智能电网条件下的需求响应关键技术研究

钱颖+张世康

摘 要：随着智能电网技术的普及，电网运行对于电网可靠性、能源利用率等要求逐渐提升。需求响应技术作为智能电网的重要技术之一，在电网运行中应用能够实现用户与电网之间的双向互动，借助价格、激励等方式，调节用户的用电高峰，促进用户能够主动参与用电方式，并且增加需求侧在电力市场中的作用。基于此，在本文中针对智能电网条件下的需求响应关键技术进行分析。

关键词：智能电网；需求响应；关键技术；研究

前言：智能电网的关键目标在于催生新的技术，以及新的商业模式。在智能电网体系中，需求响应、分布式洁净能源的并网发展，一方面能够有效的缓解输电和发电容量的扩建，另一方面能够促进社会能源可持续利用。实现智能用电是智能电网发展的基础，将供电侧应用到用户侧，借助灵活的计算机信息网络，在智能电网终端形成高效而完整的用户用电信息服务体系。基于需求响应的关键技术在智能电网中应用，能够有效的完善智能电网功能，对于智能电网的发展具有较为积极的意义。

1.需求响应内涵与影响因素

1.1需求响应

需求响应在智能電网中的应用能够有效地发挥出其作用，提升电力市场的竞争力。需求响应从需求侧管理出发，针对电力市场上的价格、激励等产生响应行为。从广义角度分析，需求响应是指电力市场上用户能够针对价格信号、激励机制作出的一系列的响应，针对市场发展方向及时的调整市场参与行为，并且确定用户响应电价和激励信号[1]。

1.2需求响应影响因素

在智能电网下的需求响应受到诸多因素的干扰，从电力供求曲线分析中能够总结出以下观点：电力需求曲线与电力管制环境密切相关，用户所面对的是静止的电价，以及相对动态的电价，对电力需求曲线未产生较为明显的影响。如，对于发电市场而言，信息的充分透明、短期需求波动巨大，厂商的供应曲线可以直接被分为两个部分，一种是供应充足时间段，实现平均运营成本报价处理。另一种为供应约束时间段内，厂商根据固定成本平均成本进行报价[2]。

2.智能电网条件下的需求响应关键技术

2.1需求响应目标多层次优化

在智能电网需求响应项目中，在不同的项目目标中，其所需要的需求优化方案不同。在指定需求响应方案的过程中，根据需求响应参与主体、需求响应目标、决策变量、决策目标等变化，来执行多层次的需求优化。基于智能电网下的电力公司将基于激励的需求响应参与到发电调度优化决策当中，该种决策变量的应用，能够有效的削减负荷，并且削减决策时间。除此之外，还可以应用直接负荷控制的方式，确定目标函数，将发电成本定为最低，实现网损最小化。

在目标优化的过程中，将基于价格的需求响应才能参与优化时，保障决策变量能够满足削峰填谷要求等政策，保障在系统中所优化的目标是日负荷曲线最大峰荷最小化，在这样的基础上，才能够提升用户的满意度。当用户接到电力公司的需求响应项目要求时，通过智能交互终端或者是能量管理系统，对电力系统的运行方式进行重新安排。在实际的安排过程中，需要关注用户成本管理，主要包含：购电成本、服务成本、停电成本等。在响应系统侧信号传输过程中，需要综合考虑到生产班制、设备连续性、前驱后级关系等问题，以确定出最优化的电能管理方案[3]。

2.2需求响应效益评估

需求响应在智能电网中应用，能够针对电网中的负荷进行调整，维护电力市场的运行，该种方式能够能有效的提升电力系统资源利用率，并且保障电力系统运行效率。对需求响应进行效益评估，能够对电力工业以及经济发展提供推动作用，对环保项目的发展也有益处。需求响应项目效益评估主要包含了以下内容：经济补偿、电网侧购电成降低、用户侧电费节省等。

为了实现以上对象的需求响应定量表达，首先需要准确的把握智能电网模式下的发展潜力，明确需求响应项目所开展的实际意义。其次，从主体、时间、项目对需求响应综合效益的分析角度出发，对需求响应效益进行多维度的分析，借助解耦思想量化效益评价[4]。

2.3需求响应激励机制

在智能电网需求响应激励机制中，用户能够直接参与到需求响应中，并且能够获得一定的补偿额度，具体的需求响应激励机制有：1）基于独立系统运营商的评估方式。在独立系统运营商的ISO系统中，借助电力交易中心，实现智能电网对于用户的停电价格评估；2）由用户申报相应的可中断负荷容量，保障相应的缺电成本，在实际应用中，明确有策略性上报缺电成本倾向，借助相应的设计激励机制，确保用户能够获利；3）基于信用积分的激励理论，在该种理论中，计算出消费成本、奖惩积分，避免用电量过多。

2.4需求响应在批发电力市场中的应用

由于电力工业和电力商品的特性，使得电力市场在一段时间内不能适应市场发展特征，出现了一定程度的行业垄断。在电力市场中，不能将需求侧和供应侧等同对待，难以产生良性运作的电力市场。而基于需求响应关键技术在批发电力市场中的应用，能够有效的提升单边市场的运行稳定性，为电力市场提供市场基础。此外，将需求响应引入到竞争市场当中，使得市场竞争更加的有效，其价格应用更加的合理。为了促进电力市场的良性发展，将需求响应当做减震器，发挥出电力需求响应的作用。

2.5需求响应支持技术

智能电网下的需求响应支持技术比较多，主要包含了以下技术：高级量测系统、电能公共服务平台、需求响应系统、智能用电设备等技术。对高级量测系统进行分析，该系统主要的作用就是能够实现电网公司范围内的用电数据信息采集，以及重要信息的存储、处理等，在实际应用中应用集中化的系统监控以及业务分析。在高级量测系统框架中，包含了智能终端层、通信信道层、主站层。对电能服务管理平台进行分析，包含了智能电网节能管理、能效检测与分析、有序用电以及负荷管理、需求响应、需求侧工作考核、能效知识库。在不同模块中，其所能够实现的功能不同，在节能服务管理模块中，包含了节能服务公司管理、节能项目管理、节能指标管理、动态信息发布等内容[5]。

结论：综上所述，在本文中介绍了智能电网下的需求响应内涵，研究了智能电网下的需求响应关键技术。在维护电力系统运行过程中，需求响应关键技术主要包含了以下内容：效益评估、激励机制、目标多层次优化等，希望相关的需求响应技术研究，能够促进智能电网发展。

参考文献：

[1]朱城香，杨俊华，陈思哲，罗志辉.智能电网背景下基于人工智能理论的需求响应技术[J].陕西电力，2015，（07）：63-69.

[2]李乾.智能电网中的通信网络资源管理关键技术研究[D].北京邮电大学，2015.

[3]田世明，王蓓蓓，张晶.智能电网条件下的需求响应关键技术[J].中国电机工程学报，2014，（22）：3576-3589.

[4]黄立新.智能电网条件下输电检修优化模式与实施方案研究[D].华北电力大学，2013.

[5]林弘宇，田世明.智能电网条件下的智能小区关键技术[J].电网技术，2011，（12）：1-7.