統(tǒng)、分布式電源管理系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)分別管理著智能商廈中的商廈內(nèi)充電樁、分布式電源、智能電表，他們之間不僅有控制流、電能流還有信息流的雙向互動。

（3）共享數(shù)據(jù)平臺通過隔離裝置將電能信息、管理信息等上傳到95598互動網(wǎng)站，電腦、電視、手機通過公共網(wǎng)絡(luò)可以訪問95598互動網(wǎng)站，了解用戶的用電信息和互動信息。

（4）商廈主站可以通過公共網(wǎng)絡(luò)訪問95598互動網(wǎng)站，針對用能數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)根據(jù)系統(tǒng)提供的互動化、需求響應(yīng)要求進行商廈的電力資源的調(diào)整和最優(yōu)分配。

3.3 工業(yè)用戶用電互動化方面

（1）配電自動化系統(tǒng)、智能用能服務(wù)系統(tǒng)、電動汽車充電樁管理系統(tǒng)、分布式電源管理系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)都通過共享數(shù)據(jù)平臺進行數(shù)據(jù)的共享和數(shù)據(jù)的交流。

（2）工業(yè)用戶可以直接接入10kV專變，配電自動化系統(tǒng)直接管理著從10kV接入后的廠區(qū)的配電工作，部分廠區(qū)可以通過自己的余熱進行發(fā)電，余熱發(fā)電的一部分可以本地消納，當本地不能消納時，可以通過分布式電源管理系統(tǒng)上網(wǎng)。

（3）95598互動網(wǎng)站可以接收由共享數(shù)據(jù)平臺提供的廠區(qū)用電、信息以及發(fā)布的需求響應(yīng)信息，廠區(qū)能量管理系統(tǒng)可以通過公共網(wǎng)絡(luò)了解有關(guān)信息，廠區(qū)能量管理系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)信息制定相應(yīng)的能量使用策略和需求響應(yīng)策略，然后下發(fā)給智能終端。

（4）廠區(qū)能量管理系統(tǒng)可以通過智能交互終端來控制、管理廠區(qū)的生產(chǎn)設(shè)備用電、照明設(shè)備用電、安全管理設(shè)備用電、廠區(qū)生活設(shè)備用電。這些管理與控制行為主要通過配電箱的投、切進行的。

參考文獻：

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