基于需求侧管理的电力负荷优化调度

摘要

随着经济社会的发展，全球能源需求逐步攀升，能源短缺和环境问题日益显现，已经成为了全人类所共同面对的问题。为了实现电力系统更加安全、可靠、经济、高效、环保的目标，电力需求侧管理（Demand Side Management，DSM）的研究快速推进，旨在促进信息流和能量流的双向交互，更加合理地引导需求侧负荷，鼓励其参与到电网的优化调度运行中。基于DSM的电力负荷优化调度对于缓解能源短缺、促进电网经济运行、促进可再生能源消纳以及实现节能减排等方面有着十分重要的意义。 本文首先从智能电网的角度出发，介绍了电力需求侧管理的含义和作用，详细分析了主要目标和技术手段，并对电力需求侧管理体系下的负荷特性进行建模。选取典型的两类负荷作为本文研究对象：居民负荷、工业负荷。 在电力负荷经济性优化调度中，选取独立性、灵活性较强的居民负荷为研究对象，建立了智能家庭用电模型，在分时电价的指导下，以用电经济性为目的进行优化。仿真结果表明，该模型与优化策略能够有效减少居民的用电费用，提高用电的经济性。根据当前我国分布式光伏并网的相关政策，建立了家庭光伏并网与负荷协同优化调度模型，以购电、售电的综合效益最优为目标进行优化。仿真结果表明，该模型与优化策略能够使居民综合收益提高，起到节约电费、增加收入的作用。 在复杂多耦合负荷综合优化调度中，选取工业负荷作为研究对象，根据工业电解铝生产流程构建模型，计及前置负荷约束、强依附性负荷约束、同步启动约束等负荷间约束关系，分别以提高经济性和减小负荷曲线波动性为目标进行优化，进而建立双目标优化调度模型。仿真结果表明，该模型与优化策略能够兼顾两种优化目标，取得综合优化目标的最优解。针对风光消纳问题，建立计及工业负荷与小型抽水蓄能电站的综合优化调度模型，实现综合负荷曲线与新能源综合出力曲线的匹配，促进新能源消纳。仿真结果表明，该模型与优化策略能够实现负荷、抽蓄电站与新能源的联合优化调度，使新能源的消纳率得到提升。

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