需求响应对配电网供电可靠性的影响.pdf

http :// 需求响应对配电网供电可靠性的影响赵洪山,王莹莹,陈松(华北电力大学电气与电子工程学院,河北省保定市071003 ) 摘要:鉴于峰谷分时电价能够引导用户用电行为,促使用户积极参与到电力系统的削峰填谷行为中,而负荷与可靠性之间存在着复杂的非线性关系,文中重点研究了需求侧响应对配电网供电可靠性的影响。首先,建立分时电价优化模型:进行时段划分、确定电力价格弹性矩阵和制定各时段电价,再以峰负荷最小及峰谷负荷差最小确定多目标优化函数,考虑电网和电力市场基本约束条件建立分时电价优化模型;然后,在基于二分法的聚类负荷分析法中引入依据电力报价的负荷修正环节;最后,将不同负荷水平下的可靠性指标按持续时间进行加权平均,得到精确的可靠性指标。利用上述模型和方法,对改进的RBTSBUS6 测试系统进行分时电价建模和可靠性评估。结果表明, 需求响应策略改善了配电网的供电可靠性。关键词:需求响应;分时电价;聚类负荷;二分法;可靠性评估收稿日期:2015-02-05 ;修回日期:2015-04-05 。国家自然科学基金资助项目(51277074 )。 0 引言安全、经济、可靠是用户对电力系统供电的基本要求。随着全球经济和技术的快速发展,电力系统的运行和需求正在发生巨大的变化。尤其是电力负荷峰谷差的增大,使得系统的装机容量难以满足峰值负荷的需求,导致电网要在用电高峰时期拉闸限电或增加新机组的投建;而在电力低谷时期,要减少出力或停掉一些机组。机组的频繁启停不仅增加能耗,而且会影响机组寿命,降低电力设备的平均利用时间。电力系统中引入需求响应能够引导用户针对市场价格信号或激励机制作出响应并改变正常电力消费模式[1-6 ]。其中,用户侧峰谷分时电价作为需求响应项目的核心措施已在国内外逐渐普及和推广并呈现多样性[7-10 ]。峰谷分时电价机制直接起到与市场接轨的作用,合理科学地设计峰谷分时电价,充分发挥经济杠杆作用,使用户从经济角度上更合理地调整用电时间及用电需求量,提高用户用电效率,改变电力系统负荷特性曲线。分时电价作为一种典型的电网与用户互动策略,通过电价机制引导用户参与到电力系统的削峰填谷行为中,改善负荷曲线,降低网络投入,使供需双方获益。虽然国内外已有大量学者对分时电价进行研究[11-14 ],但多数集中在分时电价优化或分时电价的经济效益,对配电系统供电可靠性影响的研究较少。文献[15 ]提出了一种考虑分时电价的智能配电网供电可靠性的评估算法,但仅针对单一负荷水平进行分析,使计算精度大大降低。为提高电力系统可靠性评估的准确性,需要考虑负荷变化对需求响应的影响。运行中的电力系统,其可靠性水平随着负荷水平呈现非常复杂的非线性变化。在系统负荷从较低水平逐渐上升到某一较高水平过程中,在一定的负荷范围内系统可靠性水平变化不是很大,但当负荷超过临界值后系统可靠性水平将会发生急剧变化。在计及负荷变化的可靠性评估计算中,常采用的是聚类负荷分析法,对年负荷曲线进行逐级划分,将负荷水平接近的负荷归为一级负荷,然后基于分级负荷进行可靠性评估,最终将各负荷水平下的可靠性指标按持续时间进行加权平均,得到与实际情况相符的可靠性指标[16 ]。当系统中引入需求响应机制后,电力负荷会依据电力价格弹性系数实时改变,因此,在可靠性评估过程中需要引入负荷修正环节,计算出计及需求响应的配电网供电可靠性指标。