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引言

隨著電網(wǎng)負(fù)荷高峰的出現(xiàn)，單純的投資新建電廠、增加電站裝機(jī)容量的方式存在滯后性，為了整體改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，要加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，強(qiáng)化儲(chǔ)能及智能電網(wǎng)建設(shè)，提升電網(wǎng)調(diào)峰及需求側(cè)響應(yīng)能力。本文重點(diǎn)探討電力需求側(cè)的可中斷負(fù)荷管理，通過給予電價(jià)優(yōu)惠或直接經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)确绞剑M(jìn)行合理有序的避峰處理，降低電力系統(tǒng)尖峰負(fù)荷，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

1 含儲(chǔ)能電站的可中斷負(fù)荷管理概述

可中斷負(fù)荷管理是由參與可中斷負(fù)荷管理的用戶與電網(wǎng)企業(yè)之間簽訂可中斷負(fù)荷管理合同，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷處于高峰期時(shí)，參與用戶要響應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)發(fā)出的中斷指令，在指定時(shí)間和中斷容量條件下實(shí)現(xiàn)可靠有序的短時(shí)停電，而用戶則可以依約獲取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，由此有效削減電網(wǎng)高峰階段的電力負(fù)荷，合理完善電能分配，實(shí)現(xiàn)對(duì)可中斷負(fù)荷的科學(xué)有效管理，提高可中斷負(fù)荷管理下的電能優(yōu)化供給能力，確保電網(wǎng)功率平衡狀態(tài)，提升電網(wǎng)調(diào)度的彈性，由傳統(tǒng)的“保護(hù)跳閘”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)防止斷電”，實(shí)現(xiàn)電能利用率的最大化。

在可中斷負(fù)荷管理的應(yīng)用中要考慮以下因素：（1）用戶的選擇與分類。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷的高可靠性電能供應(yīng)而言，要保證該類用戶用電供應(yīng)的持續(xù)性，不能將該類用戶納入到可中斷負(fù)荷管理之中。對(duì)于二級(jí)敏感負(fù)荷的用戶而言，要對(duì)其參與可中斷負(fù)荷管理的相應(yīng)損失給予一定的補(bǔ)助，產(chǎn)生較高的用戶激勵(lì)。對(duì)于一般性的三級(jí)負(fù)荷用戶而言，如：水泥生產(chǎn)企業(yè)用戶、礦產(chǎn)企業(yè)用戶等，可以積極吸納該類用戶參與到可中斷負(fù)荷管理中來。（2）缺電比率。通過切除參與可中斷管理用戶中斷負(fù)荷容量和用戶實(shí)際負(fù)荷容量的比值，可以獲悉反應(yīng)對(duì)可中斷負(fù)荷的調(diào)控能力。（3）提前通知時(shí)間。一般來說，電網(wǎng)企業(yè)對(duì)用戶的提前通知時(shí)間越短，相應(yīng)的停電補(bǔ)償程度也越高。（4）中斷持續(xù)時(shí)間。可中斷負(fù)荷被調(diào)用的時(shí)間是計(jì)量用戶損失的關(guān)鍵因素，對(duì)于用戶參與中斷負(fù)荷項(xiàng)目的積極性有較大的影響。（5）補(bǔ)償程度。電網(wǎng)企業(yè)對(duì)參與可中斷負(fù)荷管理的用戶給予相應(yīng)的補(bǔ)償激勵(lì)，能夠有效提高電網(wǎng)資源的可調(diào)度性。

2 含儲(chǔ)能電站的可中斷負(fù)荷管理合約模式分析

2.1 可中斷負(fù)荷合約管理方法

2.1 .1 基于全系統(tǒng)OPF的可中斷負(fù)荷管理。當(dāng)系統(tǒng)可中斷負(fù)荷進(jìn)入最優(yōu)潮流調(diào)控模型后，可以計(jì)算電價(jià)實(shí)時(shí)變化折扣和長時(shí)間的容量費(fèi)用，對(duì)參與可中斷負(fù)荷管理的用戶相應(yīng)補(bǔ)償。也可以由用戶根據(jù)報(bào)價(jià)選擇市場(chǎng)交易，根據(jù)可中斷負(fù)荷IL投標(biāo)的出清價(jià)作為電量補(bǔ)償。

2.1 .2 基于電力公司和用戶利益協(xié)調(diào)管理?？梢圆捎闷跈?quán)合約的方式形成可中斷負(fù)荷協(xié)議，推進(jìn)ILM。還可以設(shè)立激勵(lì)機(jī)制和模式，引導(dǎo)參與可中斷負(fù)荷管理的用戶主動(dòng)提供真實(shí)的缺電信息，也可以通過用戶側(cè)報(bào)價(jià)及可中斷負(fù)荷合同，填補(bǔ)系統(tǒng)容量的差額，將用戶可接受的補(bǔ)償額度作為參與可中斷負(fù)荷管理用戶的競(jìng)標(biāo)電力價(jià)格。

2.2 可中斷負(fù)荷管理效益分析?？芍袛嘭?fù)荷管理能夠有效減少系統(tǒng)尖峰負(fù)荷，緩解電力需求缺口，提供優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)。同時(shí)，可以有效削減價(jià)格尖峰現(xiàn)象，促進(jìn)電力市場(chǎng)的彈性化管理，在用戶響應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)需求時(shí)，可以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，減少部分發(fā)電機(jī)組的投資和輸配電設(shè)備的容量投資，降低電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行成本。

3 光伏儲(chǔ)能電站的可中斷負(fù)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化分析

隨著儲(chǔ)能技術(shù)日趨成熟的態(tài)勢(shì)，儲(chǔ)能技術(shù)存儲(chǔ)能量用于滿足用電緊張、負(fù)荷壓力時(shí)的需求，有益于電力系統(tǒng)消峰填谷的調(diào)節(jié)，較好地改善電力網(wǎng)絡(luò)供需平衡，增強(qiáng)電網(wǎng)需求側(cè)峰谷狀態(tài)下的自我調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)輸變電功能和作用，提升電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

3.1 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用

儲(chǔ)能技術(shù)利用適宜的方法和裝置，進(jìn)行電能的有效存儲(chǔ)，緩解電能供應(yīng)緊張狀態(tài)，包括電能轉(zhuǎn)換和電能存儲(chǔ)技術(shù)兩個(gè)方面，使電能轉(zhuǎn)化為電磁能或機(jī)械能。當(dāng)前對(duì)于儲(chǔ)能電站的研究尚未成熟，停留于粗略宏觀的階段，沒有細(xì)致分析潮流問題、無功電壓問題和短路電流問題，并涉及配電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)、儲(chǔ)能電站控制方式、運(yùn)行狀態(tài)等內(nèi)容，要重點(diǎn)探討和分析儲(chǔ)能電站并網(wǎng)的精準(zhǔn)建模與控制方法。

3.2 儲(chǔ)能電站在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

儲(chǔ)能電站在電力系統(tǒng)需求側(cè)管理中有重要的作用，能夠有效提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、頻調(diào)峰、平抑負(fù)荷波動(dòng)，對(duì)于智能化電網(wǎng)的作用主要體現(xiàn)在以下方面：（1）新能源接入。由于風(fēng)能、太陽能等清潔能源存在隨機(jī)性、不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來不適應(yīng)承載，導(dǎo)致電能浪費(fèi)的現(xiàn)象。而在儲(chǔ)能電站的并網(wǎng)應(yīng)用下，能夠?qū)π履茉磳?shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償，平滑輸出功率，提升新型清潔能源的上網(wǎng)比例，增強(qiáng)電網(wǎng)供電能力。（2）削峰填谷。隨著用電高峰與用電低估的峰谷差的增大趨勢(shì)，可以利用儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)相接，將用電負(fù)荷低估夜間存儲(chǔ)電力，并在負(fù)荷高峰階段進(jìn)行電力釋放，無須過多機(jī)組及拉閘限電的方式，有效實(shí)現(xiàn)削峰填谷，優(yōu)化電能應(yīng)用效果。（3）應(yīng)急保障供電。將大型的儲(chǔ)能電站作為獨(dú)立逆變電源，為電網(wǎng)用戶提供持續(xù)的電能，規(guī)避電力系統(tǒng)的故障問題。（4）靈活響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令。利用電池儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的便捷化監(jiān)測(cè)和管理，進(jìn)行遠(yuǎn)程信息的交互，靈活響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)度指令。另外，大型儲(chǔ)能電站還能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的有功/無功調(diào)節(jié)，提升電網(wǎng)的電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)頻。

3.3 光伏儲(chǔ)能電站配電網(wǎng)規(guī)劃及經(jīng)濟(jì)評(píng)估

光伏儲(chǔ)能電站配電網(wǎng)規(guī)劃要做到系統(tǒng)費(fèi)用最低、經(jīng)濟(jì)效益最大化。為此，需要構(gòu)建儲(chǔ)能電站配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型和經(jīng)濟(jì)效益模型，考慮儲(chǔ)能電站初始投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本，從電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電廠側(cè)、用戶側(cè)構(gòu)建儲(chǔ)能電站的經(jīng)濟(jì)效益模型，其中：電網(wǎng)側(cè)經(jīng)濟(jì)效益主要是源于可免固定容量成本，在接入儲(chǔ)能電站后減少的電網(wǎng)投資費(fèi)用成本，涉及縮減變電站投資、輸電線路造價(jià)、變壓器造價(jià)、配套設(shè)備造價(jià)等成本。發(fā)電側(cè)經(jīng)濟(jì)效益主要是指可免固定容量成本和可免變動(dòng)電量成本，可免固定容量成本涵蓋縮減/延緩建設(shè)的調(diào)峰機(jī)組造價(jià)和配套設(shè)備造價(jià)成本等；可免變動(dòng)電量成本涵蓋發(fā)電機(jī)建設(shè)的燃料費(fèi)用、碳排放污染費(fèi)用、機(jī)組非正常啟停懲處費(fèi)用等。用電側(cè)經(jīng)濟(jì)效益主要是指峰谷電價(jià)差帶來的高峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)用戶節(jié)省的用電費(fèi)用。

光伏電站運(yùn)行一天的總收益為2943.08元，采用谷、平時(shí)段低價(jià)格購電，峰時(shí)段高價(jià)格售電的方式，獲取光伏電站的差額利潤，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”的效果。

3.4 可中斷負(fù)荷管理與光伏儲(chǔ)能電站的協(xié)調(diào)優(yōu)化策略

在光伏儲(chǔ)能電站中的可中斷負(fù)荷管理之中，要優(yōu)先考慮中斷成本費(fèi)用低的負(fù)荷用戶，進(jìn)行用戶容量的合理有效調(diào)度，在保障用戶生產(chǎn)生活利益的同時(shí)削減負(fù)荷尖峰，相應(yīng)提高電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在充分考慮當(dāng)?shù)赜秒娗闆r和實(shí)際需求的前提下，可以配置適宜容量的儲(chǔ)能電站，確保足量的電力供應(yīng)，并搭配可中斷負(fù)荷管理模式，對(duì)可中斷負(fù)荷管理參與者進(jìn)行相應(yīng)中斷容量切除，能夠有效保證電能質(zhì)量的穩(wěn)定，并提升電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

4 小結(jié)

綜上所述，含儲(chǔ)能電站的電力可中斷負(fù)荷管理能夠有效調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)尖峰負(fù)荷，緩解拉閘限電的緊張壓力，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和電能質(zhì)量，較好地解決可中斷負(fù)荷管理電網(wǎng)企業(yè)與參與用戶信息不對(duì)稱的現(xiàn)象，采用分步優(yōu)化用戶中斷容量的方式，獲悉參與用戶的真實(shí)缺電成本信息，進(jìn)行含儲(chǔ)能電站電力可中斷負(fù)荷管理優(yōu)化電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。后續(xù)還要深入探討可中斷負(fù)荷管理合同內(nèi)容，采用針對(duì)性的補(bǔ)償、激勵(lì)機(jī)制進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。