竺 炜，茹 梁，陈俊谕，袁 蓉，杜文佳

（1.长沙理工大学 电力系统安全运行与控制湖南省重点实验室，湖南 长沙 410004；2.云南省电力公司 大理供电局，云南 大理 671000）

通过有序用电促进节能环保，已成为社会共识。对可中断负荷进行管理能有效降低电网高峰时段的用电负荷，缓解用电高峰期的供电紧张状况，是实施有序用电的一项重要举措［1－2］，文献［3］就此分析了基于智能优化算法的多时段可中断负荷调度。

近年来从需求侧管理体系、实施方案、有序用电指标体系等各个角度对有序用电调度开展了研究。文献［4］分析了负荷管理的效益分析体系；文献［5］基于有序用电相应的实施原则制定了针对不同用电类型的实施方案，设立了电力平衡分级预警机制并设计了相应的操作实施流程；文献［6－8］分别构建了完整可行的供电服务质量评价指标体系，对供电服务质量进行了定性和定量的评价。

政府相关部门、供电企业和用户等都是有序用电工作的参与者并担当不同的职责［9］。在有序用电方案制定中，文献［10－11］对用电客户进行了能效评估和信用评价；文献［12］依次从社会、供电公司和用户3个角度考虑有序用电的影响因素之后，提出了有序用电的综合评价模型；文献［13－14］采用多目标优化方法进行了指标体系的效益评估；文献［15］对影响指标体系的不确定性因素进行定量化分析。

但是，目前有序用电比较突出的问题是实施困难，即有序用电调度指令不能有效地执行。为此，笔者分析实施困难的主要原因，提出有序用电执行度的考核指标、增强执行度的调度措施及策略。

1 当前有序用电实施的主要问题分析

目前，在地区电网的有序用电实施过程中，供电公司与用户成为博弈双方，政府相关部门成为规则的制定者和监督者，但因用户压力可能干涉原有的用电次序。三方的关系如图1所示。

图1 政府部门、供电方和用户之间的关系Figure 1 Relationship among government departments，supply side and users

当前，中国地区电网有序用电存在特殊性：①分时电价差异不大，经济杠杆作用不明显；②在供电紧张时期，供电公司在力保不超用电计划时，自身经济效益与用户负荷分配关系不大；③供电公司在“限电不拉闸”的要求下，缺乏对用户强制性的制裁手段；④对用户执行有序用电的经济奖励、惩罚措施缺乏必要的条件。这4个因素导致供电公司在与用户的博弈中缺乏动力和制约能力。因此，地区电网公司在实施有序用电过程中的主要问题是成为用户的直接博弈者和博弈能力被限制。

2 有序用电执行度指标及调度策略

2.1 有序用电调度的主要难题及原因分析

虽然可按照节能环保指标对负荷进行排序，但地区电网的负荷特性却不一定满足用电计划。一般有序用电调度的主要措施有错峰用电、避峰用电、限电、紧急拉闸等，但不宜对大用户负荷进行强制性“拉闸限电”。

工业大用户负荷往往季节性强、年度错峰能力弱，参与负荷调节将影响其经济效益。而目前因电价没有灵活机制，分时电价差异较小以及限电补偿缺乏可操作性，故用电矛盾依然存在，且调度指令的执行难以到位。

为补偿企业错峰造成的损失，增强用户企业参与短期错峰的主观意愿，从整体上提升整个电网的负荷率，还需增加企业有序用电执行度的考核指标，以增强可操作性。

2.2 有序用电执行度的考核指标

执行度考核指标包括：错峰贡献考核指标、用电计划执行考核指标和负荷率综合考核指标。

1）错峰贡献考核指标。

对承担短时错峰的用户应给予指标补偿，错峰贡献考核指标为

式中 Ksp为错峰贡献指标权重系数；ΔPhsp/Php为某时段错峰负荷与用户该时段平均负荷之比。该指标表示用户在某时段内的相对错峰贡献。值越大，相对错峰贡献越大，可作为对承担短时错峰用户补偿的依据。

2）用电计划执行考核指标。

该指标主要考核企业用户执行调度计划的准确性。用户用电计划执行考核指标为

式中 Kim，Kiw，Kid分别为月、周、日用电计划执行指标权重系小时平均负荷偏差与计划负荷之比。该指标为小时平均负荷偏差与计划负荷比的积分加权和，考核的是用户实际用电与计划用电的日、周、月曲线的综合偏差。Yi取负，表示该指标值越大，则偏离用电计划越大。

3）负荷率综合考核指标。

应考核企业负荷率，促使大用户提升负荷率，为地区电网的负荷率提升做出贡献。用户的负荷率综合指标为

式中 Kfm，Kfw，Kfd分别为月、周、日的负荷率权重系数；Pam，Paw，Pad分别为月、周、日的平均负荷；Pmaxam，Pmaxaw，Pmaxad分别为月、周、日的最大负荷。该指标由用户的月、周、日负荷率加权叠加而成，值越大，则表明负荷的月、周、日综合负荷率越大。该指标考核的是各用户对提高地区电网总负荷的月、周、日综合负荷率的贡献。

2.3 增强有序用电执行度的调度措施

1）错峰贡献补偿机制。

根据前一段时间（一天、一周或若干天）用户的错峰贡献，即式（1）所示的错峰指标变化，可在后一段时间调整该负荷的计划负荷类别配额，以补偿该负荷的错峰贡献。

假设2个大致相当的用户计划负荷构成为

若上一个时间段中，负荷1的错峰指标高于负荷2，则调整下一个时间段2个负荷的类别配额，如调整为

也可根据错峰贡献，制定精确的配额调整规则，即①绝对配额调整法：每个负荷根据前一段时间的实际错峰电量贡献，在后一段时间补上相应的基荷配额；②相对配额调整法：设某负荷的基荷配比为Xkj，则

式中 n为所有可错峰负荷的数量；Yspj为j负荷的错峰指标值。

错峰贡献补偿的机制鼓励用户在遇到电网负荷峰值突出时“出手相助”，鼓励用户在安排生产计划时，将自身用电与负荷控制相协调。

2）基荷配额奖励机制。

为鼓励用户按计划用电，在制定后一时间段用电计划时，预先留出一定的基荷功率。通过考察前一段时间各个负荷的“用电计划考核指标Yi”，奖励考核指标好的用户一定的基荷功率计划。

3）负荷率奖励机制。

提高地区电网负荷率有重要意义。作为区域电网的一部分，若负荷率提高，将很有可能获得更多的用电配额，充足的用电配额才是解决地区电网负荷功率缺额的根本保证。所以，地区电网运行的头等任务是提高本地电网的负荷率。

解决这个问题可以从两方面着手：一方面，对多数用户通过指标函数考核，通过排序和奖励基荷配额等手段，提高大多数用户的负荷率，从而控制地区电网的总负荷率；另一方面，鼓励少数大用户进行反时段用电，起到削峰填谷作用。

2.4 增强有序用电执行度的调度策略

在供电公司和用户的关系中，供电公司缺乏实质性的惩罚和激励手段，因此，最好的激励来自于负荷用户之间的比较。

解决问题的根本办法：供电局退出与用户之间的博弈，担当制定规则和监督博弈的角色；广大用户在有效公平的规则中相互博弈，利益共存。现提出一种用户间的博弈规则——可变时间尺度的队列方法，如图2所示。

1）依次将负荷率低的大用户放入反时段消费的时间队列；

2）若某用户反时段削峰填谷面积越大，则该用户在时间队列中的行进速度加快；

3）用户时间队列中的移动速度越快，则移出反时段时间越短。

图2 用户可变时间尺度的队列Figure 2 Queue with variable time scales of users

在这种机制下，用户的博弈方是其他用户，所受的比较或压力也来自其他用户；而供电公司则退出了直接博弈，主要作为主持公平的主持人（裁判），不需要施加更多的惩罚或奖励措施，避免了博弈手段缺乏的尴尬。与图1不同，新机制下政府部门、供电公司和用户的关系如图3所示。

图3 新机制下政府部门、供电方和用户之间的关系Figure 3 Relationship among government departments，supply side and users under the new mechanism

3 结语

为提高有序用电的执行度，提出了错峰贡献考核指标、用电计划执行考核指标和负荷率综合考核指标及相应的调度奖励措施。另外，提出了可变时间尺度队列的用户间博弈规则，以形成新的政府部门、供电公司和用户的三方关系，使供电公司退出与用户的博弈，只担当制定有效、公平规则和监督博弈的角色。

这些指标和方法体现了有序用电的公平和效率原则，为政府相关部门及供电公司制定更加科学、合理的有序用电方案提供了参考依据。

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