高俊萍

【摘要】：电力需求增长放缓的趋势和日益增大的减排压力，要求电力规划从原来的侧重于以“扩张保供”满足电力需求，转变为保证电力供应与环保低碳发展并重，以适应经济社会绿色转型升级。今后新增的电力需求，将主要以清洁低碳的非化石能源为主来满足。以风电、太阳能为代表的清洁能源发电，其发电出力存在着与生俱来的波动性和间歇性。为了保障电力系统的安全运行，必须配套相应的措施来弥补清洁能源出力不稳定的缺点。从发电侧来看，一般可以采取配套抽水储能电厂、以化石能源为燃料的火电厂、配备储能系统等措施；从用户侧来看，可改变用户在电力运行中被动接受的现状，充分调动用户的积极性，让他们主动参与到电力系统安全运行中来，即需求响应。电力需求响应将成为未来新能源电力系统中重要的可调控资源，其将与传统电源、储能设施一起成为保证电力系统安全稳定运行的重要支撑。本文从需求响应的角度，探讨需求响应在电网规划中的现状和发展趋势。

【关键词】：需求响应；电网规划；现状；展望

1、需求侧响应策略

需求侧响应DR）的概念是美国在进行了电力市场化改革后，针对电力需求侧管理如何在竞争市场中充分发挥作用，以维护系统可靠性和提高系统运行效率而提出的。需求侧响应可以从不同的角度去理解，它可以是用户对电力市场相应的措施，如激励机制等作出的响应（参与改变常规的电能消费模式），也可以认为是一种资源的节约（减小高峰负荷、减少装机容量）。对于电力市场发展较快的国家，需求侧响应可以分为“基于价格的需求侧响应”和“基于激励的需求侧响应”两大类。基于价格的需求侧响应是：用户按照电价的不同（包括分时电价、实时电价和尖峰电价等）来调整自身用电情况。用户根据自身情况调整用电时间，充分利用低电价时段，减少电费支出。对于这一类用户，可以与实施需求侧响应的机构签订相关的定价合同，需要时用户自愿决定是否参与负荷调整。

基于激励的需求侧响应是：实施需求侧响应的机构在系统可靠性受到影响或者电价较高时，根据已制定的可行激励机制来激励用户及时响应并削减负荷。其方法有直接负荷控制、需求侧竞价、紧急需求侧响应等。激励费率有电价折扣或者削减负荷赔偿两种。对于参与这一类需求侧响应的用户，需要与实施需求侧响应的机构签署合同。

本文引入的紧急需求侧响应是激励型需求侧响应中的一种。紧急需求侧响应策略是指在出现影响可靠性的事故时削减用户负荷，并根据系统运营机构设置的激励性的支付价格对消费者进行补偿。这种削减是自愿的，激励性的支付价格也是事先规定好的，在美国一般是0.35-0.5美元/（kW·h）。规划中考虑把通过紧急需求侧响应策略而节省的电能变为一种资源，综合规划考虑供需双方，以达到取得更好的社会及经济效益的目的。其优势在电力用户、电力企业、社会等几方面均有体现。

2、考虑需求响应的电网规划研究展望

2.1由于我国多地风电、光伏发电呈基地特性，直接接入输电网。但目前将需求响应考虑进输电网规划的研究相对较少，因此我们应加强研究需求响应对输电网规划的影响。

2.2由于低碳经济发展的需要，分布式发电、电动汽车等将在中国得到大力发展，他们主要接入配电网。因此，在配电网规划中，考虑需求响应的影响，探寻如何提升分布式发电的渗透率，如何实现充电站优化配置，都具有较大研究空间。

2.3将电力供应侧和需求侧的各种形式的资源综合成为一个整体进行规划，努力实现纵向源—网—荷—储—DR协调优化，从而达到整个规划系统的社会总成本最小。

2.4注重多目标优化。一般来讲，规划问题大多都是抽象为一个投资成本最小化的优化问题。但随着清洁能源和分布式发电的快速发展以及节能减排压力的日益增大，规划的目标不再局限于投资成本最小，投资成本和运行成本最小、可靠性高、碳排放少、清洁能源渗透率高等都将成为优化目标，但这些目标大多是相互冲突的。因此，开展多目标优化的电网规划将是一个必然趋势。

2.5针对复杂优化问题的求解算法的研究。随着在规划中考虑因素的日益增多，各种类型的约束条件越来越复杂，电网规划问题已经从最初的单目标线性优化问题变成了多目标、非线性、非凸、混合整数优化问题。未来，以大规模风能和太阳能发电为主的可再生能源在整个电源结构中的比例将持续增长，由于其出力的波动性和间歇性，发电侧将不再可控。同时，随着分布式发电和电动汽车的普及、用户储能技术的提升，需求侧的随机性也在逐渐增大。

2.6目前，由于技术手段、市场等方面的原因，在电网规划中基本都是考虑的基于激励的需求响应，基于电价的需求响应考虑太少。随着我国电力体制改革的进一步深入、售电侧的逐步放开，电力市场是一个大趋势，各种基于价格的需求响应将具有广阔的前景。因此，在电网规划中应提前做好相应的技术储备，深入研究基于价格的需求响应对电网规划的影响。

2.7规划运行联合优化。以往的电网规划一般都是单纯讲规划，较少考虑实际运行。在电网规划中引入需求响应后，规划和运行的联系更加紧密，将规划和运行进行联合优化，以期得到一个综合效益最好的规划方案，并为运行方式的安排提供有力支撑，将是电网规划的发展趋势之一。

结语

伴随着我国经济增长速度的放缓，电力需求的增长速度变慢，在今后较长时间内，我国电网规划将由“扩张保供”的思路转变为优质低碳经济的电力供应。随着电源侧大规模风电等可再生能源发电及分布式发电数量的增加，用户侧电动汽车、储能等的增加，系统不确定性日益加大。为了系统的稳定运行，可采取以下两种可行措施来克服系统的不确定性：一是增加使用化石能源的发电厂作为系统备用电源，并加强电网网架建设，这种方案投资较大；二是将需求响应看作一种可控资源（既可以看作是可控电源，又可看作是可控负荷），用它克服系统的不确定性，这种方案可减少或延缓电源和电网的容量建设，投资较小。为了使需求响应最大程度的发挥效益，需将其作为一种重要资源纳入电网规划。随着电网规划考虑因素的日益增多，不论是系统模型，还是求解算法，都需要进一步深入研究。

【参考文献】：

[1]王冬容.激励型需求侧响应在美国的应用[J].电力需求侧管理，2010，13（1）：74-75.

[2]曾鸣，吕春泉，邱柳青，等.风电并网时基于需求侧响应的输电网规划模型[J].电网技术，2011，35（4）：129-131.