［關(guān)鍵詞］配電網(wǎng)；負荷管理；需求響應(yīng)；調(diào)控技術(shù)

［中圖分類號］TP311.13 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）10–0185–03

1配電網(wǎng)負荷管理技術(shù)

1.1負荷預(yù)測技術(shù)

負荷預(yù)測技術(shù)是配電網(wǎng)負荷管理的基礎(chǔ)，其準確性直接影響到負荷調(diào)度的效果和經(jīng)濟性。傳統(tǒng)的負荷預(yù)測方法主要基于歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析，但受季節(jié)性、天氣變化等因素影響較大，難以滿足實時調(diào)度需求。近年來，隨著人工智能和機器學習技術(shù)的發(fā)展，基于模型的負荷預(yù)測逐漸成為研究熱點。通過建立復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或深度學習模型，結(jié)合大數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測信息，可以實現(xiàn)對負荷的高精度預(yù)測，提高了負荷調(diào)度的準確性和靈活性。

1.2負荷平衡技術(shù)

負荷平衡技術(shù)可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在配電網(wǎng)各節(jié)點之間實現(xiàn)負荷均衡。傳統(tǒng)的負荷平衡方式主要依賴人工調(diào)節(jié)或簡單的控制策略，但會受到系統(tǒng)復(fù)雜程度的影響及負荷的起伏。近年來，隨著智能技術(shù)的發(fā)展以智能算法為基礎(chǔ)的負荷平衡方法逐漸受到重視。如在配電網(wǎng)負荷的動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化分配上，采用分布式智能控制算法和智能設(shè)備，有效降低了系統(tǒng)負荷失衡的風險，使配電網(wǎng)運行效率和運行經(jīng)濟性得到提高。

1.3負荷控制策略

負荷控制策略是指以保證供電可靠性為前提，實現(xiàn)電能高效利用和負荷優(yōu)化分配為目的，根據(jù)實際情況合理調(diào)控配電網(wǎng)負荷的技術(shù)手段。常見的負荷控制策略有以時間為基礎(chǔ)的負荷調(diào)節(jié)、以需求反應(yīng)為基礎(chǔ)的負荷控制、以能源管理為基礎(chǔ)的負荷優(yōu)化。其中，以時間為基礎(chǔ)的負荷調(diào)節(jié)主要通過諧波濾波、FM技術(shù)等手段，對基于時段的負荷調(diào)節(jié)進行平滑的調(diào)整；以需求反應(yīng)為基礎(chǔ)的負荷控制，通過與用戶達成協(xié)議，采用價格激勵或其他激勵手段，引導(dǎo)用戶在特定時段降低負荷；而以能源管理為基礎(chǔ)的負荷優(yōu)化則是通過智能系統(tǒng)來動態(tài)分配和調(diào)度負荷，實現(xiàn)電能的高效利用和系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。

2需求響應(yīng)調(diào)控技術(shù)

2.1需求響應(yīng)概述

需求響應(yīng)是指通過引導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為，實現(xiàn)負荷與電力供應(yīng)的動態(tài)平衡，根據(jù)電力系統(tǒng)的實時運行情況和市場需求而制訂的一種靈活的電力調(diào)控方式。需求響應(yīng)技術(shù)通常分為以價格為基礎(chǔ)的響應(yīng)和以控制為基礎(chǔ)的響應(yīng)兩種。以價格為基礎(chǔ)的需求響應(yīng)通過電價調(diào)整激發(fā)用戶用電高峰時段減少用電達到負荷優(yōu)化，而以控制為基礎(chǔ)的需求響應(yīng)則是通過對用戶設(shè)備或系統(tǒng)的遠程控制實現(xiàn)負荷的調(diào)節(jié)和控制[1]。隨著智能電網(wǎng)和信息通信技術(shù)的發(fā)展，在提高配電網(wǎng)運行效率、降低供需峰谷差、促進清潔能源消納等方面，需求響應(yīng)已成為電力系統(tǒng)調(diào)控的重要手段和有效解決方案。

2.2需求響應(yīng)激勵機制

需求響應(yīng)激勵機制是指為了引導(dǎo)用戶積極參與需求響應(yīng)活動，在電力系統(tǒng)中達到平衡和優(yōu)化而設(shè)定的一系列合理的激勵措施。常見的需求響應(yīng)激勵機制有：①差價電價機制。根據(jù)電力市場的供需情況和系統(tǒng)運行狀態(tài)動態(tài)調(diào)整電價水平，以激勵用戶在高峰期少用電。②獎懲機制。設(shè)立獎勵或罰款等措施，以鼓勵或限制用戶參與需求響應(yīng)活動。③市場化交易機制。在需求響應(yīng)市場上，對供需雙方進行靈活的交易與協(xié)調(diào)，以促進需求響應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用與推廣，提高用戶響應(yīng)率和熱情。合理設(shè)計和實施上述激勵機制，可有效提高用戶響應(yīng)率與熱情，促進需求響應(yīng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用與推廣。

2.3需求響應(yīng)實施技術(shù)

智能電網(wǎng)技術(shù)為需求響應(yīng)提供了數(shù)據(jù)支持和技術(shù)保障，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)的實時監(jiān)控和控制。其中，遠程監(jiān)控與控制技術(shù)通過遠程通訊和智能設(shè)備，實現(xiàn)負荷的動態(tài)控制和調(diào)整及對用戶設(shè)備和系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和調(diào)整；用戶側(cè)能源管理技術(shù)則是通過智能設(shè)備和系統(tǒng)，提高能源利用效率和節(jié)能減排水平，實現(xiàn)對用戶用電行為的監(jiān)控和控制。通過上述技術(shù)手段的綜合應(yīng)用，在提高配電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性的同時可實現(xiàn)電力系統(tǒng)的靈活調(diào)度和優(yōu)化管理。

3配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)的融合

3.1融合技術(shù)架構(gòu)

融合技術(shù)架構(gòu)是配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)融合的關(guān)鍵所在，其設(shè)計是否合理將直接影響到系統(tǒng)的靈活性與可靠性。融合技術(shù)架構(gòu)可分為集中式架構(gòu)與分布式架構(gòu)。集中式架構(gòu)采用集中式控制中心對整個系統(tǒng)進行調(diào)度和管理，具有管理簡單、成本低等優(yōu)點；而分布式架構(gòu)則將控制與管理功能分布到各個節(jié)點或區(qū)域，實現(xiàn)了分散化管理與冗余備份，在一定程度上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本[2]。實際運用中，根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模特點進行合理的融合技術(shù)架構(gòu)的選型，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合智能技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)負荷需求的動態(tài)監(jiān)測與調(diào)控，是一項重要的工作。

3.2實時數(shù)據(jù)采集與處理

實時數(shù)據(jù)采集與處理是配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)融合的基礎(chǔ)，其主要任務(wù)是實現(xiàn)對配電網(wǎng)負荷和需求的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，并進行有效的數(shù)據(jù)處理和分析。傳統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集與處理方法主要依靠傳感器和監(jiān)測設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集，再通過專業(yè)軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析，但受數(shù)據(jù)傳輸和處理能力的限制，難以滿足實時調(diào)度需求。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)的發(fā)展，基于云端平臺的實時數(shù)據(jù)采集與處理方法逐漸成為主流。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備和系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，再借助云端平臺進行數(shù)據(jù)存儲和分析，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)負荷和需求的實時監(jiān)測和調(diào)控，為融合系統(tǒng)的優(yōu)化和控制提供了數(shù)據(jù)支持和技術(shù)保障。

3.3融合系統(tǒng)的優(yōu)化與控制

融合系統(tǒng)的優(yōu)化與控制是配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)融合的核心內(nèi)容，其主要任務(wù)是實現(xiàn)配電網(wǎng)負荷與需求的動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化分配，可通過智能化技術(shù)和優(yōu)化算法實現(xiàn)配電網(wǎng)負荷與需求的優(yōu)化與控制。常見的優(yōu)化與控制方法包括基于模型的預(yù)測控制、智能優(yōu)化算法和分布式控制策略等。以模型為基礎(chǔ)的預(yù)測控制方法通過建立系統(tǒng)模型和負荷預(yù)測模型，實現(xiàn)預(yù)測和控制負荷；智能優(yōu)化算法則是利用人工智能和機器學習技術(shù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)負荷和需求的動態(tài)優(yōu)化和調(diào)度；分布式控制策略是將控制功能分散到各個節(jié)點或區(qū)域，實現(xiàn)對配電網(wǎng)的分散化管理和冗余備份[3]。通過上述優(yōu)化與控制方法的綜合應(yīng)用，可實現(xiàn)對配電網(wǎng)負荷、需求的精細化調(diào)控與優(yōu)化管理，提高配電網(wǎng)穩(wěn)定性、可靠性，推動電力系統(tǒng)智能化、可持續(xù)發(fā)展。

4實際應(yīng)用案例分析

4.1案例選擇與背景介紹

上海市作為我國的經(jīng)濟中心和人口密集地區(qū)，其電力供需矛盾尤為突出。黃浦區(qū)作為上海市的中心城區(qū)之一，經(jīng)濟活動頻繁，人口密集，其電力需求日益增加，尤其在夏季高溫季節(jié)，電力負荷劇增，給配電網(wǎng)運行帶來了較大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，上海市黃浦區(qū)政府積極推進配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)融合技術(shù)的應(yīng)用。該項目背景涉及黃浦區(qū)電力供需的不平衡現(xiàn)狀，頻繁的用電高峰期導(dǎo)致配電網(wǎng)負荷波動大、供電壓力增大，嚴重影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性[4]。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和居民生活水平的提高，電力需求不斷增長，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)建設(shè)和運行模式已經(jīng)無法滿足日益增長的用電需求。

4.2案例實施過程

上海市黃浦區(qū)配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)一體化技術(shù)應(yīng)用工程在實施過程中，項目組結(jié)合現(xiàn)有配電網(wǎng)設(shè)施和技術(shù)條件，深入分析黃浦區(qū)電力供需形勢和負荷特點，結(jié)合實際，確定了配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)一體化技術(shù)方案，并制訂了詳細的實施方案。項目組啟動配電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。通過引入先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能設(shè)備，建立配電網(wǎng)數(shù)字化模型和運行數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的調(diào)度管理提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)保障，實現(xiàn)對配電網(wǎng)負荷和需求的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。項目組還以價格為基礎(chǔ)，積極推動需求響應(yīng)機制的出臺與落地。制訂了差價電價政策，通過與用戶溝通協(xié)商，引導(dǎo)用戶減少高峰期用電，提高負荷調(diào)節(jié)彈性和電力系統(tǒng)效率，并建立了電價激勵機制[5]。項目組在此基礎(chǔ)上對負荷預(yù)測進行了進一步改進，對控制技術(shù)進行了優(yōu)化。通過建立負荷預(yù)測模型和優(yōu)化算法，提高了配電網(wǎng)運行效率和經(jīng)濟性，實現(xiàn)了負荷的精確預(yù)測和動態(tài)調(diào)控。

4.3案例效果評估

配電網(wǎng)負荷管理效果統(tǒng)計見表1，需求響應(yīng)節(jié)能效果統(tǒng)計見表2。

5結(jié)束語

上海市黃浦區(qū)配電網(wǎng)負荷管理與需求響應(yīng)融合技術(shù)應(yīng)用項目中，以技術(shù)創(chuàng)新與實踐相結(jié)合的方式取得了明顯成果，為我國電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗和啟示，也為其他地區(qū)在同類項目上提供了可借鑒的參考依據(jù)，對促進我國電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展起到了重要的促進作用。