多元用電需求網(wǎng)格分析與“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡模型

杜佩仁，文福拴，劉艷茹，張林垚

（1. 浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，杭州 310027；2. 國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京102209；3. 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司 經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，福州 350012）

0 引言

隨著分布式發(fā)電滲透率的不斷提高，電力系統(tǒng)綜合效率不高、源網(wǎng)荷儲(chǔ)等環(huán)節(jié)間協(xié)調(diào)不夠、各類電源互補(bǔ)互濟(jì)不足等問(wèn)題逐步顯現(xiàn)，亟待統(tǒng)籌優(yōu)化。按照“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的建設(shè)思路，優(yōu)化源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的綜合配置方案，提高自我平衡能力［1］，避免配電系統(tǒng)中潮流倒送，已成為簡(jiǎn)化保護(hù)定值及調(diào)度運(yùn)行管理，保障配電系統(tǒng)運(yùn)行安全，減少對(duì)大電網(wǎng)調(diào)峰和備用容量需求，降低系統(tǒng)投資，提高全社會(huì)整體效益的有效途徑。配電系統(tǒng)網(wǎng)格化規(guī)劃是近年來(lái)提出的有效方法，已在網(wǎng)格模型［2］、規(guī)劃體系［2］、規(guī)劃方法［3—5］等方面有研究報(bào)道。此外，在與配電系統(tǒng)規(guī)劃有關(guān)的負(fù)荷預(yù)測(cè)及電力平衡［6—12］等方面也已開展了很多研究工作，并得到廣泛應(yīng)用。

在上述背景下，如何適當(dāng)利用配電系統(tǒng)網(wǎng)格化規(guī)劃方法，按照差異化原則，通過(guò)區(qū)分不同類型負(fù)荷的差異化供電可靠性需求，并利用微電網(wǎng)運(yùn)行及多元用電需求側(cè)管理等方法，對(duì)包括風(fēng)光分布式電源、空調(diào)、充電樁、儲(chǔ)能等多元化負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)及協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”的分層分區(qū)平衡，有助于實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提升對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電的消納。

本文首先定義了面向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡管理的配電系統(tǒng)網(wǎng)格層級(jí)模型。然后，根據(jù)“并網(wǎng)型”微電網(wǎng)的市場(chǎng)化運(yùn)行規(guī)則，提出了一個(gè)面向用電網(wǎng)格的多元化用電需求模型。最后，基于用電網(wǎng)格、供電單元、供電網(wǎng)格這3層網(wǎng)格定義，提出了基于網(wǎng)格的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡模型，并給出了各層級(jí)網(wǎng)格的上網(wǎng)參數(shù)的計(jì)算方法及相關(guān)約束方程。

1 “源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡

按照“統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各類電源開發(fā)、提高清潔能源利用效率、適度配置儲(chǔ)能設(shè)施、充分發(fā)揮負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)能力”［1］的建設(shè)思路，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”分層分區(qū)平衡將成為引導(dǎo)分布式電源健康發(fā)展的基本途徑，這對(duì)配電系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制提出了新的要求甚至挑戰(zhàn)，主要包括下述3個(gè)方面。

1.1 計(jì)及分布式資源及其協(xié)調(diào)的智能配電系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

考慮“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的智能配電系統(tǒng)可整合局部地區(qū)分布式資源，從而可使整個(gè)社群共享負(fù)荷控制、高效節(jié)能、分布式發(fā)電和儲(chǔ)能所帶來(lái)的效益。同時(shí)，配電系統(tǒng)是將電力從分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置向輸電系統(tǒng)反送的路徑。因此，在對(duì)現(xiàn)代配電系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將配電系統(tǒng)、用戶側(cè)資源、分布式發(fā)電和儲(chǔ)能作為一個(gè)整體處理。

1.2 有效控制需要輸電系統(tǒng)供電的最大負(fù)荷水平

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全國(guó)各主要城市的空調(diào)負(fù)荷在常規(guī)總負(fù)荷（不含充電樁、儲(chǔ)能站）中的占比的總體水平在30%～55%之間，且呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。因此，區(qū)分常規(guī)負(fù)荷及可控負(fù)荷對(duì)供電可靠性要求的差異，采取有效控制手段，降低系統(tǒng)最大負(fù)荷需求，改善系統(tǒng)負(fù)荷特性，對(duì)提高電網(wǎng)資產(chǎn)設(shè)備利用率及資產(chǎn)投資效益具有重要作用。

1.3 按網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的自治自愈管理

通過(guò)網(wǎng)格劃分可把復(fù)雜的實(shí)體模型分成若干簡(jiǎn)單實(shí)體模型，而后者之間相互聯(lián)系、相互約束。網(wǎng)格化是配電系統(tǒng)分層分區(qū)管理的一種具體實(shí)現(xiàn)方法。深化配電系統(tǒng)網(wǎng)格化管理，提升網(wǎng)格的自治自愈能力，從而降低從配電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)到調(diào)度運(yùn)行的難度，可有效促進(jìn)配電系統(tǒng)中“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)。

2 面向分層分區(qū)平衡的配電系統(tǒng)網(wǎng)格模型

網(wǎng)格劃分是實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡規(guī)劃、設(shè)計(jì)乃至運(yùn)行控制的基礎(chǔ)。參照文獻(xiàn)［2］定義的配電系統(tǒng)網(wǎng)格模型，提出面向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡的配電系統(tǒng)網(wǎng)格層級(jí)模型，如圖1所示。

圖1 面向分層分區(qū)平衡的配電系統(tǒng)網(wǎng)格層級(jí)模型Fig.1 Power distribution system’s grid hierarchical modelfor hierarchical partition balance

由圖1 可知，配電系統(tǒng)網(wǎng)格模型包括“縣市區(qū)、統(tǒng)籌區(qū)、供電分區(qū)、供電網(wǎng)格、供電單元、用電網(wǎng)格”共6 個(gè)層級(jí)。其中，與“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分區(qū)平衡相關(guān)的則包括用電網(wǎng)格、供電單元、供電網(wǎng)格共3 個(gè)層級(jí)，下面依次介紹。

（1）用電網(wǎng)格:若干個(gè)相鄰的、供電電壓等級(jí)相同或接近的、對(duì)供電可靠性要求基本一致的地塊（或用戶）的組合。用電網(wǎng)格體現(xiàn)最終電力用戶對(duì)供電可靠性的差異化要求，是面向用電需求側(cè)管理并對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃、運(yùn)行和控制的基本單位。

（2）供電單元:基于用戶用電需求、變電站分布、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、線路負(fù)載率等因素劃分的邊界清晰、規(guī)模適度、面向中壓線路的實(shí)際供電區(qū)域，系實(shí)施中壓網(wǎng)架優(yōu)化、進(jìn)行配電系統(tǒng)工程建設(shè)的基本單位。

（3）供電網(wǎng)格:基于行政區(qū)劃、地理隔離、電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)邊界進(jìn)行劃分的、中壓網(wǎng)架相對(duì)獨(dú)立的、規(guī)模適度的供電區(qū)域，以此簡(jiǎn)化從配電系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)到調(diào)度、運(yùn)行的管理難度，是變電站出線間隔管理的最小規(guī)劃單位。

3 面向用電網(wǎng)格的多元化用電需求模型

到2019 年末，全國(guó)風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)4.14億kW，占全部裝機(jī)容量的20.59%，并呈進(jìn)一步增長(zhǎng)趨勢(shì)。從發(fā)電特征看，2019年全國(guó)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的平均滿出力發(fā)電小時(shí)數(shù)分別為2 082 h和1 285 h，占年總小時(shí)數(shù)的比例分別為23.7%和14.7%。間歇性發(fā)電機(jī)組出力的大幅度變化及超長(zhǎng)的低出力持續(xù)時(shí)間，對(duì)配電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能容量提出了新的要求，以完全容納風(fēng)光發(fā)電出力的要求。所以，在間歇性發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量不斷增長(zhǎng)的背景下，電力系統(tǒng)運(yùn)行需要應(yīng)對(duì)2 個(gè)問(wèn)題:一是風(fēng)光發(fā)電的高出力會(huì)導(dǎo)致功率的大容量傳輸或要求更多的儲(chǔ)能容量；二是面對(duì)難于精確預(yù)測(cè)的氣候變化，風(fēng)光發(fā)電出力的不確定性給電力系統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃安排、實(shí)時(shí)調(diào)度及安全運(yùn)行帶來(lái)困難甚至挑戰(zhàn)，并導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全保障難度和代價(jià)加大、系統(tǒng)運(yùn)行效率低等問(wèn)題。

針對(duì)上述問(wèn)題，在局部電網(wǎng)，“源隨荷動(dòng)”的傳統(tǒng)電力平衡模式將向以區(qū)域配電系統(tǒng)或微電網(wǎng)為核心的“荷隨源控”的分區(qū)就地平衡模式轉(zhuǎn)變。因此，參照“并網(wǎng)型”微電網(wǎng)［13］的市場(chǎng)化運(yùn)行規(guī)則，在規(guī)劃階段就可以把微電網(wǎng)（或區(qū)域配電系統(tǒng)）與公共電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊界通過(guò)“上網(wǎng)接口”來(lái)描述，如圖2所示。

圖2 面向用電網(wǎng)格的多元化用電需求模型Fig.2 Diversified power demand model for electricity usage grid

由圖2可知，“上網(wǎng)接口”包括上網(wǎng)最大功率、網(wǎng)供最大負(fù)荷、網(wǎng)購(gòu)備用容量3 個(gè)參數(shù)。下面描述相關(guān)的參量。

（1）常規(guī)最大（小）負(fù)荷。電力總負(fù)荷包括常規(guī)負(fù)荷和可控負(fù)荷。其中，常規(guī)負(fù)荷也稱基礎(chǔ)負(fù)荷，是保障人類生活或企業(yè)生產(chǎn)正常開展的基本負(fù)荷分量，是不可中斷的；可控負(fù)荷則包括充電樁、電熱設(shè)備、變頻設(shè)備等可間斷或可調(diào)控的設(shè)備負(fù)荷，例如空調(diào)負(fù)荷，一般情況下僅影響環(huán)境舒適度。因評(píng)估對(duì)間歇性發(fā)電出力消納能力的需要，常規(guī)最大、最小負(fù)荷取春秋季節(jié)無(wú)空調(diào)負(fù)荷時(shí)節(jié)的白天最大、最小負(fù)荷值。

（2）可控最大限制負(fù)荷。可控最大限制負(fù)荷是在可控最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值的基礎(chǔ)上，根據(jù)可實(shí)際采取的用電需求側(cè)響應(yīng)措施而計(jì)算得到的可調(diào)控類負(fù)荷分量的最大值，一般需要考慮用戶參與用電需求側(cè)管理的響應(yīng)比例及可調(diào)控最大負(fù)荷可降幅度等因素。最大限制負(fù)荷是微電網(wǎng)或區(qū)域配電系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)行控制的最基本控制參數(shù)。

（3）發(fā)電出力預(yù)測(cè)。分布式電源總體上可分為間歇性電源（風(fēng)、光等）、可調(diào)控電源（燃?xì)狻⑺龋┘皟?chǔ)能系統(tǒng)3 種類型。風(fēng)、光等間歇性電源的出力是不穩(wěn)定的，最小出力為0；燃?xì)狻⑺瓤烧{(diào)控電源的出力是穩(wěn)定且可控的，最大出力為其設(shè)計(jì)能力；儲(chǔ)能系統(tǒng)出力是基本穩(wěn)定的，最大出力為設(shè)計(jì)能力，但受容量約束放電時(shí)間限制。因此，發(fā)電最大出力為間歇性電源、可調(diào)控電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)3 者最大出力之和，而發(fā)電最小出力則為可調(diào)控電源的最大出力。

（4）上網(wǎng)最大功率。發(fā)電最大出力減去常規(guī)最小負(fù)荷的剩余值（可為負(fù)值），是余電上網(wǎng)的最大功率（負(fù)值為消納能力）。

（5）網(wǎng)供最大負(fù)荷。網(wǎng)供最大負(fù)荷=常規(guī)最大負(fù)荷+最大限制負(fù)荷-發(fā)電最小出力。網(wǎng)供最大負(fù)荷是正常情況下用戶對(duì)公共電網(wǎng)的最大負(fù)荷需求值，是公共電網(wǎng)的中壓網(wǎng)架規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，線路需達(dá)到規(guī)定的供電可靠性要求。

（6）網(wǎng)購(gòu)備用容量。網(wǎng)購(gòu)備用容量指在公共電網(wǎng)安全運(yùn)行范圍內(nèi)，在網(wǎng)供最大負(fù)荷之外，用戶可從公共電網(wǎng)獲得的額外供電能力，為用戶內(nèi)部電源日常維護(hù)或故障停運(yùn)而提供的臨時(shí)性供電服務(wù)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定［14］，并入公共電網(wǎng)的微電網(wǎng)視為可中斷系統(tǒng)，不納入《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》對(duì)電網(wǎng)企業(yè)的考核范圍；微電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體應(yīng)根據(jù)微電網(wǎng)自平衡情況自主申報(bào)備用容量，統(tǒng)一繳納相應(yīng)的備用容量費(fèi)用。因此，網(wǎng)購(gòu)備用容量的供電可靠性可低于網(wǎng)供最大負(fù)荷的供電可靠性，即當(dāng)線路檢修或因故障停運(yùn)時(shí)，用戶的網(wǎng)購(gòu)備用容量可能無(wú)法完全滿足。

總之，“上網(wǎng)接口”中的上網(wǎng)最大出力指公共電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)或區(qū)域配電系統(tǒng)提供的針對(duì)間歇性發(fā)電出力的最大消納能力；網(wǎng)供最大負(fù)荷及網(wǎng)購(gòu)備用容量則為公共電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)或區(qū)域配電系統(tǒng)提供的具備差異化供電可靠性的供電能力服務(wù)，可通過(guò)電力市場(chǎng)交易中的電價(jià)激勵(lì)機(jī)制對(duì)2者進(jìn)行約束。

4 基于網(wǎng)格的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡模型

根據(jù)分布式電源接入配電系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)規(guī)定、配電系統(tǒng)輻射型運(yùn)行特點(diǎn)和保護(hù)配置原則，在規(guī)劃階段，把配電系統(tǒng)單向潮流（防倒送）的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)定為變電站變壓器低壓側(cè)開關(guān)、變電站低壓母線進(jìn)、出線開關(guān)及配變高壓側(cè)開關(guān)3個(gè)節(jié)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)配電系統(tǒng)網(wǎng)格層級(jí)定義，可得到圖3所示的基于網(wǎng)格的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡模型。

在圖3中，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”平衡包括用電網(wǎng)格、供電單元、供電網(wǎng)格3 個(gè)網(wǎng)格層級(jí)。其中，變電站主變10 kV側(cè)開關(guān)、10 kV饋線出線開關(guān)、配變10 kV側(cè)開關(guān)為系統(tǒng)潮流控制的3 個(gè)節(jié)點(diǎn)，需滿足線路最大供電能力及開關(guān)單向潮流（防倒送）這2個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全約束。下面介紹這3級(jí)網(wǎng)格的分區(qū)邊界上網(wǎng)接口參數(shù)計(jì)算方法及相關(guān)的潮流約束方程。

圖3 基于網(wǎng)格的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡模型Fig.3 Block?based“source?network?load?storage”hierarchical partition balance model

4.1 用電網(wǎng)格

用電網(wǎng)格是多元化用電需求預(yù)測(cè)的管理單元。

（1）上網(wǎng)邊界接口

（2）節(jié)點(diǎn)約束方程（配電室400 V母線）

在低壓配電系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，所確定的分布式電源接入方案應(yīng)能確保對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電的本地消納，且配變10 kV開關(guān)側(cè)潮流不倒送。當(dāng)大于0時(shí)，應(yīng)采用10 kV接入方式。

（3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容

針對(duì)400 V母線分段上的常規(guī)負(fù)荷、可控負(fù)荷、分布式電源及儲(chǔ)能進(jìn)行平衡和優(yōu)化，以滿足間歇性可再生能源發(fā)電的本地消納和配變潮流不倒送要求。

當(dāng)400 V母線不能實(shí)現(xiàn)對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電的本地消納時(shí)，應(yīng)提高分布式電源的接入電壓等級(jí)。

4.2 供電單元

供電單元是中壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的管理單元。

（1）上網(wǎng)邊界接口

式中:nj為供電單元j包含的用電網(wǎng)格數(shù)量；、分別為供電單元j中用電網(wǎng)格i的網(wǎng)供最大負(fù)荷、網(wǎng)購(gòu)備用容量、上網(wǎng)最大出力需求的邊界接口值。

由式（4）—式（6）可知，供電單元的邊界接口值等于其包含的用電網(wǎng)格對(duì)應(yīng)值之和。當(dāng)大于0時(shí)，當(dāng)前供電單元不能實(shí)現(xiàn)對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電的本地消納，應(yīng)通過(guò)10 kV 電源專線接入變電站10 kV母線。

（2）節(jié)點(diǎn)約束方程（10 kV進(jìn)出線）

出線（饋電線路）

進(jìn)線（電源線路）

式中:nl為10 kV線路l包含的用電網(wǎng)格數(shù)量；、分別為饋電線路l中用電網(wǎng)格i的網(wǎng)供最大負(fù)荷、網(wǎng)購(gòu)備用容量、上網(wǎng)最大出力需求的邊界接口值；為10 kV線路l的最大供電能力限制值。

由式（7）—式（8）可知，饋電線路l的最大負(fù)荷等于其包含的用電網(wǎng)格的網(wǎng)供最大負(fù)荷及網(wǎng)購(gòu)備用容量之和，應(yīng)小于該線路的最大供電能力；上網(wǎng)最大出力應(yīng)小于或等于0，滿足饋線單向潮流約束。由式（9）可知，電源線路l的上網(wǎng)最大出力需求等于其包含的用電網(wǎng)格的上網(wǎng)最大出力之和，應(yīng)小于該線路的最大傳輸能力，取值應(yīng)小于或等于0。

（3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容

優(yōu)化確定在10 kV電壓等級(jí)上的分布式電源接入方式，包括通過(guò)電源專線（含支線）和一般負(fù)荷線路（僅支線）2種。

優(yōu)化確定在10 kV電壓等級(jí)上的分布式電源接入負(fù)荷線路的分段位置，以實(shí)現(xiàn)電源和負(fù)荷的分段平衡。

4.3 供電網(wǎng)格

供電網(wǎng)格是線路接入變電站母線的管理單元。

（1）上網(wǎng)邊界接口

式中:mk為供電網(wǎng)格k包含的供電單元數(shù)量；、分別為供電網(wǎng)格k中供電單元j的網(wǎng)供最大負(fù)荷、網(wǎng)購(gòu)備用容量、上網(wǎng)最大出力需求的邊界接口值。

由式（10）—式（12）可知，供電網(wǎng)格的邊界接口值等于其包含的供電單元對(duì)應(yīng)值之和。當(dāng)PkG大于0 時(shí)，當(dāng)前供電網(wǎng)格不能實(shí)現(xiàn)對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電的本地消納，應(yīng)通過(guò)35 kV 及以上電源專線接入變電站高壓側(cè)母線。

（2）節(jié)點(diǎn)約束方程（變電站10 kV母線）

設(shè)計(jì)的分布式電源接入方案要確保間歇性可再生能源發(fā)電能本地消納以及主變10 kV側(cè)開關(guān)潮流不倒送。當(dāng)大于0 且周邊供電網(wǎng)格也無(wú)法消納間歇性可再生能源發(fā)電時(shí)，應(yīng)采用35 kV 及以上的高壓接入方式。

（3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容

優(yōu)化確定10 kV饋電線路接入變電站母線分段的位置；優(yōu)化確定10 kV分布式電源專線接入母線分段的位置，以實(shí)現(xiàn)母線分段上電源與負(fù)荷的平衡與優(yōu)化；當(dāng)10 kV母線無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電的本地消納時(shí)，應(yīng)提高分布式電源的接入電壓等級(jí)。

5 算例與結(jié)果

以長(zhǎng)三角某開發(fā)區(qū)為例來(lái)說(shuō)明所提方法的可行性和有效性。該開發(fā)區(qū)包括2個(gè)供電網(wǎng)格、6個(gè)供電單元、93個(gè)用電網(wǎng)格，含居住、商業(yè)、科研、醫(yī)院、文體等多類型負(fù)荷，其中的可調(diào)控負(fù)荷主要為空調(diào)負(fù)荷。各類網(wǎng)格的空調(diào)負(fù)荷占常規(guī)總負(fù)荷的30%～50%，不同類型用戶的空調(diào)負(fù)荷參與調(diào)控的響應(yīng)度為30%～80%，預(yù)期通過(guò)提高空調(diào)設(shè)定溫度可削減的空調(diào)負(fù)荷峰值幅度為10%～15%。在確定網(wǎng)供電力需求時(shí)，需要系統(tǒng)能提供滿足開發(fā)區(qū)最大負(fù)荷需求的供電能力，區(qū)內(nèi)不采用除提高空調(diào)設(shè)定溫度以外的額外負(fù)荷控制措施，這樣網(wǎng)購(gòu)備用容量取最大負(fù)荷需求與網(wǎng)供最大負(fù)荷的差值，可控最大限制負(fù)荷取可控最大負(fù)荷與峰值可削減負(fù)荷的差值。在此基礎(chǔ)上，可得到表1列出的該開發(fā)區(qū)各級(jí)網(wǎng)格的多元化負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果。

從表1中列出的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，開發(fā)區(qū)各級(jí)網(wǎng)格的上網(wǎng)最大出力均為負(fù)值，分布式發(fā)電的穿透力低，能完全實(shí)現(xiàn)對(duì)間歇性可再生能源發(fā)電的本地消納，且尚具有91.9 MW的剩余消納能力。在采用提高空調(diào)設(shè)定溫度進(jìn)行削峰這個(gè)單一措施時(shí)，空調(diào)負(fù)荷峰值可削減總量可達(dá)14.76 MW，網(wǎng)供削峰效果為3.87%。通過(guò)提高用戶的參與響應(yīng)度，可以改善削峰效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

在配電系統(tǒng)網(wǎng)格化規(guī)劃的框架下，按照“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”分層分區(qū)就地平衡及差異化供電可靠性規(guī)劃設(shè)計(jì)原則，建立了面向用電網(wǎng)格的多元化用電需求及“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分層分區(qū)平衡模型，并提出了可開展的配電系統(tǒng)網(wǎng)架優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。

配電系統(tǒng)規(guī)劃實(shí)踐表明，本文所提分區(qū)平衡及網(wǎng)架優(yōu)化方法可有效降低用戶對(duì)系統(tǒng)的最大負(fù)荷需求、改善系統(tǒng)負(fù)荷特性、提高線路負(fù)載率、降低電網(wǎng)投資規(guī)模，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展，提升系統(tǒng)運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)性。

表1 基于網(wǎng)格的多元化用電需求預(yù)測(cè)Table 1 Diversified power demand forecast based on blocks