王曉文,毛煜杰

(沈陽(yáng)工程學(xué)院 a.新能源學(xué)院；b.電力學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110136)

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可中斷負(fù)荷研究綜述

王曉文a,毛煜杰b

(沈陽(yáng)工程學(xué)院 a.新能源學(xué)院；b.電力學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110136)

可中斷負(fù)荷(IL)是電力需求側(cè)管理(DSM)中負(fù)荷管理的一項(xiàng)重要措施。介紹了IL的發(fā)展背景及意義、IL在國(guó)內(nèi)外的開(kāi)展實(shí)施情況、IL的主要內(nèi)容及應(yīng)用和IL建模領(lǐng)域研究的進(jìn)展，并結(jié)合分布式發(fā)電(DG)闡述了可中斷負(fù)荷新的研究方向。最后結(jié)合我國(guó)可中斷負(fù)荷的發(fā)展情況，提出了下一步的研究重點(diǎn)。

可中斷負(fù)荷(IL)；電力需求側(cè)管理(DSM)；分布式發(fā)電(DG)

20世紀(jì)70年代,能源需求日趨緊張,引發(fā)了世界性的能源危機(jī)，各國(guó)學(xué)者紛紛開(kāi)始研究如何科學(xué)合理地利用能源。美國(guó)在1973年率先提出了新的能源研究方向:能源需求側(cè)管理，將供應(yīng)方和需求方兩種資源作為一個(gè)整體進(jìn)行綜合資源規(guī)劃(IRP)。電能在越來(lái)越被人們需要的同時(shí)，其生產(chǎn)消耗了大量的一次能源，對(duì)環(huán)境和溫室效應(yīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。面對(duì)如何科學(xué)合理地使用電能，克拉克.W.蓋林斯(Clark W.Gellings)于1981年提出電力需求側(cè)管理(Demand Side Management，DSM)的理念[1-2]。DSM是將用戶電力需求作為一種電力資源，通過(guò)改變用戶的用電方式，從電力需求側(cè)對(duì)電力資源進(jìn)行優(yōu)化配置，從而達(dá)到節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境的目的[3]。DSM的主要內(nèi)容有：負(fù)荷管理；戰(zhàn)略節(jié)能；新用電服務(wù)項(xiàng)目；能源替代、余能回收及新能源發(fā)電。

在國(guó)際上，可中斷負(fù)荷(Interruptible Load，IL)是DSM中負(fù)荷管理的重要手段，可以實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)(Demand Response，DR)。從負(fù)荷的角度看，IL就是指那些以合約等方式允許有條件停電并得到適當(dāng)補(bǔ)償?shù)呢?fù)荷。從綜合資源規(guī)劃的角度來(lái)看，IL被視為一種重要的需求側(cè)資源，通過(guò)需求側(cè)響應(yīng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供需兩側(cè)的雙向互動(dòng)，緩解電力短缺、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

實(shí)施IL的意義主要有：①可以有效節(jié)約電力資源并實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源的優(yōu)化配置；②可以引導(dǎo)用戶科學(xué)、合理用電，提升用戶的用電水平；③可以有效緩解用電高峰期系統(tǒng)的壓力，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全；④可以解決缺電問(wèn)題，降低電力不足造成的經(jīng)濟(jì)損失，體現(xiàn)電力市場(chǎng)環(huán)境下電力體制的進(jìn)步。

1 IL的實(shí)施情況

美國(guó)是實(shí)施IL最為成功的國(guó)家[4-5]。2003年，IL進(jìn)入紐約電力市場(chǎng)的日前現(xiàn)貨市場(chǎng)和運(yùn)行備用市場(chǎng)，主要執(zhí)行的中斷計(jì)劃有緊急負(fù)荷響應(yīng)(EDRP)、特殊資源(SCR)和日前負(fù)荷響應(yīng)(DADRP)計(jì)劃[6]。美國(guó)最大的電力獨(dú)立運(yùn)營(yíng)商PJM(Pennsylvania-New Jersey-Maryland)于2000年開(kāi)展試點(diǎn)項(xiàng)目，吸引用戶參與其制定的可中斷計(jì)劃。2001年又針對(duì)大工業(yè)用戶提出了2個(gè)試點(diǎn)計(jì)劃[7]：緊急負(fù)荷響應(yīng)和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷響應(yīng)。

加拿大、英格蘭、愛(ài)爾蘭[8-11]等國(guó)從20世紀(jì)80年代就開(kāi)始實(shí)施一些可中斷計(jì)劃措施,加拿大Alberta電力庫(kù)(Power Pool)的"自愿減負(fù)荷計(jì)劃"、英國(guó)英格蘭-威爾士的需求側(cè)競(jìng)價(jià)(Demand Side Bidding，DSB)、愛(ài)爾蘭的以頻率為標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷中斷等都收到了很好的成效。韓國(guó)的IL主要有2類，分別是夏季負(fù)荷削減方案和緊急負(fù)荷削減方案，用戶依據(jù)不同的方案得到不同程度的補(bǔ)償[12]。

我國(guó)臺(tái)灣省早在1987年就開(kāi)始實(shí)施IL措施，目前有多種中斷方式供用戶選擇[13]。江蘇省在2002年開(kāi)展《可中斷負(fù)荷方案》試點(diǎn)工作，將IL應(yīng)用于高能耗鋼鐵企業(yè)。河北省在2004年施行《可中斷負(fù)荷補(bǔ)償辦法》，用電容量在2萬(wàn)kW及以上的企業(yè)按要求實(shí)施IL可以獲得適當(dāng)補(bǔ)償。2004年，上海試行避峰補(bǔ)償電價(jià)政策，鼓勵(lì)實(shí)施負(fù)荷監(jiān)控的用戶參與簽訂可中斷負(fù)荷的協(xié)議。

總體來(lái)看，IL的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置，在鼓勵(lì)用戶側(cè)參與調(diào)度的同時(shí)，緩解了用電壓力，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2 IL的主要研究?jī)?nèi)容

2.1 實(shí)施IL成本效益的價(jià)值分析

實(shí)施IL成本效益的價(jià)值分析是IL研究的基礎(chǔ)。成本效益分析是通過(guò)比較項(xiàng)目的全部成本和效益來(lái)評(píng)估其價(jià)值的一種方法，目標(biāo)是尋求在投資決策上如何以最小的成本獲得最大的收益。

用戶提供IL付出的成本類似于缺電成本。缺電成本是指由于電力供應(yīng)中斷或不足，引起斷電或限電時(shí)，用戶受到的經(jīng)濟(jì)損失。實(shí)施IL的對(duì)象主要是大工業(yè)用戶，其提供可中斷負(fù)荷的成本較復(fù)雜。用戶提供IL總成本有兩部分：產(chǎn)量降低所造成的利潤(rùn)損失和生產(chǎn)調(diào)整成本。電力公司實(shí)施IL付出的成本包括對(duì)實(shí)施IL用戶的補(bǔ)償和相應(yīng)的售電收入損失。在電力市場(chǎng)中，實(shí)施IL可大大增加需求側(cè)彈性，帶來(lái)短期和長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)效益，提升整個(gè)電力市場(chǎng)的穩(wěn)定水平和運(yùn)行效率[14]。文獻(xiàn)[15]采用無(wú)中斷負(fù)荷時(shí)切除的負(fù)荷容量與缺電成本的乘積對(duì)IL的可靠性效益做了定量分析，并以實(shí)例對(duì)其所提出的理論進(jìn)行驗(yàn)證，為深入研究該問(wèn)題作了有益的嘗試。

2.2 IL合同

實(shí)施IL需要簽訂合同,合同主要內(nèi)容有：合同有效期、停電發(fā)生時(shí)間、提前通知時(shí)間、中斷持續(xù)時(shí)間、最小中斷容量、補(bǔ)償費(fèi)用、違約懲罰等。

表1總結(jié)了美國(guó)加州、紐約、加拿大、臺(tái)灣電力市場(chǎng)中IL合同的具體內(nèi)容。從表1中可以看出，IL的實(shí)施對(duì)象主要是一些大用戶，合同主要內(nèi)容在不同國(guó)家的電力市場(chǎng)中基本一致，但具體實(shí)施細(xì)節(jié)稍有不同。

表1 現(xiàn)行電力市場(chǎng)中的可中斷負(fù)荷合同

2.3 IL的應(yīng)用

可中斷負(fù)荷作為一種需求側(cè)管理中負(fù)荷管理的一項(xiàng)重要措施，用來(lái)緩解負(fù)荷高峰時(shí)段供電緊張的狀況，主要應(yīng)用在削峰填谷、系統(tǒng)備用服務(wù)和緩解系統(tǒng)阻塞等方面。

1)削峰填谷

在一年四季中，人們?cè)谙募竞投緯r(shí)的生活用電要大于其他季節(jié)，系統(tǒng)的負(fù)荷曲線會(huì)出現(xiàn)峰谷交替。同時(shí)在一天之中也會(huì)出現(xiàn)峰谷交替的現(xiàn)象。但發(fā)電廠為此配備的備用容量通常得不到有效利用。實(shí)施IL，彈性負(fù)荷在系統(tǒng)峰荷時(shí)段中斷負(fù)荷并獲得補(bǔ)償，低谷時(shí)段消耗電能受惠于低電價(jià)，在節(jié)省用戶用電成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置。

2)備用服務(wù)

在電力市場(chǎng)環(huán)境下，IL作為系統(tǒng)備用容量從安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等方面對(duì)電力系統(tǒng)起到了重要作用[16-17]。文獻(xiàn)[18]提出調(diào)度中心在系統(tǒng)峰荷時(shí)段選擇IL作為系統(tǒng)的備用容量可確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。文獻(xiàn)[19]構(gòu)建了IL參與高峰時(shí)段市場(chǎng)備用的選擇評(píng)估模型和電網(wǎng)企業(yè)效益測(cè)算模型，提高了系統(tǒng)在高峰時(shí)段運(yùn)行的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性。文獻(xiàn)[20]在電力市場(chǎng)中將IL作為一種備用容量，與發(fā)電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)備用聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行，在考慮系統(tǒng)的可靠性與IL成本之間關(guān)系情況下，使運(yùn)行備用費(fèi)用最小。

3)阻塞管理

電力市場(chǎng)的逐步開(kāi)放導(dǎo)致電能跨區(qū)交易日益增多，系統(tǒng)輸電阻塞的問(wèn)題日漸突出。文獻(xiàn)[21]提出一種計(jì)及電壓水平的IL阻塞管理多目標(biāo)模型。以電壓水平、社會(huì)效益、可中斷負(fù)荷量和中斷負(fù)荷用戶數(shù)4個(gè)因素為阻塞管理目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)[22]在實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)的阻塞管理問(wèn)題中，把IL作為系統(tǒng)處理實(shí)時(shí)緊急情況的手段，并考慮調(diào)整報(bào)價(jià)，建立可中斷負(fù)荷的阻塞管理模型，達(dá)到調(diào)整費(fèi)用最小，使實(shí)時(shí)阻塞管理更加靈活。

3 IL建模的研究

3.1 基于動(dòng)態(tài)潮流優(yōu)化的IL優(yōu)化模型

這類模型是在潮流優(yōu)化問(wèn)題中考慮IL的介入，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度。電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化Optimal Power Flow(OPF)是典型的非線性優(yōu)化問(wèn)題，實(shí)施IL加大了傳統(tǒng)非線性優(yōu)化問(wèn)題的維數(shù)和求解難度。文獻(xiàn)[22]為解決實(shí)時(shí)電價(jià)和IL的選擇，較早地運(yùn)用了動(dòng)態(tài)潮流優(yōu)化方法。文獻(xiàn)[23]在最優(yōu)潮流的框架下提出了一種基于影子電價(jià)的IL優(yōu)化調(diào)度模型。

此類模型的本質(zhì)還是潮流優(yōu)化問(wèn)題，鑒于動(dòng)態(tài)潮流優(yōu)化的研究起步早，發(fā)展也相對(duì)成熟，因此有關(guān)IL優(yōu)化的模型可以潮流優(yōu)化作為實(shí)現(xiàn)可中斷負(fù)荷管理的一種工具，通過(guò)加入有關(guān)IL特性的等式約束和不等式約束來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.2 基于可避免成本理論的IL優(yōu)化模型

這類模型一般認(rèn)為實(shí)施IL的收益主要來(lái)自于可避免運(yùn)行成本(AOC)和可避免投資成本(ACCC)，最優(yōu)可中斷補(bǔ)償價(jià)格或優(yōu)惠電價(jià)就以此為基礎(chǔ)確定。文獻(xiàn)[24]率先提出了此類模型，但該方法需要以大量的用戶調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。

由于IL的成本效益價(jià)值分析是IL研究的基礎(chǔ)，因此在IL建模時(shí)考慮可避免成本理論是非常有必要的。但是，由于可避免運(yùn)行成本和可避免投資成本需要考慮短期、長(zhǎng)期、用戶等多方面的因素，同時(shí)還需要對(duì)大量用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，因此實(shí)施起來(lái)較為復(fù)雜。如何在考慮可避免成本的同時(shí)降低其復(fù)雜性是今后的研究重點(diǎn)。

3.3 基于激勵(lì)相容機(jī)制的IL優(yōu)化模型

激勵(lì)相容機(jī)制是由哈維茨(Hurwiez)提出的。其創(chuàng)立的機(jī)制設(shè)計(jì)理論認(rèn)為，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中每個(gè)理性經(jīng)濟(jì)人都會(huì)遵從自利的規(guī)則，如果存在一種機(jī)制，使每個(gè)人實(shí)現(xiàn)自利的同時(shí)實(shí)現(xiàn)集體價(jià)值最大化，這一制度安排就是激勵(lì)相容。

貫徹激勵(lì)相容機(jī)制，能夠有效地解決用戶利益與電力公司利益之間的矛盾沖突，使用戶的行為方式、結(jié)果符合電力公司價(jià)值最大化的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)用戶價(jià)值與電力公司價(jià)值兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)的一致化。但同時(shí)這種方法需要對(duì)大量的用戶進(jìn)行調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)施起來(lái)較為困難。

3.4 基于需求側(cè)直接報(bào)價(jià)的可中斷負(fù)荷管理模型

需求側(cè)直接報(bào)價(jià)其實(shí)質(zhì)類似于DSB(Demand Side Bidding)。DSB是DR的一項(xiàng)重要措施，在電力市場(chǎng)環(huán)境下，用戶也可通過(guò)IL主動(dòng)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，并獲得相應(yīng)的補(bǔ)償。文獻(xiàn)[25]提出了一種經(jīng)典的基于用戶需求側(cè)報(bào)價(jià)方式的IL優(yōu)化調(diào)度模型。

需求側(cè)直接報(bào)價(jià)在提高了系統(tǒng)可靠性和備用資源靈活性的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益的最大化。但該模型的使用也存在調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題，同基于可避免成本的模型和基于激勵(lì)相容的模型一樣，實(shí)施起來(lái)較為復(fù)雜和困難。

通過(guò)上述研究可以看出：對(duì)可中斷負(fù)荷的建模研究還需要緊密結(jié)合電力市場(chǎng)的規(guī)律，進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性；相關(guān)模型的討論和研究還需要進(jìn)一步應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，用實(shí)際的算例來(lái)驗(yàn)證和論證；通過(guò)對(duì)IL相關(guān)模型的分析，考慮對(duì)用戶數(shù)據(jù)的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)并建立負(fù)荷的完整信息庫(kù)是十分必要的。

4 結(jié)合分布式電源的IL研究

分布式電源(Distributed Generation，DG)是指分散在電網(wǎng)中的各種非常規(guī)能源，主要包括風(fēng)力、光伏、微型燃?xì)廨啓C(jī)等發(fā)電形式，其發(fā)電容量小的一般是千瓦級(jí)，大的可達(dá)到兆瓦級(jí)[26-27]。美國(guó)能源部的《智能電網(wǎng)系統(tǒng)報(bào)告》顯示，分布式電源作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要部分，其發(fā)電投資比重將占整個(gè)智能電網(wǎng)投資的20%左右[28]。有關(guān)分布式能源參與的研究主要有兩個(gè)方面：分布式能源不存在，首先必須要研究分布式能源的定容與選址；分布式能源已存在，則研究分布式能源與電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃的問(wèn)題。

4.1 分布式能源的定容與選址

分布式能源的定容與選址是一個(gè)大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，其復(fù)雜性在于優(yōu)化過(guò)程中子目標(biāo)之間存在相互制約、相互矛盾。文獻(xiàn)[28]假設(shè)負(fù)荷在饋線上的分布存在規(guī)律，討論了分布式電源在單條饋線上的最佳安裝位置，但實(shí)際上負(fù)荷在饋線上的分布一般不存在規(guī)律。文獻(xiàn)[29]以尋找分布式電源最優(yōu)位置為目標(biāo)，在系統(tǒng)平均功率損耗最小的前提下研究了分布式電源的安裝位置，但對(duì)分布式電源的容量缺乏考慮。文獻(xiàn)[30]對(duì)比分析了不同分布式電源的并網(wǎng)價(jià)值，從經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性方面進(jìn)行了研究，但沒(méi)有分析其固定成本與運(yùn)行成本。

文獻(xiàn)[31-32]綜合上述研究，根據(jù)新增負(fù)荷的總量確定待建的分布式電源總量，以年投資運(yùn)行費(fèi)用最小為目標(biāo)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行的各項(xiàng)約束條件建立最優(yōu)規(guī)劃模型，考慮較為全面，對(duì)研究分布式能源的定容與選址有指導(dǎo)性意義。

4.2 風(fēng)電和IL在配電網(wǎng)中的協(xié)調(diào)規(guī)劃

由于應(yīng)用在風(fēng)電中的雙饋感應(yīng)電機(jī)調(diào)峰調(diào)頻速度較慢[33]，出現(xiàn)反調(diào)峰的概率比較大，將IL作為調(diào)峰的備用手段加入風(fēng)電調(diào)峰中是目前市場(chǎng)化的新方向[34]，其優(yōu)點(diǎn)有：減少了發(fā)電側(cè)投資的成本；在引導(dǎo)用戶科學(xué)合理用電的同時(shí)獲得理想的調(diào)峰效果。因此，研究將IL作為調(diào)峰的備用手段參與風(fēng)電調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度就顯得極為重要。

目前，確定性備用是風(fēng)電規(guī)劃調(diào)度中的主要方法，但這種方法不夠經(jīng)濟(jì)科學(xué)，對(duì)風(fēng)電功率的物理實(shí)質(zhì)反映不清晰。因此，文獻(xiàn)[35]針對(duì)此問(wèn)題建立了機(jī)組、線路停運(yùn)率的場(chǎng)景概率模型，結(jié)合風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差及旋轉(zhuǎn)備用和IL的競(jìng)價(jià)進(jìn)行仿真，結(jié)論認(rèn)為隨機(jī)備用模型優(yōu)于確定性模型。文獻(xiàn)[36]則主要針對(duì)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平，基于風(fēng)險(xiǎn)約束理論，提出了計(jì)及大規(guī)模風(fēng)電和IL的電力系統(tǒng)供需側(cè)聯(lián)合隨機(jī)調(diào)度模型。該模型既反映了IL的調(diào)峰潛力，又體現(xiàn)出系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)水平。

經(jīng)濟(jì)性服務(wù)于可靠性即使在市場(chǎng)環(huán)境下也是必須遵守的原則。因此，在風(fēng)電隨機(jī)模擬中加入IL進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要在考慮可靠性效益問(wèn)題基礎(chǔ)上建立綜合的評(píng)估指標(biāo)體系。文獻(xiàn)[37]就在考慮將IL對(duì)系統(tǒng)消納風(fēng)電正負(fù)波動(dòng)的效用的前提下，建立了風(fēng)電系統(tǒng)中考慮IL的日前調(diào)度計(jì)劃和運(yùn)行模擬模型。

由于風(fēng)力發(fā)電的日趨成熟，目前對(duì)結(jié)合分布式電源和IL的研究主要集中在風(fēng)力發(fā)電上?？紤]到近幾年我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的迅猛發(fā)展，可同時(shí)考慮風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電對(duì)可中斷負(fù)荷進(jìn)行較為深入的研究。

4.3移動(dòng)式可中斷負(fù)荷

移動(dòng)式可中斷負(fù)荷是指利用分布式儲(chǔ)能技術(shù)，接受可再生能源電力的可控負(fù)荷。它屬于一類新興的負(fù)荷概念，入網(wǎng)的電動(dòng)汽車(vehicle-to-grid，V2G)可看作一種典型的移動(dòng)式可中斷負(fù)荷。

文獻(xiàn)[38]對(duì)電動(dòng)汽車普及后，電力公司借助V2G技術(shù)調(diào)用電動(dòng)汽車電能參與系統(tǒng)備用服務(wù)的交易模式進(jìn)行了研究。從可靠性和經(jīng)濟(jì)性角度，提出了一種計(jì)及V2G備用服務(wù)的備用交易新模式，為未來(lái)含V2G的備用服務(wù)交易模式提供了一種新思路。由于目前電動(dòng)汽車在我國(guó)的發(fā)展尚處于起步階段，所以對(duì)這種移動(dòng)式的可中斷負(fù)荷的研究?jī)H僅停留在理論上。

4.4 分布式能源的優(yōu)化規(guī)劃

分布式能源規(guī)劃建模中常用的目標(biāo)函數(shù)主要有：1)從投資的角度，以配電網(wǎng)和分布式電源投資運(yùn)行成本最小為優(yōu)化目標(biāo)；2)從網(wǎng)損的角度，以配電網(wǎng)網(wǎng)損最小為優(yōu)化目標(biāo)；3)從可再生能源利用的角度，以接入的分布式能源容量最大為優(yōu)化目標(biāo)。

文獻(xiàn)[39-41]在不改變已有電網(wǎng)的基礎(chǔ)上考慮分布式電源的接入，提出了以配電網(wǎng)網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)的分布式電源規(guī)劃模型，并分別采用不同的優(yōu)化算法進(jìn)行求解。文獻(xiàn)[42]綜合考慮分布式電源的投資總費(fèi)用、網(wǎng)絡(luò)損耗及分布式電源有功功率最大等因素，在分布式電源單個(gè)容量、個(gè)數(shù)、位置不確定的情況下，將多目標(biāo)歸一化，采用加權(quán)方法得到最終優(yōu)化結(jié)果。

廣義概念上講，分布式能源相當(dāng)于從用戶側(cè)接入系統(tǒng)的電源，IL作為另一種用戶側(cè)電源形式與其聯(lián)合應(yīng)用，能夠更有效地實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。配電網(wǎng)中同時(shí)含有分布式電源和IL，通常將IL視為多目標(biāo)優(yōu)化中的一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行整體優(yōu)化。文獻(xiàn)[43]建立了配電網(wǎng)模式下能量最優(yōu)模型，從分布式電源和IL電源選擇性獲取能量，尋找最優(yōu)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)電價(jià)高于設(shè)定閾值時(shí)啟動(dòng)IL，IL和發(fā)電公司共同參與日常市場(chǎng)競(jìng)價(jià)，確定節(jié)點(diǎn)電價(jià)信息，配電公司則根據(jù)利潤(rùn)最大化安排分布式能源以獲得能量最優(yōu)。文獻(xiàn)[44]針對(duì)電力用戶停電意愿不盡相同，將IL視為離散的隨機(jī)變量，建立了分布式發(fā)電與不完全信息可中斷負(fù)荷的選擇性配電網(wǎng)能量獲取模型，同時(shí)又綜合考慮發(fā)電公司的競(jìng)價(jià)行為，提出相應(yīng)的電力市場(chǎng)模型。兩者在綜合考慮發(fā)電側(cè)競(jìng)價(jià)和電力市場(chǎng)的前提下對(duì)各自模型進(jìn)行了驗(yàn)證。

5 結(jié) 語(yǔ)

可中斷負(fù)荷(IL)是電力需求側(cè)管理(DSM)的重要組成部分。IL實(shí)施可實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)，緩解電力短缺，節(jié)約綜合資源，保障電網(wǎng)安全。簡(jiǎn)要介紹了IL的產(chǎn)生背景及意義、IL在國(guó)內(nèi)外的實(shí)施情況，從IL的成本效益的價(jià)值分析、IL合同、IL的應(yīng)用3個(gè)方面分析了IL的主要研究?jī)?nèi)容。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究與實(shí)踐的基礎(chǔ)上從IL建模的研究和IL結(jié)合分布式電源2個(gè)方面，分析了有關(guān)IL的研究現(xiàn)狀。綜上可得以下結(jié)論：

1)將需求側(cè)管理的理念引入配電網(wǎng)規(guī)劃，把不同互動(dòng)意愿的可中斷負(fù)荷作為調(diào)峰的備用手段，以減少發(fā)電側(cè)投資成本，引導(dǎo)用戶科學(xué)合理用電，這是當(dāng)今綜合資源規(guī)劃在電力系統(tǒng)應(yīng)用即負(fù)荷管理的一項(xiàng)重要研究課題。

2)可中斷負(fù)荷在研究?jī)?nèi)容和應(yīng)用上形成了一定的方向。國(guó)外許多國(guó)家開(kāi)展了可中斷負(fù)荷項(xiàng)目研究和實(shí)踐，取得了一定理論成果和應(yīng)用效益。我國(guó)科研人員已經(jīng)啟動(dòng)該類項(xiàng)目研究，部分省市電力部門(mén)已在嘗試推行與可中斷負(fù)荷相關(guān)的運(yùn)行管理方案。

3)以提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性為目的可中斷負(fù)荷配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃模型尚不成熟。所建立的考慮電源建設(shè)和運(yùn)行成本、網(wǎng)絡(luò)損耗成本、中斷負(fù)荷補(bǔ)償成本、供電可靠性等因素的多目標(biāo)優(yōu)化模型各有局限性。對(duì)可中斷負(fù)荷模型的討論和研究多停留在理論上和機(jī)制上，還需要進(jìn)一步用實(shí)際的算例來(lái)驗(yàn)證。

4)建立IL相關(guān)模型直接依賴于對(duì)負(fù)荷信息的分析，通過(guò)用戶的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)建立完整的負(fù)荷數(shù)據(jù)信息庫(kù)是十分必要的。

5)在大力發(fā)展新能源的背景下，分布式電源接入配電網(wǎng)是新能源方向主流的研究?jī)?nèi)容。在充分考慮電力市場(chǎng)重要性的前提下，將可中斷負(fù)荷與分布式電源等需求側(cè)資源聯(lián)合進(jìn)行配電網(wǎng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)與供應(yīng)側(cè)的綜合資源優(yōu)化，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，但有關(guān)研究尚不成熟。

6)可中斷負(fù)荷研究與電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，有必要借助經(jīng)濟(jì)、風(fēng)險(xiǎn)、金融等理論拓展IL的研究方法，以期獲得更有效的可中斷負(fù)荷管理方案。

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(責(zé)任編輯 佟金鍇 校對(duì) 張 凱)

Research Summary on Interruptible Load

WANG Xiao-wena,MAO Yu-jieb

(a.School of Renewable Energy; b.School of Electric Power,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,Liaoning Province)

Interruptible Load (IL) is an important measure of load management in Demand Side Management (DSM).This paper comprehensively describes the background and significance of IL,the implementation of IL in the domestic and overseas,the current research progress in main content and application of IL and modeling research of IL.Combining with distributed generation,this paper also expounds the new research direction of interruptible load.Finally it proposes the next research focus combining with the development of interruptible load situation in China.

Interruptible Load(IL);Demand Side Management(DSM);Distributed generation(DG)

2015-04-12

王曉文(1966-)，女，遼寧錦州人，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制方面的研究。

10.13888/j.cnki.jsie(ns).2015.03.001

TM744

A

1673-1603(2015)03-0193-06