（電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)論文）杭州地區(qū)可中斷負荷管理模式的研究.pdf

獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的 研究成果 據(jù)我所知 除了文中特別加以標注和致謝的地方外 論文中不包含其 他 人己 經 發(fā) 表 或 撰 寫 過 的 研 究 成 果 也 不 包 含 為 獲 得 衛(wèi)應大崖 上 或 其 他 教 育 機 構的學位或證書而使用過的材料 與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻 均已在論文中作了明確的說明并表示謝意 學位論文作者簽名 簽字日期 年月日 學位論文版權使用授權書 本 學 位 論 文 作 者 完 全 了 解 絲些暨色 有 關 保留 使 用 學 位 論 文 的 規(guī) 定 有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤 允許論文被查閱和 借閱 本 人 授 權 當全可以 將 學 位 論 文的 全 部 或 部 分內 容 編 入 有 關 數(shù) 據(jù)庫 進行檢索 可以采用影印 縮印或掃描等復制手段保存 匯編學位論文 保密的學位論文在解密后適用本授權書 學位論文作者簽名 導師簽名 簽字日期 年月日簽字日期 年月日 學位論文作者畢業(yè)后去向 工作單位 通訊地址 電話 郵編 浙江大學碩 1 一 學位論文 第一章緒論 1 1 引言 隨著市場觀點逐漸引入電力系統(tǒng) 系統(tǒng)對需求側的觀點也發(fā)生改變 用電方 不再是物理意義上的負荷而是作為消費者的用戶 中止這樣的服務不是單純拉閘 限電而需要給予用戶一定的補償 系統(tǒng)運行是需要對用戶側的負荷特性 用電效 益 停電 意愿等因素加以考慮 這促使電力系統(tǒng)引入需求側管理 需求 側管理 d e m a n d s i d e ma n a g e m e n t d s m 又 稱需 求方管理 是 美 國 學者里 wg e l l i n s 于1 9 8 1 年首次 提出的 用于電力公司工作計劃 執(zhí)行和監(jiān) 督 的管理模式 其含義是 電力公司作為供應側 采取有效的激勵和誘導措施以及 適宜的運作方式 與用戶協(xié)力改變用電方式 提高終端用電效率 為減少電量消 耗和電力需求 實現(xiàn)最低成本電力服務所進行的運營管理活動 電力需求側管理與傳統(tǒng)的負荷管理不同 它不是電力部門單方面管理負荷 而是調動用戶積極參與 并強調以優(yōu)質服務滿足用戶的用電要求 改變用電方式 是將負荷從電網高峰時段削減或者轉移到電網低谷時段 改變電力需求在時序上 的分布從而有效地降低峰荷 提高用電效率是通過鼓勵用戶采用先進的技術和設 備來達到 需求側管理能取得的效益包括直接經濟效益 如 緩解電源開發(fā)和電 網建設帶來的投資矛盾 降低用戶的電費開支 減少燃料進口并抑制燃料價格的 波動等 和間接效益 如 減少環(huán)境污染 促進節(jié)能產品市場的開發(fā)和發(fā)展 確 保國民經濟持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展等 它的內容主要可以概括為以下幾個方面 1 負荷管理 2 戰(zhàn)略能源 3 新用電服務項目 4 電氣化 5 用戶自 備電 源 本文研究的 可中斷負荷管理 就是負荷管理的一個重要組成部分 浙江大學碩 f 一 學位論文 1 2 可中斷負荷的概念 可中斷負荷是指在電網高峰負荷時段或緊急狀況下 用戶負荷中可以中斷的 部分 可中斷負荷通常通過經濟合同 協(xié)議 實現(xiàn) 它由電力公司與用戶簽訂 在系統(tǒng)峰值時和緊急狀態(tài)下 用戶按照合同 協(xié)議 規(guī)定中斷和削減負荷 電力 公司給予用戶一定的經濟補償 若經濟補償適當則能激發(fā)各種類型用戶在系統(tǒng)高 峰時減少用電 從而改變負荷的低彈性 同時電力公司能回避市場風險 降低運 營成本 這個補償是以電 價的形式體現(xiàn)在用戶成本中的 因此 實施可中斷負荷管 理的重要內 容之一是設計合理的可中斷負荷電價 一方面使用戶感受到執(zhí)行可中 斷負荷電價的吸引力 愿意按照合同 協(xié)議 要求削減或轉移其高峰時的用電負 荷 另一方面 使電力企業(yè)可以移峰填谷 提高電網負荷率 促進電網安全 1 3實施可中斷負荷管理的意義 d s m 是對電力用戶實行節(jié)電及負荷管理的一種管理模式 是綜合資源計劃 i n t e g r a t e d r e s o ur c e p l a n n i n g i r p 的一 部分 d s m是2 0 世紀7 0 年代 石油危 機后發(fā)展起來的 它改變了電力工業(yè)過去單純以增加供應滿足需求的思路 i r p 把通過d s m節(jié)約的電力和電量也當作資源 對供應與需求兩種資源的各種方案 進行綜合比 較 尋求最 優(yōu)方案 取得最大的 社會效益和經濟效益 實施d s m可 以使社會 電力公司 用戶都受益 對社會而言 可以 減少電力需求 從而減少 發(fā)電資源的消耗和污染物的排放 可以調整能源消費結構 提高電氣化水平 促 進經濟的可持續(xù)發(fā)展 可以 促進用電設備的更新?lián)Q代 可以增加大量的就業(yè)機會 對用戶來說 可以 減少電力消費 降低電費支出 企業(yè)可以降低生產成本 增強 產品競爭力 對電力公司來說 可以提高發(fā)電設備利用率 降低發(fā)電成本及發(fā)電 煤耗 推遲新電站建設 并減少電力建設投資 美國 日 本 加拿大 德國 法國 意大利等國實施d s m取得了巨 大效益 美國制定了鼓勵和規(guī)范d s m的法律法規(guī)和政策 投入大量資金 取得了巨大成 效 僅2 0 0 0 年 美國為實施d s m投入1 5 6 億美元 節(jié)電5 3 7 t wh 削減高峰 浙江大學碩 l 學位論文 負荷 22g w 2 0 01 年 美國加利福尼亞州政府為緩解電力危機 實施新的電費 補貼政策 如果用戶2001年夏季用電量比上年同期減少20 這部分電量的收 費返還給用戶 2001年 美國40個州用于家用電器和照明器具節(jié)能補貼的費用 達 1 13億美元 近年來 隨著我國經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高 電力負荷特性也 發(fā)生了很大的變化 九五 以來 全國各地電網總體上都有一個共同的特點 即 年最大負荷 年最大峰谷差 年平均峰谷差逐年上升 電網平均負荷率和發(fā) 電機組利用小時數(shù)呈整體下降趨勢 由于高峰負荷的過快增長 從2002 年夏季 開始 我國約有20 個省市陸續(xù)出現(xiàn)了高峰電力短缺狀況 給經濟發(fā)展和人民生 活帶來了負面影響 因 此 在我國推行d s m也是十分必要的 在這種情況下 新建擴建電廠受投資 建設周期 選址及環(huán)保等因素的制約 不可能馬上解決這些問題 更重要的是 這些高峰負荷時間較短 投資發(fā)電容量 從長期運行的角度來看是很不經濟的 可中斷負荷管理正好是為電網調峰及電力 負荷曲線的整型而提供的一項由用戶參與的負荷管理措施 它是由電力公司與用 戶事先簽訂的可中斷合同 協(xié)議 合同 協(xié)議 內容包括可中斷的負荷量 中 斷的時間 可中斷負荷的電價或補償 提前通知的時間以及違約懲罰等 當電力 系統(tǒng)處于負荷高峰緊張或事故狀態(tài)時 由電力系統(tǒng)運行人員向各參與用戶提出中 斷負荷并得到執(zhí)行 從而很好的解決高峰時段負荷緊張問題 維護了電網供用電 的安全性和可靠性 可中斷負荷特別適合那些可以放寬可靠性要求的工業(yè) 商業(yè) 服務業(yè)等 塑 性負荷 許多國家己 廣泛應用于冶金 水泥 造紙 紡織等工業(yè)用戶 取得了 顯著的經濟效益 用戶愿意降低有限的用電可靠程度以換取較少的電費開支 用戶的效益是電費節(jié)約與費用支出的差值 可中斷負荷的潛力很大 通過可中斷 負荷管理措施使用戶合理用電 降低單位用電成本 對一些工業(yè)負荷來說 可削 減或轉移其在系統(tǒng)高峰時的用電負荷 同時低谷電價在某種程度上可減少用戶的 費用支出 可中斷負荷管理集成了供電側和用電側兩端的經濟措施和技術手段 電力市 場中的這種管理與傳統(tǒng)的直接負荷控制相比 不僅在內涵上要豐富得多 其方法 也更加靈活多變 它充分尊重市場環(huán)境下的公平原則 符合市場經濟的客觀要求 浙江人學碩 r 學位論文 通過與具體客觀條件相適應的經濟合同形式 建立一套合理的管理制度 形成帶 有用戶反饋作用的良 性閉環(huán)控制 以激勵他們自 愿地與調控部門合作 在負荷側 就地實現(xiàn)經濟調度 達到雙贏的目的 1 4 本文的主要工作 本文首先針對需求側管理 可中斷負荷的概念 方法及電力系統(tǒng)中的應用的 意義作了一個系統(tǒng)的闡述 之后對建立可中斷負荷的最優(yōu)多目 標數(shù)學模型及補償 機制數(shù)學模型進行了 探討 接著 本文就可中斷負荷管理合同的模式進行了 研究 比 較了各種模型的特點和適用場合 并運用本文建立的數(shù)學模型及合同模式 提 出了適合杭州地區(qū)可中斷負荷管理的模式 本文通過對杭州地區(qū)4 0 家大用戶的 可中斷負荷管理方面的調查 進一步運用上述結果進行模擬運算和分析 驗證了 杭州地區(qū)可中斷負荷管理模式的正確性和可操作性 并利用決策樹模型 對可中 斷負荷用戶屬性相關性進行了分析和研究 得出了初步結論 本文的具體安排如下 第一章 緒論 簡要介紹了可中斷負荷的概念及意義和本文的主要工作 第二章 介紹需求側管理及可中斷負荷工作的相關知識 并對國內外在需求 側管理方面的研究現(xiàn)狀做了描述 第三章 可中斷負荷管理的數(shù)學模型及成本效益分析 建立了 多目 標決策的 可中斷負荷的數(shù)學模型及對用戶負荷中斷的補償機制函數(shù) 并對影 響可中斷負荷成本效益的有關因素做了詳細的分析 第四 章 i l m 可中 斷負荷管理 模型分 析 對各 種i m l 管理模型進行了 分 析 比較了各中管理模型的優(yōu)缺點和適用的場合 并對可中斷負荷管理 合同的內容做了闡述 第五章 杭州市實施可中斷負荷管理模型研究 根據(jù)杭州市電力負荷的 特性 和用戶調查 選擇了適合杭州市的可中斷負荷管理模型 并運用第 三章建立的數(shù)學模型 對數(shù)據(jù)進行了模擬運算和驗證 第六章 電力市場可中斷用戶屬性研究 建立決策樹數(shù)學模型 對可中斷負 浙江人學碩 1 一 學位論文 荷用戶屬性相關性進行了分析和研究 并做了用戶仿真模擬運算 得出了初步結論 第七章 總結和展望 浙江大學碩 卜 學位論文 第二章 電力需求側管理與可中斷負荷管理 2 0 世紀7 0 年代的 兩次石油危機 使得如何合理科學地利用能源成為一個備 受重視的 課題 1 9 7 3年 美國首先提出能源需求側管理這一新的課題 并發(fā)展 成為最小成本規(guī)劃和綜合資源規(guī)劃的問題 當今 由于電能具有便于傳輸和分配 便于清潔地轉化為多種其他形式的能 量等優(yōu)點 人們對電能的需求越來越大 電力發(fā)揮著越來越重要的作用 然而 電能的產生要消耗巨量的一次能源 主要發(fā)電形式火力發(fā)電消耗的都是不可再生 的資源 產生的煙塵和c o z s 0 2 等有害氣體對環(huán)境也有很大污染 如何科學地 利用電能成為許多國家能源利用過程中的又一新課題 電力需求側管理 d s m 應運而生 2 1 電力需求側管理 d s m 問題的幾個基本概念 以下是有關電力需求側管理的幾個基本概念 它們是進行經濟效益核算和方 案比較的基礎 1 電力需求側管理 它是現(xiàn)代電力系統(tǒng)在電力市場條件下產生的用電管理模 式 通過提高終端用電效率和優(yōu)化用電方式 在完成同樣用電功能的同時減 少電力功率和電量消耗 實現(xiàn)低成本電力服務 達到節(jié)約能源和保護環(huán)境的 目 的 它突破了傳統(tǒng)的電力管理模式 改變了依靠單純地擴大供應能力以滿 足日益增長的電力需要的方式 在更高層次上處理供應側和需求側的關系 2 可避免電量 由于實施了電力需求側管理而避免的新增電量 包括終端和系 統(tǒng)可避免兩種 事實上就是節(jié)電量 3 可避免峰荷容量 由 于實施了電 力需求側管理使電力系統(tǒng)避免新增的裝機容 量 在數(shù)值上等于發(fā)電端可避免的峰荷電力加上與其相適應的備用容量 4 可避免電量成本 由于實施電力需求側管理 使電力系統(tǒng)避免的新增電量成 本 其中也包括中斷可避免電量成本 s 可避免峰荷容量成本 由 于實施了電力需求側管理 使電力系統(tǒng)避免的新增 裝機容量成本 浙江大學硬 1 一 學位論文 6 單位節(jié)電成本 實施電力需求側管理項目的標準壽命期內節(jié)約單位電量的支 出費用 如 美國單位節(jié)電成本大約是 1 6 美分瓜 wh 低于4 美分瓜 wh 的 生產成本 7 單位避免峰荷容量成本 具有峰荷調整目標的電力需求側管理技術項目 在 標準壽命期內支出費用與可避免峰荷容量之比 如美國單位可避免峰荷容量 成本大約是30美分瓜 w h 大大低于500 美分瓜 wh 的投資成本 2 2實施電力需求側管理對機制和環(huán)境支持的要求 電 力需求側管理是一項系統(tǒng)工程 涉及政府職能部門 電力公司 用戶 項 目中介機構和節(jié)能產品制造廠商 基本內容包括 調查資源 選擇管理對象 設 置管理目 標 制定政策法規(guī)及標準 制定管理計劃 選擇管理手段 組織實施項 目 實施 評估項目 實施效果等 做好以下幾個方面是很必要的 1 政府要賦予電力公司辦電和節(jié)電的雙重智能 電力公司不僅要分攤辦電 效率 而且要分攤節(jié)電效率 改變單純以 售電收入衡量公司經濟利益的做法 保證公司實施d s m節(jié)電的投資利潤率不低于裝機發(fā)電的投資利潤率 提高 電力公司推廣需求側管理的積極性 2 電力公司應更新工作概念 充分發(fā)揮實施電力需求側管理的主體作用 必須按照供應側與需求側整體最小的準則制定電力發(fā)展計劃 即電力最小成 本計劃 或綜合資源規(guī)劃 政府按照該準則審批該計劃 3 推行合同能源管理 研究和制定電力部門和節(jié)電產品制造部門 經營部 門及應用部門合作推廣節(jié)電產品和設備的機制 4 逐步完善電價機制 使電能電價更加公正 合理 細分電力市場 對形 成基荷 腰荷 峰荷的不同行業(yè)區(qū)別電價 從而形成不同的電價水平 2 3電力需求側管理實施的技術支持 電力需求側管理技術措施 基本可分為四類 1 提高終端設備效率 包括綠色照明技術 使用節(jié)能家電 大功率低頻冶 浙汀人學碩 l 學位論文 煉技術 交流電動機調速運行技術 高效電動機 高效變壓器的應用技術 控制電污染的濾波技術等 2 建筑節(jié)電設計和改造 包括新建筑物提高絕熱保溫標準和建筑物的門 窗 屋頂?shù)炔糠旨友b絕熱保溫層 3 負荷控制技術 包括直接調控和簡介調控 空調 熱水器日 負荷循環(huán)控 制為直接調控 實行分時 分季電價 用經濟手段調控峰谷負荷為簡介調控 4 蓄熱蓄冷技術 包括集中式或單元式陶瓷熱存儲裝置 儲熱式和制冷式 空調等 從運行角度看 電力需求側管理的某些手段在有些條件下可以作為電網 運行的手段 把它作為一種在錯峰 緊急減負荷 系統(tǒng)備用等情況下可以調 度的資源 表2 一1 電力需求側管理與常規(guī)供應側資源的比較 序號類型用途特點舉例 l來水過程確定 的水力發(fā)電 描 述 不 可 調度 的 ds m 能確定各時段所能竹 省的電量 高效照明措施 2火電發(fā)電廠描述可根據(jù)需要而隨 時使用的d s m 投入運行的時間是不 確定的 且出力是可 變的 直接負荷控制 3 能量受限電廠描述總出力給定的 ds m 某時段內給定的總節(jié) 電量 而此時期內各 時段的出力可變 自備發(fā)電 4抽水蓄能電廠描述改變用電時段的 ds m 將用電行為從高峰時 段轉向低谷時段 不 產生節(jié)省電量的效益 分時電價 可中斷負荷 蓄冷 熱 系統(tǒng) 2 4實施可中斷負荷管理與可中斷電價的作用 在國際上 可中斷負荷是電力負荷管理的一項重要內容 其方法是通過電力 浙江大學碩 1 學位論文 企業(yè)和用戶之間簽訂合同 協(xié)議 通過電價激勵機制 時限在系統(tǒng)負荷高峰時 期或者緊急狀態(tài)下 用戶按照合同 協(xié)議 規(guī)定中斷或削減負荷 實施可中斷負 荷措施的重要內容之一 是設計合理的可中斷負荷電價 一方面使用戶感受到執(zhí) 行可中斷負荷電價的吸引力 并產生按合同 協(xié)議 要求削減或轉移其在系統(tǒng)高 峰時用電負荷的動力 另一方面使電力企業(yè)可以移峰填谷 提高電網的負荷率 促進電網安全 發(fā)電機組也能夠經濟穩(wěn)定運行 降低運行成本 可中斷負荷控制 措施和可中斷電價手段 在許多國家己經廣泛應用于冶金 水泥 造紙 紡織等 工業(yè)用戶 并取得了較為顯著的調荷效果 電力企業(yè)和用戶都可以從中獲益 如 韓國采用全國g d p 總用電量和某產業(yè)g d p 該產業(yè)用電 量 來估算停電損失 從 而確定可中斷負荷電價的宏觀經濟方法 香港地區(qū)利用己 知信息 如以前的停電 損失 通貨膨脹率 稅率等來預測以后停電損失確定可中斷負荷電價的方法 中 國臺灣地區(qū)在 2 0 世紀 80 年代末 9 0 年代初實施了相關的可中斷負荷控制 根 據(jù)可避免成本理論確定給予用戶優(yōu)惠的負荷中斷電價 英格蘭一威爾士電力市場 于19 95年就率先采用需求側報價d s b d eman d si debi ddin g 形式 大的 工業(yè) 用戶可以在目前電能市場對削減的負荷容量進行報價 可中斷負荷參與市場時 市場的調度與一般的市場有所不同 如在北美電力 可靠性委員會n e r c n o r t 加a me ri c a ue l e c t r i c c o u o c i l 制定的運行規(guī)則上 將可中斷負荷明確地當作是一種事故備用 在美國加州電力市場上 可中斷負荷 可以直接參與日前和小時前的輔助服務市場 提供非旋轉備用和替代備用 也可 以 直 接參與實時 平衡市 場 提供補充能量服務 s u p pl e m e n ta l e n er gy 在紐約 電力市場 可中斷負荷同 樣可以參加非旋轉備用和替代備用輔助服務市場 應該 指出 研究可中斷負荷參與市場報價 不僅對 15 0 p x 玩de peu d 叨t s ys te m o pera to r l p o w ere xc b ange 有用 而且 對售電 商的 購電 策略 調度方式也有重 要的指導意義 實施可中斷負荷管理的重要內容之一是設計可中斷電價 設計這樣的電價 要發(fā)揮價格杠桿作用 使得用戶認為執(zhí)行可中斷電價對他們有利 按合同要求削 減或轉移其在系統(tǒng)高峰時的負荷 從而提高電能的社會效益 對電網公司而言 可以改善調峰形式 降低運行成本并減少電網投資建設成本 浙江人學碩 1 一 學位論文 2 5可中斷負荷主要研究的問題 可中斷負荷實施是通過簽訂合同 按照合同條款履約實行的 因此 可中斷 負荷合同中的幾個關鍵因素的確定就成了實施可中斷負荷成敗的關鍵 對用戶來 說 每個用戶可中斷的最大負荷是多少 不同運行狀態(tài)下實際需要中斷的負荷 量 中斷的時間確定 中斷負荷的成本 提前通知時間等 對電力公司來說 除 了系統(tǒng)安全需要的中斷負荷外 還要考慮運行的經濟性 如在電網高峰時段啟用 可中斷負荷降低成本 可中斷電價或給用戶中斷負荷補償及由此支付的成本 用 戶才會愿意參與可中斷負荷項目 而電力公司的補償或可中斷電 價既要能吸引用 戶參與中斷負荷項目 又要滿足自 身成本收益平衡 還要考慮不同 地點負荷或負 荷特性中斷負荷的效果 作為研究可中斷負荷運作機理 這些問題從理論上歸納成以下幾個方面 1 可中斷負荷是怎樣影響系統(tǒng)運行成本進而影響電價的 具體就是可中斷 負荷電價如何確定 怎樣通過對用戶的電費折扣 在用戶的實用電量電費中體現(xiàn) 出來 用戶得到的長期收益是什么 該收益應體現(xiàn)在用戶通過簽訂 i l m合同 使參與i ml的那部分電力容量費用得到削減 2 在實時的情況下 選擇不同類型的可中斷負荷受哪些因素的影響 主要 考慮一下方面 1 負荷中斷的數(shù)量及提前通知時間 1 小時 1 天等 2 負荷中斷的持續(xù)時間 一一 僅限于高峰時段的削減 負荷通過從高峰時 段轉移到非高峰時段進行較長期的削減 3 負荷的特性及中斷負荷的成本 低功率因素的負 荷具有較低的中斷 成本 例如農業(yè)負荷 高功率因素的負荷中斷的成本較高 4 發(fā)電和網 絡特性 不同 位置的負荷和發(fā)電資源 受限于發(fā)電輸出 有 功和無功 爬坡率 r a m p r a t e 電 壓 線路潮流等 5 系統(tǒng)安全性 確保系統(tǒng)可以承受一些特定的預想事故 即預想事故 引起的電 壓波動和線路潮流的范圍 不能超過某條線路 節(jié)點或發(fā)電 機聯(lián)合開斷時 的值 3 可中斷負荷與其他調峰資源成本比較等 浙江大學碩 卜 學位論文 2 6需求側管理在國內外研究和應用 2 6 1國際上在該領域的研究和應用 美國是最早提出和實施電力需求側管理的國家 實施過程中 前期效果并不 明顯 擴大試點范圍和增加試點項目 后 效果劇增 裝機計劃普遍推遲2 5 年 綜合經濟效益每年提高約6 用戶電費也有所下降 特別是節(jié)能型電力需求側 管理項目 很受用戶歡迎 被稱為 s m a rt p d s m 如美國2 0 0 0 年投資1 5 6 億美 元 節(jié)電5 3 7 億度 減少高峰負荷2 2 0 0 k w 2 0 0 1 年美國加利福尼亞州出 現(xiàn)的能 源危機使每天美國許多州的電力公司認識到 解決能源危機應從需求側尋求采取 一些技術措施和經濟措施減少用戶在系統(tǒng)高峰時期的負荷需求 可中斷負荷作為 調峰的一個主要手段己經被美國幾乎所有的電力公司采用 并且獲得了相當大的 經濟效益和社會效益 據(jù)預測 未來幾年 美國電力需求側管理將減少社會電力 需求2 5 0 0 0 mw 相當于同期新需求的3 0 0 相對于美國電力公司的大型化和私有化 西歐電力公司結構和產權結構呈現(xiàn) 出多樣性 其實施電力需求側管理的動機有的是出于環(huán)境考慮 有的是為了 解決 電力容量缺乏 電力需求側管理項目也呈現(xiàn)出多樣性 半數(shù)以上的項目 在進行之 中 效果有待進一步觀察 在東歐和非洲 由于技術和管理水平相對較低 資金來源缺乏 政治不穩(wěn)定 電力需求側管理受到一定限制 亞洲和拉美很多國家電力需求側管理還在實施初 級階段 加拿大也是繼美國之后電力需求側管理實施比較成功的國家之一 并己開始 關注配電網絡的電力需求側管理規(guī)劃 表2 2 是加拿大兩個電力公司實施電力需 求側管理的有關情況 浙江大學碩 卜 學位論文 表2 一 2加拿大兩家電力公司實施電力需求側管理的基本情況 公司 名稱 所有制 形式 裝機容舉 萬 k w 發(fā)電 形式 ds m 投入資金 可避免 電星 可避免 峰荷 同收 年限 相當于己 建電源投 資的比例 魁 北 克 電力公司 國有 控股 3 60 0 水電95 火電3 核電2 y6 600 萬 年 加元 2 0 億度 1 7 0萬 k w 2 21 1 0 安 大 略 電力公司 國有 控股 2 9 3 3 水電25 火電 1 0 核電65 ys ooo 萬 年 加元 1 4 億度 1 40 萬 k w 3 01 7 2 6 2我國在該領域的研究和應用 我國在20世紀90 年代引入了d s m 國家計委 國家經貿委 科技部 國 家電力公司以及大中型電力用戶 有關科研機構 高等學校 社會團體做了大量 的工作 開展多種形式的國際交流與合作 在區(qū)域電網和企業(yè)進行試點研究和工 程示范 在我國 可中斷負荷管理和可中斷電價研究工作剛剛起步 尚未見到相關成 熟的研究資料及成果報道 由于我國工業(yè)用電一直占全社會用電量的70 以上 全國缺電局面尤其是缺峰荷電力現(xiàn)象己經持續(xù)20 多年 更應該借鑒國外的成功 經驗 研究和實施符合我國實際的可中斷負荷管理方式 在我國推廣各種d s m錯 避峰措施已經到了非常緊迫的地步 挖掘削峰潛 力具體可通過拉大峰谷價比 加大兩部制電價中基本電價的比重 實施可中斷負 荷管理 推廣冰蓄冷空調等蓄能設備以及拉限電等行政性避峰錯峰措施 目前 我國的d s m活動主要有 1 國家計委d s m試點示范項目 深圳電網d s m試點研究 2 國家經貿委d s m試點示范項目 與亞洲開發(fā)銀行合作的 加強廣東 和浙江省電力部門需求側管理 項目 3 國家電力公司的d s m活動 1 9 9 5 年開始在華北 天津 福建 遼寧 等電網d s m試點研究 1998 年成立d s m指導中心 1 999 年年出版 浙江人學碩 一 學位論文 電力需求側管理 雜志 我國實施d s m 的主要應用領域 1 移峰填谷 采取拉大峰谷電價差 實行可中斷負荷電價 以及推廣冰 蓄冷空調 蓄熱式電鍋爐等措施 鼓勵和引導用戶避峰填谷 2 節(jié)能節(jié)電 推廣高效照明器具和家用電器 高效電動機及變頻調速 高效變壓器等節(jié)能設備 3 能源替代 不少城市在城區(qū)禁止燃煤 發(fā)展蓄熱式電鍋爐 上海己開 始發(fā)展燃氣冷熱電聯(lián)產 這可以 起到移峰填谷的作用 并減少電力需 求 夏季是用電高峰期 而天然氣則是低谷期 如發(fā)展燃氣空調 既 能削減電力高峰負荷 減少電力消費 又可以填補天然氣季節(jié)性低谷 因此 能源替代也是d s m 的一個重要領域 浙江大學碩 l 學位論文 第三章 可中斷負荷管理的數(shù)學模型 及成本效益分析 可中斷負荷是電 力需求側管理的一項重要內 容 其方法是通過電 力企業(yè)和用 戶簽訂合同 協(xié)議 通過電價激勵 實現(xiàn)在系統(tǒng)峰值時和緊急狀態(tài)下 用戶按 照合同 協(xié)議 規(guī)定中斷和削減負荷 實施的重要內容之一是設計合理的可中斷 負荷電價 一方面使用戶感受到執(zhí)行可中斷負荷電價的吸引力 愿意按合同 協(xié) 議 要求削減或轉移其高峰時的用電 另一方面使電力企業(yè)可以移峰填谷 提高 電網負荷率 促進電網 安全 降低運行成本 下面就建立一個多目 標的可中斷負 荷數(shù)學模型及影響可中 斷負荷成本效益的因素進行論述 3 1可中斷負荷的數(shù)學模型 在電力系統(tǒng)中 電力公司往往追求的不只是經濟利益 還必須考慮到系統(tǒng)的 安全可靠 電能質量 環(huán)境保護和生態(tài)平衡等一系列因素 因此可中斷負荷管理 的數(shù)學模型可以描述為一個多目 標的決策模型 通過一個多目 標的決策支持模 型 把降低峰荷 增加電 力公司收益和提高用戶的用電舒適性這三個目 標綜合起 來 找到一個折中的方案 使得從系統(tǒng)的角度來看 可中斷負荷實施實際的負荷 與計劃的目 標值相符 控制高峰負荷 低谷時利用可中斷負荷的恢復 能量反彈 增加電力公司的負荷需求增加收入 而用戶為保證自己的電 力消費水平能滿足舒 適度要求 則必須知曉自 身的必保負荷 也即本文所述的最低舒適度負荷門檻值 3 1 1假設條件及符號含義 假設通過負荷預測電網各個節(jié)點的負荷可以預先知道 負荷控制時段覆蓋整 個高峰時段 包括因負荷控制產生的負荷反彈而造成的新的高峰時段在內 為此 把控制期分成 段相等的區(qū)間 a t a t n 以下公式中的符號含義如下 基本單位時間的 序號 i 1 2 二 n 負 荷組序號 j 1 2 二 m 浙江大學碩 1 學位論文 k 可中 斷負 荷管 理措 施或者方案序號 卜1 2 二 婦 bj 負荷組j 實 施 可中斷負 荷措施k 時 在實行過 程中 未能同時 達到最低舒 適度門檻值的最大負荷數(shù) 勿 負 荷 組j 中 允 許同 時 達到 最低 舒適 度門 檻 值的 最 大負 荷數(shù) 戈 實施可中斷負荷后時間段1 內的系統(tǒng)平均負荷 時 段1 內 可中 斷 負 荷方 案k 應用到 負 荷組 j 后的 負 荷水 平與 之前的 差 值 馬 不舒 適 度 水平 即今和今的函 數(shù) xj 負 荷 組 j 實 施可 中 斷 方 案時 k 時 取1 否則 為0 壽 未實施可中斷負荷方案時 1 時間段內預測系統(tǒng)平均負荷 p 未實施可中斷負荷管理時預測的系統(tǒng)最大負荷 表示削減的電網高峰負荷決策變量 心 實施可中 斷 負 荷方案k 時 與負 荷組j 相關的 收益變量 構 電力公司在時間段1 向負荷組j 售電 取得的單位凈收益 3 1 2 高峰負荷削減模型 在進行負荷管理后 每單位時間內的負荷需求表示為 兀 二 藝藝 十 乙 了幾 1 1 2 n 3 一 1 要減少高峰負荷就必須使高峰時每個時間段的最大負荷需求最小化 即 min 五 介 詳 x xz 石 3 一 2 浙江大學碩上學位論文 該目 標可以用另外一種形式表達 即用預測的高峰負荷 尸與各時段控制的 負荷x的差值來表示 最大化它們之間的差值 即削峰量 材 改九 方 武 尸 一 x l 尸 一 x z 尸 一 龍 3 一 3 這個目標的優(yōu)化問題不是一個線性問題 但可以用代表電網峰荷削減量的決 策變量r 來進行轉換 即上式可以寫為 幾 盛 2 工 r 尸一無 一r之0 1 之1 2 二 n r之0 3 書 3 1 3電 力公司收益模型 電力公司收益的優(yōu)化等同于最大化采取可中斷負荷方案的電力公司每個時 段的售電收益之和 這樣收益最大化可表示為 max 藝藝 執(zhí) 少k 3 一 5 這里 一 齋 萬 cum 表 明 電 力 公 司 對 組 負 荷 供 電 在 時 段 內 售 電 收 入 之和 而為 則是有無實施k 可中斷負 荷方案的 標記 有則為1 無則為 這樣 對j 組負荷運用可中斷負荷方案k 在刁 t 內所得收益之和就是 3一 5 式 3 1 4用戶舒適度模型 用戶舒適度指標是指用戶能保持其生活工作質量的最低電力負荷指標 不取 決于用戶類型 如 熱水器水溫能保持某個水溫所需的最少負荷就是舒適度的一 個門檻值 同 樣空調 室內 照明 也都是如此 本文采用工趕圈童 這個指標來衡量 浙江人學碩 1 一 學位論文 應用可中斷負荷管理策略帶來的用戶不舒適度 根據(jù)每個時段未達到最低舒適門 限的負 荷量來確定 在控制時段內 未達到的負荷量越少 說明 服務質量 q u al i ty o f s e 口 i c e q o s 越高 用戶 越 滿意 也即 min藝藝馬 偽 孟 j k 3 6 馬幾 表示如 下 環(huán) 口 注 馬 無 十 口 刀 馬 式中 aa ab分別 為再 和介的 權系 數(shù) 模型約束 認為對于每一負荷組 者方案 藝 1 3 一 7 至多允許實施一種可中斷負荷管理措施或 叮 1 2 m 3 一 8 同時 未能同時達到最低舒適度的負荷數(shù)是有限的 因此存在一個最大值 好 而不考慮該情況下 管理措施引 起的 更多的負 荷數(shù) 藝bj kx 島 j 1 2 二 m 3 一 9 綜上所述 可中斷負荷的多目標數(shù)學模型可歸納如下 五 吸 硯 r 撇 藝 藝 凡 心 jk min藝藝幾 偽 走 j止 浙江人學碩 t 一 學位論文 約束條件 p 一 l 一 藝藝 c x jk 一 0 j k j 1 2 二 m 藝s jk 1 j 1 2 m 3 1 0 藝b kx k b i x k 0 或1 j 1 2 一 m j 1 2 m k 1 2 r r之0 3 2可中斷負荷的補償機制數(shù)學模型 可中斷負荷管理的一個重要內容就是中斷負荷的分配和激勵補償問題 為了 實現(xiàn)電力資源的有效利用 電力公司在確定中斷負荷的分配時需要有關用戶中斷 成本的真實信息 然而市場環(huán)境下 電力公司和用戶之間存在信息的不對稱 用 戶知道自己的真實停電成本特性 但電力公司對此卻缺乏了解 這種情況會導致 用戶在參與可中斷負荷管理時虛報其中斷成本信息 下面利用確定中斷閩值的辦 法可以較好地解決這個問題 3 2 1計算單位負荷的購電成本 假設某電網有n 個用戶參與可中斷負荷管理項目 考慮不同類型用戶的補償 費不同 則系統(tǒng)購電成本為 c s 一 q a 藝l i b i i 3 1 1 式 中 p m cp 是 系 統(tǒng) 邊 際電 價 q 為 系 統(tǒng) 發(fā)電 上網 電 量 l i 為 用 戶 中 斷 的 負 荷 b q 為 某一類型用戶負荷中斷補 償費 a 是 判別變量 有可中斷負 荷時為 1 否則為 0 可以看出系統(tǒng)的購電成本分為兩個部分 一部分是無約束條件下 浙江人學碩 卜 學位論文 的購買電能成本 另一部分是調用可中斷負荷的補償成本 系統(tǒng)單位購電成本cs二 為 腸q 又 藝l 州 q 3 一 1 2 由 上式可知當 系統(tǒng)發(fā)電 量 q一定時 如果高峰時容量短缺 系統(tǒng)就要調用 可中斷負荷 從而增加購電成本 1 2 2確定用戶中斷閡值和補償費 假設某一用戶1 的利潤開 鉤為 口口 甲 二 介 四一 jcs 祀一 獷 姐 了 dl o0 3 一 1 3 式中 5 i 表示第1 個用戶創(chuàng)造的單位容量社會效益 co i 為第1 個用戶單位 電量引 起的附加成本 包括人工成本 設備成本 材料消耗等 bc i 為 第1 個用 戶的停電 補償費用 上式由四個部分的組成 用電 量q帶來的效益 購電 量q 成本費用 附加成本費用 可中斷負荷l的補償費 用戶1 單位電量創(chuàng)造的利潤 嘰 i 為 磯 1 日 平 1 日 q 5 1 一 g 一 c o 1 3 一 1 4 在電力市場環(huán)境下 電價是變動的 在供電容量短缺的情況下 往往造成價 格上升 從上式分析如果電 價上漲 購電 成本心 增加 鞏 i 就可能為 或者負 值 作為理性消費用戶應該選擇停止用電 因此 這里就產生一個用戶選擇負荷 中斷的閉 值電 價 使嘰 i 0 由式 3 一 14 得到用戶1 的負荷中斷閉 值電 價為 pl 1 砰 1 一 c o 1 3 一 1 5 由于不同的負荷效益不同 缺乏可比性 因此我們在負荷中斷闡值電價去掉 了負荷的附加成本 co i 負荷效益在相同的價格水平下 它可繼續(xù)用電 而成 浙江大學碩 1 一 學位論文 本高于或等于利潤cs 之 s i 的負荷 嘰 i 少 理性用戶應選擇中斷負荷 獲得相 應的補償費用 可中斷負荷的 補償費bc i 為 及 1 尸 p 1 一 尸 用 印 0 三 1 3 一 1 6 式中p是一個常數(shù) 用于調節(jié)補償費比例 可以 看出 當p取 1 時 負荷 中 斷 補償費 就是 在系 統(tǒng) 邊際電 價為產 摘 時 的 利潤 上 式表明 補 償費 與 負 荷中 闡值電價緊密相關 聞值電價越高 補償費越高 這說明效益好 成本低的負荷 利潤大 負荷中斷的閉值價格也高 同時補償費也高 成本高利潤低的負荷則反 之 將要優(yōu)先中斷負荷 這是符合市場規(guī)律的 3 2 3可中斷負荷補償機制數(shù)學模型 綜上所述 設系統(tǒng)目 標函數(shù)為社會效益最大化 則得 儷 藝鞏 1 以 3 一 1 7 藝9 q 必全0 式中 嘰 i 為用戶1 單位電 量創(chuàng)造的利潤 qi是與之對應的 用電量 該式是 一個典型的線性規(guī)劃問 題 通過求解可獲得最優(yōu)負荷容量組合 在實際運行中 由電力公司通過程序計算 在滿足安全穩(wěn)定性約束 社會效 益最大化的條件下 確定負荷中斷閨值電價 履行該價格的可中斷負荷按照補償 費和相應的中斷容量進行補償 可中斷負荷的中斷閩值電價是供求關系決定的 供電 容量越緊張 中斷閉值價格越高 切除的負荷越多 充分體現(xiàn)市場需求關系 決定閡值價格 并通過閉值電價調節(jié)市場供需關系的市場規(guī)律 3 2激勵機制 可中斷負荷實施要解決兩大難題 一是如何激勵更多的可中斷負荷參與系統(tǒng) 浙江人學碩 t 一 學位論文 運營 二是如何讓用戶提出真實的補償費信息 兩個問題互相矛盾 補償費低 不能激勵負荷參與可中斷服務 補償費過高造成購電成本增加 電價不合理 而 上述負荷中斷閉值補償函數(shù)法能有效地解決這個問題 舉例說明 設某用戶可中斷負荷 單位容量電能產生真實社會效益為y1 0 o 其中 附 加成本占 6 0 而原材料 設備折舊 稅金等占附加成本的80 4 8 系統(tǒng) 非峰時段 購電 成本 18 此時該負荷的利潤為 22 按公式 3 一 1 6 得補償 費也為 22 在高峰電力供應緊張時 系統(tǒng)電價上升到 21 此時該負荷利潤減 少為 1 9 如果該用戶申 報一個合適的停電閉值價格 被系統(tǒng)切除 可以獲得 22 的補償 另外 從附加成本中節(jié)約 48 不勞而獲的額外收入 利潤高于此時 用電帶來的利潤 這種情況下 該用戶只有負荷中斷并獲得補償時利潤最大 因 此用戶愿意積極參與可中斷負荷調節(jié) 而且愿意申 報一個合適的中斷闡值電價 因此如果用戶高報闡值電價 用戶就需承擔高價電費 獲得利潤低于補償費 另 一方面 如低報閩值電 價 不僅會被優(yōu)先停電 而且利潤也相應減少 3 3可中斷負荷的 成本效益 可中斷負荷的成本效益分析是可中斷負荷管理研究的基礎 通過系統(tǒng)地了解 用戶的停電成本組成和用電效益 可以制定合理的可中斷負荷管理方案 停電成 本就是停電給用戶帶來的損失 這與用戶類型 提前通知時間 停電持續(xù)時間 停電發(fā)生時間 缺電比率等因素密切相關 相關數(shù)據(jù)通?？梢酝ㄟ^用戶調查的方 式獲得 調查結果已 在一些系統(tǒng)中得到實際運用 比 如英格蘭電力市場中采用的 v o l l valu ofl o t l o ad 指標就是臨時停電 造成的平均損失 而實施可中斷負 荷可以等效為增加了 備用機組 這有助于提高系統(tǒng)可靠性 削弱電力市場中市場 勢力的影響 抑制價格尖峰 使系統(tǒng)更經濟安全運行 本小節(jié)對可中斷負荷的成 本效益進行了綜述 分析了提前通知時間 停電持續(xù)時間 停電發(fā)生時間 缺電 比率等因素對可中斷負荷成本的影響 并得到一些可供參考的結論 然后介紹了 可中斷負荷對提高可靠性 消除價格尖峰和減少運行費用的貢獻 最后再小結了 相關研究的問題 浙江人學0 學位論文 3 3 1可中斷負荷成本 可中斷負荷成本就是停電給用戶帶來的損失 即停電損失 停電損失的研究 方法主要分為宏觀經濟方法和用戶調查法 宏觀經濟方法比較粗糙 不能詳細描述停電對各產業(yè)和各用戶的實際影響程 度 但在沒有進行用戶調查研究的國家和地區(qū) 該方法仍具有一定的指示意義 本文第二章曾提及韓國采用全國g d p 總用電量和某產業(yè)g d p 該產業(yè)用電量 來 估算停電損失 從而確定可中斷負荷電價的宏觀經濟方法 香港地區(qū)利用已 知信 息 如以前的停電損失 通貨膨脹率 稅率等來預測以后停電損失確定可中斷負 荷電價的方法 這些都是宏觀經濟方法的實際應用 用戶調查法能夠較為真實地反應用戶的意愿 并能詳細的得到各行業(yè)的信息 以及中斷時間等因素帶來的影響 是現(xiàn)在國際上流行的一種方法 對可中斷負荷成本影響較大的因素有 用戶類型 提前通知時間 停電持續(xù) 時間 停電發(fā)生時間及缺電比率等 現(xiàn)在很多國家和地區(qū)都進行了用戶調查 作 為可中斷負荷管理的重要依據(jù) 1 提前通知時間 提前通知時間對用戶的停電損失影響很大 可中斷負荷運營中常常將提前 通知時間作為一個重要參數(shù)加以規(guī)定 一般情況下 提前通知的時間越短 中 斷負荷的補償就越高 表3 1 給出1 9 9 8 年希臘和 1 9 9 3 年加拿大有關調查結果 分析表 3 1 的數(shù)據(jù)可以看出 停電前通知時間在 3天之內給用戶造成的損 失變化明顯 通知時間越長 減少的停電 損失越大 超過三天減少的停電 損失趨 于恒定 這是由 于提前通知時間長 用戶可以預先安排和調整生產計劃 造成的 損失小 提前通知時間短 用戶不能及時調整工作計劃 停電 損失率會很大 特 別是當提前通知時間為零時 表示臨時停電 停電損失達到最大值 表 3 1有提前通知的停電損失的減少率 用戶提前通知時間 式中 b 表示用戶類型 k l k 2 是常系數(shù) 3 3 2可中斷負荷效益 可中斷負荷的效益大小是一個有爭議的問題 一種觀點認為可中斷負荷的 實施具有一定的效益 但其經濟效益不顯著 不應該過高估價 另一種觀點認為 浙江人學碩 1 一 學位論文 可中斷負荷在經濟效益和可靠性方面貢獻明顯 雖然在可中斷負荷效益的大小上 有一些爭議 但在實施可中斷負荷可以提高系統(tǒng)性 帶來一定的經濟效益上卻較 為一致 下面對可中斷負荷在可靠性貢獻 削減價格尖峰和減少系統(tǒng)成本三個方 面進行闡述 1 可中斷負荷對可靠性的貢獻 可中斷負荷的實施能削減系統(tǒng)峰荷 相當于給系統(tǒng)增加備用機組 可大大提 高系統(tǒng)的可靠性 可靠性的提高相當于系統(tǒng)向用戶提供了 更優(yōu)質的電能 這使得 電力用戶以不高于原來的電價享受更好的服務 2 可中斷負荷對削減價格尖峰的貢獻 在電 力市場中 實施可中斷負荷可大大增加需求側彈性 有利于市場運行 帶來長期和短期的經濟效益 短期經濟效益是降低了電力市場中的價格尖峰 這 可以用圖3 一 2 來說明 圖中 1 為供給曲線 2 為主要發(fā)電機故障時供給曲線 3 為峰荷時需求曲線 4 為可中斷負荷的需求曲 線 橫坐標q表示負荷容量 4 3 一 一 乙 一 薈 之 幾幾 一 一 一 一 一 口 一 抽 se 戶 曰 一 一 腳 一 一 一 一 圖3 一 可中斷負荷消除價格尖峰原理 從圖3 一可以看到 正常情況下峰荷電 價時供需曲線交點a 對應的電價為 p 在發(fā)電 機故障后 或者當一些發(fā)電 廠商進行投機時 供給曲 線將左移 此時 如果沒有可中斷負荷 價格將飛速上漲 價格達到p3 該情況對應圖中d點 浙江大學碩 1 學位論文 如果市場預先購入可中斷負荷 則需求曲線彈性增大 如圖a b c曲線所示 此 時市場出 清價p z 對應于c點 很明顯 p 2 c p 3 即實施可中 斷負 荷后削 減了 價格 尖峰 而價格尖峰的減弱可以帶來長期的經濟效益 體現(xiàn)在降低平均電價 減少 價格波動商 其效益可以用平均電價的減少值與雙邊合同電量的乘積估計 3 可中斷負荷對減少系統(tǒng)成本的貢獻 可中斷負荷不僅可以 直接節(jié)省運行費用 還可以減少發(fā)電 機荷輸配電設備的 容量投資 即實施可中斷負荷減少的成本既包括可避免運行成本 還包括可 避免容量成本 圖3 3可避免成本運行成本的估算 從圖3 3 中可以看到 計算可中斷負荷可避免成本主要示比較有可中斷負荷 和無可中斷負荷兩種情況的系統(tǒng)經濟運行成本的差值 并計及總的售電收入的損 失 可中斷負荷可避免容量成本計算思路與可避免運行成本相似 主要不同點是 采用系統(tǒng)規(guī)劃成本而不是經濟運行成本作比較 3 4本章小結 可中斷負荷數(shù)學模型和成本效益分析是可中斷負荷研究的 基礎 本章對可中 斷負荷管理的目 標及需要解決的主要問題建立了 優(yōu)化數(shù)學模型 第二部分對多個 國家和地區(qū)的停電損失和研究數(shù)據(jù)進行了匯總和分析 并討論了實施可中斷負荷 浙江大學碩 1 丁 學位論文 帶來的效益 獲得以下結論 1 中斷負荷成本與提前通知時間在時間較長時成線性關系 2 單位時間中斷負荷成本與停電持續(xù)時間成指數(shù)形式下降 3 中斷負荷成本與缺電量通?？梢圆捎枚涡蛠斫颇M 4 可中斷負荷的效益主要體現(xiàn)在對系統(tǒng)的可靠性貢獻和經濟效益兩個方面 浙江人學b y l 學位論文 第四章可中斷負荷管理 i m l 模型分析 在電力市場中 各個參與成員的目 的是追求自 身利益的最大化 為獲得最大 的利益 必須在遵循一定市場規(guī)則下做出最優(yōu)化的決策 而且其決策行為必然受 到其他成員的決策影響 市場就意味著風險 電力市場也不例外 電力市場下的 i l m 同樣存在著風險 可中斷負荷是指在電網高峰負荷時段 用戶負荷中可以 中斷的部分 這也是d s m的重要內容 對于i l m的實施 電力公司是主導方 然而用戶有權選擇不參與或者不配合 如何調動用戶的主動性 積極和電力公司 配合共同參與i l m等問題 首先需要解決可中斷機制設計和可中斷電價確定兩 個關鍵問 題 也就是要設計出 科學合理的可中斷電價模型 4 1 基于動態(tài)潮流優(yōu)化的可中斷負荷管理模型 這種方法是在傳統(tǒng)的潮流優(yōu)化模型里考慮可中斷負荷參與優(yōu)化調度對于潮 流優(yōu)化的影響 用動態(tài)潮流優(yōu)化考慮可中斷負荷的d s m模型 利用目 標優(yōu)化函 數(shù)可以 確定可中斷負荷的電價 為了能把動態(tài)潮流優(yōu)化引用于i l m 其建模過 程考慮如下幾個問題 1 給予用戶的短期折扣 即用戶由于中斷負荷而得到補償 2 負荷持續(xù)的時間 3 負荷特性及負荷成本特性 其中涉及到各種不同功率因素的負荷削減成 本 4 發(fā)電和網絡特性 包括電廠的發(fā)電成本及線路于不同負荷的網損 5 系統(tǒng)的安全性 發(fā)電 機的有功 無功以及電壓幅值不能超過或小于給定 值 6 新建電 廠的成本 假如我們不施行這種負荷管理方法 當 用戶的電 力需 求越來越高時 我們必須新建電廠以滿足峰荷時的正常供電 如此就會 帶來巨額新建電廠費用以 及電廠運行維護費用 除此之外 目前i ml分析還引入以下一些特性 1 不同功率因數(shù)和持續(xù)削減的負荷節(jié)點上可利用的可中斷負荷范圍考慮到 浙江人學碩 1 丁 學位論文 負荷削減對有功 無功潮流的等式進行修正 2 將網絡約束和動態(tài)約束聯(lián)系起來 3 計算給予用戶實時電價折扣 4 計算從可中斷負荷項目 中獲得的總利益 5 當可中斷負荷的最優(yōu)選擇和電價折扣的問題解決了 就再確定從長遠來 看因為新建電廠的減少而帶來的長期利益 基于動態(tài)潮流優(yōu)化模型 可中斷負荷電價模型的目 標函數(shù)將表示