新能源電力系統中需求側響應關鍵問題及未來研究展望

郭強

摘要：在我國，新能源電力有著廣泛的市場和可靠的發展潛力。由此根據新能源電力系統的特點，做好相應的需求側響應管理和控制，使得電力系統能夠穩定的發揮其重要作用，最終對于推動我國新能源電力行業的發展具有非常重要的意義。

關鍵詞：新能源電力;需求側響應;關鍵技術

一、新能源電力系統的特征

（一）供需雙側呈現隨機性

在傳統的電力系統當中，負荷變化所產生的不確定性，使得電力系統能夠根據負荷變化進行電力系統的規劃和調整。但在新能源電力系統當中，間歇性的發電形式占據的比例較高，由于需求側負荷的不確定性變化，就使得新能源電力系統中供需雙側都呈現出隨機性的特征。

（二）安全風險大

對于電力系統的運行來說，其內部由于受控的設備眾多，并且設備分布廣泛，對設備的控制精度要求也更高，再結合存在的更多的未知擾動，就使得電力系統成為一個復雜的控制系統。因此在當新能源電力接入到電力系統當中時，電力系統整體的總發電單位增多、系統內部可調容量和可調電力所占比例極大的下降，由此就使得隨機擾動問題進一步增強，最終使得電力系統的可控性極大的降低，并增加了系統運行的安全風險。

（三）增強電力系統的整體性

對于接入新能源發電的電力系統來說，隨著新能源發電的比例逐漸上升，在傳統電力系統運行模式當中的發電、輸電、配電、售電和用電等基本功能和過程之間的界限將被進一步削減。具體利用可控制的發電機組結合需求側響應技術，以此應對新能源發電所產生的隨機波動性。從而以此實現多能源的互補，最終使得電力系統成為一個整體。

（四）智能性的體現

在基于智能電網的大背景之下，新能源電力系統的基本環節：需求側響應、電動汽車與儲能以及新能源發電的并網消納等，都需要建立在必要的大數據技術、云計算以及智能控制和網絡信息管理等技術的基礎上，從而使得整個新能源電力系統都會表現出較強的智能性特征。

綜合以上存在的諸多特征，使得新能源電力系統僅僅單純依靠供應側的資源運行模式，很難滿足電力系統經濟、安全與可靠的運行需求，從而為了促進新能源電力系統的高效運作與穩定安全的使用，就需要結合必要的需求側響應這一市場運作手段，具體通過對用戶用電方式進行引導與帶動，達到用戶規范自己用電行為和控制用電需求的目的。所以，作為一種虛擬可控的資源類型，需求側響應可以與更多種發電類型相結合，至此有效的規避新能源發電過程中存在的能源波動和隨機性問題。

二、需求側響應的關鍵問題分析

（一）綜合資源規劃技術——兼容需求側響應

合理可行的規劃與策略實施是確保需求側響應效益得到實現的基礎以及前提。以此在新能源電力系統當中對供需雙側同時進行相應的規劃與資源統籌，結合有效的方法實施對資源的綜合管理，能夠有效的規避由于新能源發電接入電力系統中造成的不利影響，并能夠真正發揮需求側響應的最大作用。

從而國內外針對此問題做出了更多的研究并取得了不錯的成果。基于研究層面可以理解為：需求側的獨立規劃以及源荷聯合規劃等。具體相關研究中考慮在內的需求側響應資源包括電動汽車、以及暖通空調等。從而研究中借助建立的多種優化模型，對需求側響應需求中電網以及電源的建設、布局和容量等進行合理規劃，使其運行更經濟、可靠。

（二）需求側互動模式下發用電一體化調度技術

在基于智能電網的系統中，需求側響應負荷可以作為一種虛擬發電資源，以此結合各類常規的資源參與到調度活動當中。由此借助負荷響應的快速性和多樣性特點，能夠極大的豐富新能源電力系統運行過程中的調節控制手段，并能夠切實提升可再生能源在電力系統中的消納能力。針對需求側互動模式下發用電一體化調度問題，現階段有更多相關的研究。具體有資源調控模式和模型構建。

高級能源管理系統能夠滿足新能源電力系統的聯合調度需求，以此高級能源管理系統基于對各個測量點的電氣參數收集與設備的運行狀態信息收集，結合相關優化計算的協調控制，對系統中負荷、電源以及其他可控設備等進行控制。相比較傳統的電力控制系統來說，新能源電力系統中的需求側調控手段和方式可以分為基于合同、電價以及市場競價多種方式。具體的，采用電價模式進行的調控是根據引入的動態電價信號變化情況，以此引導用戶在用電行為方面做出調整，從而適應需求側的電力供應。但這種方式很大程度上取決于用戶的行為，從而缺乏強制性。以此利用電價模式能夠很好的進行調控，這種方式較為適用于對電價信號較為敏感的用戶群體。

（三）新能源電力系統中的需求側響應的效益評價

對于新能源電力系統中實施需求側響應控制技術，能夠使得電力系統發揮其最基本的優勢和作用，也從而能夠為系統的各個環節帶來可靠的經濟效益。具體對于新能源發電接入到電力系統中來說，有效的降低新發電并網造成的不利影響，為電網的擴容建設帶來更多可能，與此同時，能夠有效降低發電商的調峰成本和發電碳排放。對于用戶而言，則能夠通過需求側響應技術來改善自身的用電需求，以此節約用電支出。

三、未來研究展望探討

（一）進一步研究的方向

對于新能源電力系統中的需求側響應問題，根據現階段我國電力行業實際的發展現狀，建議做好以下幾個方面的基本工作：

其一，在規劃層面，新能源電力系統內部由于需求側響應能夠呈現出多種方式和應用模式，以此要實現源荷的平穩交互，一是要對電力系統的組網結構和控制方式等進行相對合理的規劃與調整，二是對于不同的應用場景來說，負荷資源適合與何種類型的新能源相結合，具體采取何種類型的新能源控制策略，在當前缺乏相應的指導原則。

其二，在運行技術方面，由于新能源發電在接入到電力系統當中之后，供需雙側都會存在不確定的變化，由此這些不確定的變化因素會直接影響到電力系統的穩定運行。現階段采取的主要措施基于相應的優化理論而實行，例如采取隨機優化和模糊優化控制等方式。但這些方式存在很多的局限性。比如受到用戶用電習慣的影響較大，從而無法更加準確的進行相應的控制。

（二）未來發展建議

對于新能源電力系統中充分發揮需求側響應關鍵技術的重要作用，需要做好基本技術支撐體系的構建和相應投資促進機制以及經濟補償機制的實施。

一方面，引入智能化的采集和測量技術，對電網實際用電信息進行有效的采集，從而制定相應的技術發展路線，最終實現對電網的有效控制，與此同時，對調度控制技術進行升級，以此提升系統的調度控制能力，并開發相應的軟件;另一方面，建立相應的投資促進機制，以此確保需求側響應資源的充裕性。

再者，必須關注新形勢下不同市場主體之間存在的利益博弈關系，研究適應于協同群決策要求的新型評價方法。在市場機制設計方面，需要充分重視電工理論與經濟學、金融學、社會心理學等多領域理論體系的交叉融合，探索有效的數學模型和計算工具，以期科學評價項目效益，提高用戶參與度和響應深度，使需求側響應靈活主動地配合新能源發電的運行。

四、總結

對于新能源電力系統中需求側相應的關鍵問題探討以及未來發展的展望建議，均是對于新能源電力系統未來發展的保障，從而使其能夠對社會的發展提供更可靠的電力保障，推動社會的可持續發展與進步。

參考文獻

[1]鄧明輝. 電力需求側響應的綜合能源系統調度方法及其供能綜合評價指標研究[D].長沙理工大學，2019.

[2]賈常艷.能源互聯網，另一種共贏共享經濟——訪華北電力大學新能源電力系統國家重點實驗室需求側研究室主任劉敦楠[J].電器工業，2019（06）：32-33.