基于負(fù)荷特性分析的錯(cuò)峰方案研究

朱瓊

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)電力的需求加劇，但是電力工程的發(fā)展卻跟不上社會(huì)的需求，用電結(jié)構(gòu)也與以往不同，各地區(qū)的電力負(fù)荷特性都發(fā)生了較大的變化，導(dǎo)致電力供需矛盾逐漸加劇，電網(wǎng)調(diào)峰困難重重，經(jīng)常引起區(qū)域性拉閘限電的情況，不僅給人們的生活帶來(lái)了極大的不便，也不利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，特別是用電高峰時(shí)期，供電企業(yè)采用的錯(cuò)峰方案就是將用電高峰期間的部分用電企業(yè)調(diào)到用電低谷時(shí)段，這么做雖然一定程度緩解了高峰階段用電情況，這不僅不利于企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，也會(huì)對(duì)供電企業(yè)的電力營(yíng)銷(xiāo)帶來(lái)消極影響，最終導(dǎo)致雙方的損失。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)錯(cuò)峰方案的研究背景，闡述了負(fù)荷特性的特征，提出了基于負(fù)荷特性分析的幾個(gè)錯(cuò)峰方案，并就建立有效的錯(cuò)峰用電管理系統(tǒng)進(jìn)行了探討，對(duì)解決目前我國(guó)的用電問(wèn)題具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷特性；錯(cuò)峰用電；研究方案

1 研究背景及意義

1.1 研究背景

隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步升級(jí)，社會(huì)對(duì)電力的需求急劇增大，但是電力設(shè)施的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前社會(huì)建設(shè)的步伐，導(dǎo)致電力出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，不斷惡化的電力供需矛盾又進(jìn)一步增加了供電企業(yè)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)及管理成本。同時(shí)，由于我國(guó)正在由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，特別是在重工業(yè)方面和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，各種大型設(shè)備的用電需求極大，使得用電需求急劇增加，在加上人們生活水平的提高，越來(lái)越追求更好的生活質(zhì)量，使得居民的用電需求也急劇增加，各方面因素結(jié)合起來(lái)最終導(dǎo)致用電客戶的用電負(fù)荷特性和用電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了許多變化，在電力基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有完全發(fā)展起來(lái)前，這些因素都對(duì)當(dāng)前供電企業(yè)的錯(cuò)峰管理提出了更高的要求。

1.2 研究意義

通過(guò)分析影響負(fù)荷特性的相關(guān)因素，研究這些因素之間的相互關(guān)系，找出規(guī)律，預(yù)測(cè)該區(qū)域的負(fù)荷特性預(yù)測(cè)，然后根據(jù)該地區(qū)錯(cuò)峰用電的連續(xù)性與公平性等要求及整體錯(cuò)峰量等信息，制定屬于該地區(qū)獨(dú)特的用電高峰時(shí)期的錯(cuò)峰用電方案，解決企業(yè)和居民用電難的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)降低這一地區(qū)供電局的運(yùn)行成本、提高負(fù)荷率和降低峰谷差的目的，并提升了該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，在反饋給供電企業(yè)，促進(jìn)供電企業(yè)的發(fā)展?；谪?fù)荷特性分析的錯(cuò)峰方案，不僅有助于解決某地區(qū)的用電高峰的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)于解決該地區(qū)用電需求迅速增加情況下出現(xiàn)的電力供需矛盾、不合理的錯(cuò)峰用電方案以及用電企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)等問(wèn)題具有重要的意義。

2 負(fù)荷特性分析

由于不同區(qū)域、不同企業(yè)和不同個(gè)人的用電情況不同，其電力負(fù)荷始終處于動(dòng)態(tài)的變化之中，要準(zhǔn)確掌握負(fù)荷特性的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，就要求供電企業(yè)的工作人員計(jì)算負(fù)荷特性指標(biāo)體系中的一些指標(biāo)和分析相關(guān)曲線來(lái)準(zhǔn)確掌握電力負(fù)荷變化的規(guī)律，從而正確描述電力系統(tǒng)負(fù)荷隨時(shí)間的變化特性和區(qū)分不同類(lèi)型用電客戶的負(fù)荷特性。只有充分了解用電客戶的用電模式，掌握用電客戶不同時(shí)段的用電需求后，然后采用分類(lèi)法，將具有相同或相似用電負(fù)荷特性的用戶歸為一類(lèi)統(tǒng)一管理，然后依據(jù)每一類(lèi)用戶的用電特點(diǎn)制定出具有人性化的錯(cuò)峰用電方案，提高供電和用電效率，提升供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，降低供電企業(yè)和用電客戶的損失，促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展

3 錯(cuò)峰方案研究

3.1 基于聚類(lèi)分析的錯(cuò)峰方案研究

聚類(lèi)分析是指用數(shù)學(xué)的方法對(duì)研究的對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)，然后進(jìn)行數(shù)學(xué)上的分析，其目的就是按照某種規(guī)則，在相似的基礎(chǔ)上收集數(shù)據(jù)來(lái)分類(lèi)，不同類(lèi)之間雖然收集的數(shù)據(jù)不相同，具有較高的差別，但具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，聚類(lèi)分析的結(jié)果是同一分類(lèi)中的對(duì)象有很大的相似性，不同分類(lèi)間的對(duì)象有很大的相異性。在這里，聚類(lèi)分析實(shí)際上就是把具有相同或相似的用電客戶的負(fù)荷特性歸結(jié)為一類(lèi)客戶，分類(lèi)的前提條件是用電客戶要具有較高的緊密性，不同類(lèi)之間要具有較高的分離性，能夠體現(xiàn)出不同用電客戶之間的負(fù)荷特性的差別，采用不同的負(fù)荷曲線來(lái)表示不同的用電客戶，相同或相似的用電客戶具有相似的負(fù)荷曲線。采用聚類(lèi)分析的錯(cuò)峰方法能夠在錯(cuò)峰用電期間及時(shí)掌握用電負(fù)荷的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，從而進(jìn)行用電負(fù)荷的科學(xué)分配，保證供電企業(yè)供電工作的有效進(jìn)行，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)用電客戶的精細(xì)化管理，提高供電企業(yè)的供電服務(wù)質(zhì)量。

3.2 基于禁忌搜索算法的錯(cuò)峰用電管理研究

電力需求側(cè)管理是目前我國(guó)智能電網(wǎng)的主要組成部分，其通過(guò)改變用電方式進(jìn)行整形，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶錯(cuò)峰管理，雖然電力系統(tǒng)的需求側(cè)管理一定程度上提高了我國(guó)的供電效率，緩解了用電高峰地區(qū)和用電高峰時(shí)段的壓力，降低了供電企業(yè)的供電成本，但由于當(dāng)前的錯(cuò)峰計(jì)劃是由工作人員手工編制的，缺乏系統(tǒng)的管理，導(dǎo)致錯(cuò)峰用電管理效率低下，越來(lái)越不能滿足目前我國(guó)的用電需求。由于錯(cuò)峰用電輪休計(jì)劃的制定是一個(gè)組合優(yōu)化問(wèn)題，因此在錯(cuò)峰用電管理系統(tǒng)中運(yùn)用禁忌搜索算法能很好的解決這一問(wèn)題。

F.Glover在20世紀(jì)70年代提出了一種全局逐步尋優(yōu)算法即禁忌搜索算法，這種算法通過(guò)采用特有的“禁忌”方式避免了迂回搜索，并通過(guò)藐視準(zhǔn)則來(lái)赦免一些被禁忌的優(yōu)良狀態(tài)，進(jìn)而保證多樣化的有效探索。運(yùn)用禁忌搜索算法計(jì)算求得輪休方案，并將之與原方案進(jìn)行比較，由于禁忌搜索算法具有彈性，最后得到的方案不僅能夠滿足公平性和連續(xù)性的要求，同時(shí)也避免了用電負(fù)荷的不必要的浪費(fèi)，極大的提高了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)學(xué)，能夠很好的解決用電客戶的需求問(wèn)題。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司慈利縣電力分公司）