考慮可調(diào)綜合資源的新型輸電網(wǎng)規(guī)劃研究

陶 冶，孫文健，林俊杰，趙 毓，王雨晴，高 沖

（1.江蘇科能電力工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210036；2.華北電力大學(xué)（保定），河北 保定 071003）

0 引言

2021 年3 月，習(xí)總書記提出構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)，然而，當(dāng)前基于現(xiàn)狀和規(guī)劃的常規(guī)電源規(guī)模及規(guī)劃年度最大負(fù)荷、不考慮新能源利用的傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方法，不能滿足高比例可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行下的新型電力系統(tǒng)規(guī)劃要求，容易造成投資偏大、利用率不高等問(wèn)題［1-3］。因此，開展適用于新型電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)規(guī)劃研究，充分利用可再生能源+儲(chǔ)能、需求響應(yīng)資源等可調(diào)綜合資源在電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行中的調(diào)節(jié)作用［4］［5］，對(duì)于提升新能源消納能力，提高輸變電工程投資效益具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已在新型輸電網(wǎng)規(guī)劃方法方面開展了一系列研究。文獻(xiàn)［6］-文獻(xiàn)［10］闡述了新能源發(fā)展為輸電網(wǎng)規(guī)劃帶來(lái)的挑戰(zhàn)和變革，并對(duì)未來(lái)的輸電網(wǎng)規(guī)劃方法進(jìn)行了展望；文獻(xiàn)［11］-文獻(xiàn)［12］建立了考慮可再生能源和特高壓接入影響的輸電系統(tǒng)規(guī)劃評(píng)價(jià)模型；文獻(xiàn)［13］-文獻(xiàn)［16］以新能源消納能力、全壽命周期成本和環(huán)境效益為目標(biāo)函數(shù)，建立了省級(jí)輸電網(wǎng)多目標(biāo)規(guī)劃模型。文獻(xiàn)［17］-文獻(xiàn)［20］分析了需求響應(yīng)資源對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響。綜上，現(xiàn)有研究大多僅考慮可再生能源或需求響應(yīng)單一類別資源對(duì)輸電網(wǎng)規(guī)劃的影響，鮮有研究將新能源、儲(chǔ)能和需求響應(yīng)資源作為可調(diào)綜合資源，統(tǒng)一納入輸電網(wǎng)規(guī)劃，提出適用于實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃工作的輸電網(wǎng)規(guī)劃思路與方法。

鑒于此，本文考慮可調(diào)綜合資源影響，開展多場(chǎng)景下的新型輸電網(wǎng)規(guī)劃研究，分析可調(diào)綜合資源發(fā)展下的輸電網(wǎng)規(guī)劃模式轉(zhuǎn)變需求，在此基礎(chǔ)上闡明新型電力系統(tǒng)下以考慮可再生能源+儲(chǔ)能置信容量及需求響應(yīng)資源負(fù)荷削減效果為重點(diǎn)的新型輸電網(wǎng)規(guī)劃思路，進(jìn)而重點(diǎn)介紹可再生能源置信容量評(píng)估與負(fù)荷預(yù)測(cè)兩種新型輸電網(wǎng)規(guī)劃中的關(guān)鍵方法，并建立新型輸電網(wǎng)規(guī)劃方案經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型，最后通過(guò)算例驗(yàn)證本文所提規(guī)劃方法的有效性和可行性。

1 可調(diào)綜合資源發(fā)展下的輸電網(wǎng)規(guī)劃模式轉(zhuǎn)變需求分析

在新型電力系統(tǒng)建設(shè)下，可再生能源、儲(chǔ)能、需求響應(yīng)等可調(diào)綜合資源的快速發(fā)展將對(duì)輸電網(wǎng)規(guī)劃產(chǎn)生巨大影響［21-23］，具體包括：1）高比例可再生能源并網(wǎng)將導(dǎo)致潮流隨機(jī)波動(dòng)的增強(qiáng)和規(guī)劃目標(biāo)的增多，電網(wǎng)規(guī)劃既要增加可靠性投資，也需考慮環(huán)保性的要求，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面，隨著新能源發(fā)電占比的提高，以及電力電子設(shè)備的大量使用，至使傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率、電壓穩(wěn)定性呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，電網(wǎng)穩(wěn)定性的內(nèi)在機(jī)理也發(fā)生了相應(yīng)的變化；在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面，大量分布式可再生能源的接入使得線路潮流由單向變?yōu)殡p向，供電區(qū)域內(nèi)的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)需考慮分布式可再生能源發(fā)電倒送的影響，增加了負(fù)荷預(yù)測(cè)的復(fù)雜程度與難度；2）儲(chǔ)能的應(yīng)用可使部分出力具有隨機(jī)性的可再生能源轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的可調(diào)電源，可減少電網(wǎng)在安全可靠性方面的投資，但同時(shí)也使得電網(wǎng)規(guī)劃的電源邊界由靜態(tài)變成一個(gè)動(dòng)態(tài)區(qū)間；3）引入需求響應(yīng)資源可提高資源的優(yōu)化配置能力，減少系統(tǒng)成本：一方面，需求響應(yīng)有效降低尖峰負(fù)荷，延緩電網(wǎng)投資；另一方面，需求響應(yīng)在一定程度上彌補(bǔ)可再生能源出力的波動(dòng)性，減少安全可靠性投資。

傳統(tǒng)電力規(guī)劃基于現(xiàn)狀和規(guī)劃的常規(guī)電源規(guī)模及年度最大負(fù)荷，開展規(guī)劃年電力平衡分析和變電容量需求計(jì)算，進(jìn)行規(guī)劃年潮流和短路電流計(jì)算，通過(guò)增加輸變電容量和優(yōu)化加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)平衡電源和最大負(fù)荷［24-26］。其主要存在的問(wèn)題如下：一是在進(jìn)行電力電量平衡規(guī)劃時(shí)，供應(yīng)側(cè)僅考慮傳統(tǒng)能源裝機(jī)與出力情況，未將可再生能源出力納入考慮范圍，且在負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)未考慮需求側(cè)資源在削峰填谷、改善負(fù)荷曲線、提高電能利用效率等方面的作用，因此容易造成電網(wǎng)投資偏大、利用率不高等問(wèn)題。二是電網(wǎng)建設(shè)面臨土地資源、環(huán)境保護(hù)、建設(shè)資金等多方面制約，電網(wǎng)規(guī)劃落地難度大。因此，結(jié)合可調(diào)資源對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃具體的改進(jìn)需求分析：1）在規(guī)劃思路方面，應(yīng)充分考慮新的規(guī)劃資源，重視可調(diào)綜合資源的引入對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展產(chǎn)生的影響。2）在規(guī)劃流程方面，應(yīng)開拓新的規(guī)劃工作機(jī)制，形成充分考慮市場(chǎng)因素的動(dòng)態(tài)規(guī)劃過(guò)程。3）在規(guī)劃方法方面，應(yīng)提出面向可調(diào)綜合資源的輸電網(wǎng)規(guī)劃理論與方法，加入對(duì)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性以及技術(shù)適應(yīng)性等方面的考慮。

2 考慮可調(diào)綜合資源的輸電網(wǎng)規(guī)劃思路

構(gòu)建基于可調(diào)綜合資源的新型輸電網(wǎng)規(guī)劃模式，應(yīng)以建設(shè)新型電力系統(tǒng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展總體規(guī)劃以及滿足用戶日益增長(zhǎng)的用電需求為基本目標(biāo)，在規(guī)劃中考慮可調(diào)綜合資源的特性及其影響，合理安排各級(jí)電網(wǎng)的建設(shè)，促進(jìn)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的高效化運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠供電，降低電力損耗，確保電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。具體思路如下：

1）以滿足用電需求為根本任務(wù)

通過(guò)不斷提升電網(wǎng)可靠性以及電能質(zhì)量，最大限度滿足社會(huì)對(duì)電力的需求，在實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益的前提下，達(dá)到發(fā)展企業(yè)、完善電網(wǎng)、提升收益的目標(biāo)。

2）考慮可調(diào)綜合資源特性及影響

鑒于“新能源+儲(chǔ)能”的出力組合可以提供相對(duì)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，有利于實(shí)現(xiàn)電力電量的平衡，對(duì)于可調(diào)綜合資源中的可再生能源和儲(chǔ)能資源，應(yīng)將其納入分區(qū)域電力電量平衡的考慮，根據(jù)其預(yù)期出力情況，采用置信容量評(píng)估等方法，將可再生能源和儲(chǔ)能等效為常規(guī)機(jī)組，納入輸電網(wǎng)規(guī)劃。除此之外，對(duì)于可調(diào)綜合資源中的需求響應(yīng)資源開展負(fù)荷預(yù)測(cè)，并將負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果作為輸電網(wǎng)規(guī)劃的參考。

3）選擇合理時(shí)間斷面開展安全校核

考慮可再生能源出力的波動(dòng)性與不確定性，根據(jù)其出力曲線選擇出力穩(wěn)定性最差和出力最小的節(jié)點(diǎn)作為時(shí)間斷面，例如夏季高峰負(fù)荷新能源滿出力、夏季高峰負(fù)荷新能源零出力、冬季低谷負(fù)荷新能源滿出力、冬季低谷負(fù)荷新能源零出力等多種極端情況時(shí)間斷面，開展電網(wǎng)安全校核。

4）輸電網(wǎng)規(guī)劃方案經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)要考慮需求響應(yīng)成本

考慮到需求響應(yīng)資源引入電網(wǎng)規(guī)劃會(huì)帶來(lái)一系列的參與者成本和系統(tǒng)成本，應(yīng)將需求響應(yīng)成本考慮到輸電網(wǎng)規(guī)劃方案經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)中，更有效衡量新型規(guī)劃模式的有效性和經(jīng)濟(jì)性。

5）促進(jìn)上、下級(jí)電網(wǎng)之間的協(xié)同配合

下級(jí)電網(wǎng)和上級(jí)電網(wǎng)作為兩個(gè)階梯的單位，上級(jí)電網(wǎng)作出規(guī)劃指導(dǎo)，負(fù)責(zé)對(duì)下屬的單位進(jìn)行宏觀指導(dǎo)；下級(jí)電網(wǎng)作為規(guī)劃基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)執(zhí)行與落實(shí)相關(guān)任務(wù)。

3 考慮可調(diào)綜合資源的輸電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵方法

3.1 可再生能源置信容量評(píng)估

新能源置信容量是指在等可靠性前提下新能源機(jī)組可以替代的常規(guī)機(jī)組的容量［27］。其可使具有間歇性的風(fēng)電、光伏發(fā)電與常規(guī)機(jī)組裝機(jī)容量之間在同一水平上進(jìn)行相互比較，常用的置信容量定義方法有4類，分別為等效確定容量、等效承擔(dān)負(fù)荷容量、等常規(guī)機(jī)組和保證出力［28］。本文采用等效常規(guī)機(jī)組容量評(píng)估風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的置信容量，即采用具有隨機(jī)停運(yùn)率的機(jī)組來(lái)替代可再生能源，當(dāng)替代后的系統(tǒng)可靠性與含可再生能源的系統(tǒng)可靠性相等時(shí)，此時(shí)替代的具有隨機(jī)停運(yùn)率的機(jī)組容量極為等效常規(guī)機(jī)組容量。

考慮風(fēng)、光、儲(chǔ)之間的互補(bǔ)效益，在新型電網(wǎng)規(guī)劃模式下，將每個(gè)220 kV變電站所接入的風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能視為一個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其置信容量定義為在同等可靠性下，風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)可以等效的常規(guī)機(jī)組容量的大小，其計(jì)算方法如下。

設(shè)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率為Ph，則：

式（1）中，PW、PPV、Xdc分別為風(fēng)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組和儲(chǔ)能電站的輸出功率。若滿足式（2），則認(rèn)為風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的置信容量Cun與等效機(jī)組的裝機(jī)容量為Cna相等。

式（2）中，f{Cr，CPV，CW}表示系統(tǒng)在含有的常規(guī)機(jī)組容量為Cr、風(fēng)電的裝機(jī)容量為CW和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量為CPV時(shí)系統(tǒng)的可靠性，f{Cr，Cna}表示系統(tǒng)在含有常規(guī)機(jī)組的容量為Cr等效機(jī)組的裝機(jī)容量為Cna時(shí)系統(tǒng)的可靠性。此時(shí)可以定義聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的容量可信度為：

在系統(tǒng)的可靠性度量方面，本文以電量不足期望值（expected energy not served，EENS）作為參考指標(biāo)。系統(tǒng)的電力不足期望（EENS）因負(fù)荷PL和機(jī)組狀態(tài)而異［29］，具體如下：

式（4）中，Phmax和Phmin風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電最大值和最小值。

3.2 考慮需求側(cè)資源的負(fù)荷預(yù)測(cè)

將需求響應(yīng)資源納入電網(wǎng)規(guī)劃有利于提高資源的優(yōu)化配置能力，減少系統(tǒng)成本［30］，本文在傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，提出考慮需求側(cè)資源負(fù)荷削減效果的負(fù)荷預(yù)測(cè)修正模型，實(shí)現(xiàn)考慮需求側(cè)資源的區(qū)域最大負(fù)荷預(yù)測(cè)。

考慮需求側(cè)資源的區(qū)域最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值為：

其中：

綜上所述，通過(guò)需求側(cè)資源作用前后最大負(fù)荷的變化，能夠計(jì)算得出可延緩?fù)督ǖ淖冸娙萘浚缡剑?）所示。

式（8）中，ΔC表示考慮需求側(cè)資源后可避免或者可延緩?fù)督ǖ淖冸娙萘?，MVA；R表示容載比。

4 新型輸電網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型

考慮綜合可調(diào)資源的新型輸電網(wǎng)規(guī)劃主要從建設(shè)投資維度和全壽命周期成本維度兩個(gè)維度對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。其中，建設(shè)投資維度主要選取單位投資增供電量和單位投資增供負(fù)荷作為衡量方案經(jīng)濟(jì)性的兩個(gè)主要指標(biāo)；全壽命周期成本維度主要考慮包括建設(shè)投資、運(yùn)維成本、可調(diào)綜合資源調(diào)用成本在內(nèi)的全壽命周期總成本。

4.1 建設(shè)投資維度經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

建設(shè)投資維度經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)主要選取單位投資增供電量和單位投資增供負(fù)荷兩個(gè)指標(biāo)，具體計(jì)算方式如下：

式（9）-式（10）中，ISUI和ILUI分別表示規(guī)劃單位投資增供電量和規(guī)劃單位投資增供負(fù)荷；S和L分別表示規(guī)劃期末供電量和規(guī)劃期末供電最大負(fù)荷；S0和L0分別表示上一規(guī)劃期末供電量和上一規(guī)劃期末供電最大負(fù)荷；CC表示建設(shè)投資。

4.2 全壽命周期成本維度經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

全壽命周期成本除建設(shè)成本外，還將考慮電網(wǎng)運(yùn)維成本及可調(diào)綜合資源調(diào)用成本等，計(jì)算方式如下：

式（11）中，CC表示項(xiàng)目建設(shè)投資，包括線路及設(shè)備等各項(xiàng)投資，CO表示運(yùn)維成本，CL表示網(wǎng)損費(fèi)用，CD表示需求響應(yīng)成本，CR表示運(yùn)營(yíng)期末固定資產(chǎn)折舊殘值。各項(xiàng)成本計(jì)算方式如下：

1）項(xiàng)目建設(shè)投資

項(xiàng)目建設(shè)投資CC包括線路建設(shè)投資Cline和公用網(wǎng)建設(shè)工程相關(guān)設(shè)備投資Cequ，具體表示如下：

其中：

式（13）-式（14）中，Cline-e表示線路擴(kuò)建投資：根據(jù)負(fù)荷增長(zhǎng)情況和線路斷面的極限輸送容量，當(dāng)負(fù)荷超過(guò)線路斷面極限輸送容量時(shí)，擴(kuò)建一條線路而產(chǎn)生的投資；若無(wú)擴(kuò)建，則該線路投資為0。

Cline-d表示線路折舊投資：由于線路達(dá)到了折舊年限，需要重新建設(shè)而產(chǎn)生的投資，沒(méi)有達(dá)到折舊年限時(shí)，該線路投資為0。

Cequ-e表示主變壓器擴(kuò)建投資：根據(jù)負(fù)荷增長(zhǎng)情況和主變壓器斷面的極限輸送容量，當(dāng)負(fù)荷超過(guò)主變壓器斷面極限輸送容量時(shí)，擴(kuò)建一臺(tái)主變壓器而產(chǎn)生的投資；若無(wú)擴(kuò)建，則主變壓器投資為0。

Cequ-d表示主變壓器折舊投資：由于線路達(dá)到了折舊年限，需要重新建設(shè)而產(chǎn)生的投資；沒(méi)有達(dá)到折舊年限時(shí)，該年投資為0。

2）運(yùn)維成本

運(yùn)行維護(hù)成本包括線路和主變壓器的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

式（15）中，A為該年的固定資產(chǎn)總額，包括線路和主變壓器；N為運(yùn)營(yíng)期時(shí)長(zhǎng)，i為年利率。

3）網(wǎng)損費(fèi)用

網(wǎng)損費(fèi)用CL包括：線路損耗費(fèi)用CL-line和主變壓器費(fèi)用損耗CL-equ。①線路損耗費(fèi)用

式（16）、式（17）中，ΔPmax為最大負(fù)荷時(shí)的線路損耗；NL為該年的線路條數(shù)；IL為單條線路上的電流值；Lmax為該年的最大負(fù)荷。

②主變壓器損耗費(fèi)用

式（18）中，NT為該年的主變壓器臺(tái)數(shù)；T為變壓器運(yùn)行時(shí)間，假設(shè)T=8 760 h。

4）本年可調(diào)綜合資源利用成本

需求響應(yīng)費(fèi)用CD包括轉(zhuǎn)移負(fù)荷費(fèi)用CD-S和削減負(fù)荷費(fèi)用CD-C。

①轉(zhuǎn)移負(fù)荷費(fèi)用

轉(zhuǎn)移負(fù)荷費(fèi)用CD-S包括：固定投資費(fèi)用CD-S，fix和轉(zhuǎn)移電量導(dǎo)致的電費(fèi)收入減少量CD-S，price：

式（20）、式（21）中，L'max為該年負(fù)荷預(yù)測(cè)的最大負(fù)荷。

②削減負(fù)荷費(fèi)用

削減負(fù)荷成本CD-C即為削減負(fù)荷補(bǔ)償費(fèi)用：

5）固定資產(chǎn)折舊殘值

固定資產(chǎn)折舊殘值CR是指到達(dá)折舊年限時(shí)固定資產(chǎn)的剩余價(jià)值，等于折舊殘值比乘以固定資產(chǎn)投資（下標(biāo)L表示線路，下標(biāo)T表示主變壓器）。

固定資產(chǎn)折舊余值CR-n是指計(jì)算期末而未到達(dá)折舊年限時(shí)固定資產(chǎn)的剩余價(jià)值，采用平均年限法計(jì)算固定資產(chǎn)折舊余值。

5 算例分析

5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

以某市220 kV電網(wǎng)試點(diǎn)為例，在原電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷及電源水平的基礎(chǔ)上，考慮需求側(cè)響應(yīng)等可調(diào)資源對(duì)該電網(wǎng)負(fù)荷的影響及新能源電站與儲(chǔ)能電站對(duì)電源出力的影響?？筛鶕?jù)儲(chǔ)能配置比例和需求響應(yīng)參與比例的不同，劃分成5種場(chǎng)景，詳情如表1所示。

表1 情景設(shè)置情況Table 1 Scenario settings

5.2 規(guī)劃方案分析

對(duì)算例進(jìn)行500 kV 電力平衡分析及220 kV 容載比分析，根據(jù)不同情景下500 kV及220 kV變電容量需求，校核原電網(wǎng)項(xiàng)目的必要性，優(yōu)化其建設(shè)時(shí)序進(jìn)行，形成如下5種不同情景下電網(wǎng)容量規(guī)劃。圖1-圖2分別表示原電網(wǎng)規(guī)劃及5種情景下容量項(xiàng)目數(shù)量及變電容量需求情況和各情景下電網(wǎng)規(guī)劃容量項(xiàng)目安排。

圖1 不同情景下電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目數(shù)量情況Fig.1 Number of network projects under different scenarios

圖2 不同情景下電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目容量情況Fig.2 Capacity of power grid planning projects under different scenarios

由圖1-圖2可知，考慮可調(diào)綜合資源后，5個(gè)情景下的電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)量及容量都有所改善，規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)數(shù)量最多的為情景5的7個(gè)，最少的為情景4的2個(gè)，與原規(guī)劃報(bào)告的14個(gè)相比，數(shù)量減少了一倍以上。且情景5 電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目容量由原規(guī)劃的4 184 MW 減少至1 064 MW，減少了3 120 MW；情景4 電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目容量減少至288 MW，減少了3 896 MW。除此以外，情景1 電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目容量比原規(guī)劃中減少了3 312 MW，情景2減少了3 264 MW，情景2減少了3 512 MW。

5.3 規(guī)劃方案經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

對(duì)5種不同情景下的電網(wǎng)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，設(shè)定運(yùn)營(yíng)期為30年、固定資產(chǎn)轉(zhuǎn)化率為95%、電網(wǎng)運(yùn)維率為2%、削減負(fù)荷補(bǔ)償價(jià)格為10 元/kW、折現(xiàn)率為8%，其中年可調(diào)資源利用成本主要考慮需求響應(yīng)成本。利用規(guī)劃期內(nèi)的總投資以及全壽命周期成本指標(biāo)對(duì)各情景的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比分析，結(jié)果如表2所示。

對(duì)比表2 中5 個(gè)設(shè)定情景與原規(guī)劃報(bào)告在規(guī)劃期的總成本，可以發(fā)現(xiàn)考慮綜合可調(diào)資源的5 個(gè)情景在規(guī)劃期的總成本更低，因此，將綜合可調(diào)資源納入輸電網(wǎng)規(guī)劃可以在一定程度上降低規(guī)劃期的電網(wǎng)投資費(fèi)用。另外，考慮可調(diào)綜合資源的各規(guī)劃情景在投資效率都有了較為明顯的提升。在單位投資增供負(fù)荷方面，其中投資效率提升最為明顯的都是情景4，其次是情景3和1，情景5最差。

表2 各情景規(guī)劃方案經(jīng)濟(jì)性對(duì)比Table 2 Economic comparison of various scenarios planning schemes

通過(guò)對(duì)不同情景下的規(guī)劃方案進(jìn)行敏感性分析可知，在本次輸電網(wǎng)規(guī)劃中，儲(chǔ)能容量每增加1 MW，建設(shè)投資平均降低39.08萬(wàn)元、全壽命周期總成本平均降低46.55萬(wàn)元；需求響應(yīng)容量每增加1 MW，建設(shè)投資平均降低87.21 萬(wàn)元、全壽命周期總成本平均降低91.12 萬(wàn)元?？傮w來(lái)看，需求響應(yīng)資源利用對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃投資的節(jié)約效果優(yōu)于儲(chǔ)能配置，且需求響應(yīng)資源利用幾乎不需要前期項(xiàng)目投入。

綜上，考慮綜合可調(diào)資源的規(guī)劃思路有利于提升電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，其中需求響應(yīng)參與比例最高的情景4 經(jīng)濟(jì)性最好，可為電網(wǎng)公司帶來(lái)更高的投資效率和更大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

本文提出了基于可調(diào)綜合資源的新型電網(wǎng)規(guī)劃模式，并以某市級(jí)電網(wǎng)為例，應(yīng)用新型電網(wǎng)規(guī)劃方法開展規(guī)劃，規(guī)劃結(jié)果表明，可再生能源、儲(chǔ)能、需求響應(yīng)等可調(diào)綜合資源在電網(wǎng)規(guī)劃中對(duì)傳統(tǒng)電力都具有一定的替代作用，其中需求響應(yīng)資源的可利用潛力及將其納入電網(wǎng)規(guī)劃后產(chǎn)生的影響都較大。因此，本文對(duì)輸電網(wǎng)規(guī)劃工作提出以下相關(guān)建議：1）重點(diǎn)考慮可調(diào)資源在電網(wǎng)規(guī)劃中的替代作用，將其作為一種發(fā)電側(cè)的替代資源來(lái)進(jìn)行綜合規(guī)劃；2）在未來(lái)輸電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中，可適當(dāng)加強(qiáng)需求響應(yīng)激勵(lì)，進(jìn)一步挖掘需求響應(yīng)潛力；3）基于大數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃問(wèn)題，可通過(guò)對(duì)采集的電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析處理，減少對(duì)物理模型的依賴。