供電需求規(guī)劃在電網(wǎng)分配中的研究

王國紅

摘 要：供電需求規(guī)劃是電網(wǎng)分配的重要基礎(chǔ)，是基于負(fù)載功率在電力系統(tǒng)消耗整體需求上所開展的，通過離線與在線狀態(tài)需求規(guī)劃，設(shè)計(jì)最優(yōu)電網(wǎng)調(diào)度策略，減少周期電網(wǎng)運(yùn)行成本，促進(jìn)區(qū)域供電合理性。

關(guān)鍵詞：供電需求規(guī)劃；電網(wǎng)分配；負(fù)載功率

一、智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)指電網(wǎng)智能化，建立于集成及高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)傳感技術(shù)、測量技術(shù)、設(shè)備及控制方法等實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可靠、安全及高效建設(shè)，提升能源利用率，實(shí)現(xiàn)儲電站電力資源、可再生電力資源及電動車供電資源等的有效整合[ 1 ]。智能電網(wǎng)是在自動化技術(shù)、雙向通信、分布式發(fā)電及現(xiàn)代信息技術(shù)等高科技技術(shù)的不斷發(fā)展下而發(fā)展，在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電力資源應(yīng)用主體及工作者間的實(shí)時(shí)交流與溝通。

二、供電需求規(guī)劃在電網(wǎng)分配中的研究

（一）的聯(lián)網(wǎng)分配中供電需求規(guī)劃基礎(chǔ)分析

供電需求規(guī)劃應(yīng)用于電網(wǎng)分配中主要指在不同電力需求信息基礎(chǔ)上對其電力需求量予以分類及整合，實(shí)現(xiàn)電力資源合理化分配，實(shí)現(xiàn)負(fù)載需求合理管理。在具體管理操作中其并不會降低電力能源總量消耗，而僅在電力應(yīng)用高峰期及非高峰期間隔時(shí)間段內(nèi)開展，采用此類超負(fù)荷電力運(yùn)行周期可有效緩解用電壓力，緩解因持續(xù)性供電所致的電壓不穩(wěn)定及電壓波動，維持電網(wǎng)運(yùn)行安全及可靠性[ 2 ]。電力負(fù)載管理可實(shí)現(xiàn)電力資源的有效供給控制，在用電高峰期可降低其多余電力資源供給，同時(shí)因用電高峰期額外電能供給電力資源價(jià)格會稍高于常規(guī)價(jià)格，故實(shí)現(xiàn)其合理控制可在一定程度上減少電力輸出成本，具有較高經(jīng)濟(jì)效益。

供電需求規(guī)劃在電網(wǎng)分配中的應(yīng)用主要是需建立供電需求規(guī)劃模型，從而實(shí)現(xiàn)電力基本控制，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營。智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)量裝置可實(shí)現(xiàn)電力消費(fèi)者及電力運(yùn)營者間的通訊交流，電網(wǎng)相關(guān)操作主體可實(shí)現(xiàn)電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，而對于不同電力消費(fèi)者而言，其可經(jīng)電力運(yùn)營控制設(shè)備傳輸電力需求及請求[ 3 ]。不同電力需求其功率體現(xiàn)及電力彈性時(shí)間段均具差異性，電力彈性時(shí)間段內(nèi)需求規(guī)劃是完成每一消費(fèi)者對電力負(fù)荷需求的期限，對于電網(wǎng)分配運(yùn)營商而言，其目的則主要是設(shè)計(jì)電力需求及分配調(diào)度優(yōu)化策略，對某時(shí)間段內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行成本實(shí)現(xiàn)最大程度降低。

（二）模型建立

以電網(wǎng)運(yùn)營商角度而言，需在電網(wǎng)主要運(yùn)營商位置設(shè)置電力控制設(shè)備，該設(shè)備需具備通信交流功能，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者及電力運(yùn)營商間的交流與溝通，同時(shí)還需實(shí)現(xiàn)其自身與智能電網(wǎng)相關(guān)電力設(shè)備之間的相互連接，若與不同消費(fèi)者電力需求進(jìn)行連接則可準(zhǔn)確獲得用戶電力需求情況，后消費(fèi)者便可在自動及手動基礎(chǔ)上向電力運(yùn)營商發(fā)送電力需求。電力需求工作任務(wù)雖具一定差異性，但其均可采用數(shù)字予以表示，每個(gè)電力需求任務(wù)均會有具體時(shí)間間隔段，若電力需求任務(wù)激活則會產(chǎn)生瞬時(shí)消耗電力負(fù)載功率且產(chǎn)生暫時(shí)延緩性[ 4 ]。

在電網(wǎng)分配供電需求規(guī)劃時(shí)，需假設(shè)用戶電力需求任務(wù)可否行處理規(guī)劃，規(guī)劃期限與需求時(shí)間期限相等，在電力需求任務(wù)中無電力損失，電力需求任務(wù)可以規(guī)劃為前后發(fā)生，若將一電力需求規(guī)劃為后發(fā)生則其完成時(shí)間為激活至完成，每一電力需求任務(wù)均需規(guī)劃于特定時(shí)間階段，結(jié)合需求任務(wù)規(guī)劃操作先后，但在具體操作中仍需注重時(shí)間，將其控制于固定時(shí)間內(nèi)完成。

在電力設(shè)備接收電力需求后，需結(jié)合實(shí)際情況對電力激活時(shí)間予以確定，后將所獲得的相關(guān)信號發(fā)送給智能電力設(shè)備后將電力傳遞于各電力需求設(shè)備中，最終實(shí)現(xiàn)電力供給，完成供電操作。在此過程中，電力運(yùn)營商控制器需對電力需求任務(wù)功率予以決定及激活。電網(wǎng)分配供電需求規(guī)劃的實(shí)質(zhì)是以最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)，在所設(shè)置的供電需求模型中，負(fù)載功率需求所產(chǎn)生的時(shí)間、任務(wù)完成所需時(shí)間及完成截止時(shí)間若均確定，則可實(shí)現(xiàn)電力需求離線規(guī)劃，獲得電力需求邊界條件，在模型最低成本控制基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)供電功率需求在線規(guī)劃[ 5 ]。

如設(shè)置一控制器位于電力運(yùn)營商處且可雙向溝通位于消費(fèi)者處的智能設(shè)備，此類設(shè)備及智能電網(wǎng)設(shè)備連接，智能設(shè)備連接個(gè)體電力需求，需求可能來自手動或自動操作。每一電力需求任務(wù)為n=1，2，…，N，任務(wù)時(shí)間起點(diǎn)及時(shí)間持續(xù)段分別為an及sn，對應(yīng)任務(wù)激活消耗功率時(shí)有瞬時(shí)功率要求pn，所有任務(wù)激活均具暫時(shí)靈活及延遲性，任務(wù)完成可被截止期限（dn）獲取。

假設(shè)，若全部需求均可規(guī)劃，最晚為截止期限且系統(tǒng)無損失。可規(guī)劃發(fā)生先后，若后發(fā)生則其任務(wù)被激活持續(xù)時(shí)間直到完成，即每一任務(wù)均安排于（an，dn-sn）的tn時(shí)間段或延后時(shí)間段dn-sn-an。控制器接收設(shè)備功率需求請求后決定激活時(shí)間后將命令發(fā)給智能設(shè)備，后電器得以工作。以成本最低為出發(fā)點(diǎn)，若功耗需求產(chǎn)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間及截止期限已知則可利用離線規(guī)劃得到邊界條件，隨機(jī)功耗需求則可在線分析，實(shí)現(xiàn)合理規(guī)劃。

（三）離線及在線需求規(guī)劃

假定離線情況下，供電需求規(guī)劃問題由多個(gè)功率需求工作任務(wù)組成，每一電力需求任務(wù)用n=1，2，…，N表示，任務(wù)時(shí)間起點(diǎn)及時(shí)間持續(xù)段分別為a及s表示，截止期限用d表示，若供電需求參數(shù)界限確定，其供電需求則可規(guī)劃表達(dá)。

電網(wǎng)調(diào)度預(yù)先任務(wù)需考慮電力彈性需求，若未有具體的操作規(guī)定則需持續(xù)完成，在此情況下可結(jié)合實(shí)際情況打斷后繼續(xù)進(jìn)行，此不連續(xù)時(shí)間段內(nèi)需求任務(wù)的實(shí)現(xiàn)要在截止時(shí)間前完成，而需求任務(wù)完成需滿足基本功率，形成每一任務(wù)及其所完成時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，需求任務(wù)時(shí)間段定義為從零初始至t，而運(yùn)營商控制設(shè)備需求則在時(shí)間范圍內(nèi)合理規(guī)劃實(shí)現(xiàn)最優(yōu)策略找尋，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)電網(wǎng)分配方案獲取。

三、結(jié)語

綜上所述，供電需求規(guī)劃在電網(wǎng)分配應(yīng)用操作中可有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供給質(zhì)量的合理性優(yōu)化，在在線及離線規(guī)劃基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)控制策略最優(yōu)化找尋，最大限度減少某固定時(shí)間段內(nèi)電力運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化電網(wǎng)分配，確保合理供電。

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