用电需求

当今世界，百年未有之大变局加速演进，气候变化、局势动荡给全人类生存和发展带来严峻挑战，全球能源产业链供应链遭受严重冲击，国际能源价格高位振荡，能源供需版图深度调整，新一轮科技革命和产业革命深入发展，能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化技术创新已经成为全球发展趋势。 改革开放以来，我国电力系统规模持续扩大、结构持续优化、效率持续提升、体制改革和科技创新不断取得突破，为中华民族的伟大复兴提供了强劲动力。党的十八大以来，电力行业深入贯彻党中央、国务院关于推进能源革命的战略部署，持续加快高质量发展和低碳转型升级，为社会经济快速发展和人民美好生活用电需求提供了坚强的电力保障。2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上提出构建新型电力系统，为新时代能源电力发展指明了科学方向，也为全球电力可持续发展提供了中国方案。

直流电源设备全过程十个阶段共计条款85条，各单位应用具体条款77条，占该设备细则条款总数的90.5%。其中峻工验收阶段应用最多，累计136项次，运维检修阶段累计应用96项次；设备采购、设备制造和退役报废阶段应用较少。 设备环境适用性（海拔、温度、抗震）等不满足运行现场的环境条件，设备安装及使用地点有影响设备安全的不良因素、铅酸蓄电池单体电压未具体明确等问题占45.83%；蓄电池容量不满足实际用电需求、330kV及以上电压等已级变电站及重要的220kV变电站充电装置数量偏少、无人值守变电站直流电小源配置蓄电池容量及事故照明均不满足用电要求等问题占12.5%。

国家电网有限公司确立了“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标，作为责任央企，连云港供电公司致力于为沿海岛屿提供安全、优质、经济、环保的能源。为满足海岛用电需求，公司组建联合攻关团队，攻克发展、建设、运检、调控、信通等多个专业难题，在开山岛上建设一套综合能源智能微电网系统；充分利用海岛丰富的风、光、波浪能等自然资源，建设30千瓦风机一台，采用屋顶平铺方式建设110千瓦光伏，660千瓦时储能，发电功率50千瓦柴油发电机和日产10吨淡水的海水淡化系统，通过多种能源协同互补利用，彻底解决岛上用电用水紧缺难题。建成投运开山岛智能微电网及海水淡化系统，让开山岛的夜晚灯火通明，为将开山岛建设成为全省乃至全国有影响力的党性教育基地、国防教育基地、爱国主义教育基地贡献苏电经验。 

“十三五”期间湖南省经济发展呈现稳中向好态势，加之电能替代红利释放，电力需求保持中高速增长。虽然煤电正逐步退出电力供给侧主导地位，其基础电源定位长期保持，装机容量和发电量增长依然较快。电力行业持续推进清洁低碳转型，以风电、光伏为代表的新能源比例不断提升，系统所需平抑其波动性与随机性的灵活性资源紧缺。湖南省产业结构不断优化，用电需求重心逐步向第三产业和居民用电发生转移，负荷呈现尖峰化、双峰化特点。面对电力部门发展存在的突出问题，电力部门如期实现碳达峰也面临较大挑战。本研究报告系统分析了湖南省电力行业碳达峰基础，客观研判了电力行业碳达峰存在的四大主要问题，提出了适合湖南省省情省况的混合测算模型，重点测算了湖南省电力行业碳达峰的达峰年份和峰值。以减碳降碳资源为基础，从煤电转型优化、可再生能源高比例发展、“外电入湘”清洁供给、构建新型电力系统和多元电源优化互补等五个方面分类规划了碳达峰具体实施路径，最后提出相关政策建议，助力湖南省电力行业2030年前如期实现碳达峰。

坚持以问题为导向，结合新疆地域实际情况，通过调整和管理能源用户的用电需求和能源消费行为，优化用电负荷结构，提高能源利用效率，降低能源消耗和环境影响的，通过有效控制用户的用电行为，实现用电最优化，减少能源消耗，优化电力系统的运行和供需平衡。研究依照用电负荷、用电行为、用电现状等进行用电负荷的模型预测，以便于展开针对性管控，使电能效益最大化。尤其是在智能电网建设过程中，要做好供应侧资源和需求侧资源的协调重组，以需求负荷分级、需求负荷分类为契机，按照动态负荷权值、负荷控制次数权值、需量实时计算及评估等得到最优负荷管理方案。

针对含共享储能与户用光伏的园区场景，文中提出一种用户侧综合收益双层优化方法，充分挖掘共享储能灵活性及用户用电需求差异性，在实现用户整体经济效益最优的同时提升光伏消纳能力。模型上层为月前优化阶段，以用户月度用电成本最低为目标，考虑系统能量平衡、储能充放电约束以及储能荷电状态约束，优化工业用户最大用电功率，降低需量电费；模型下层为日前优化阶段，综合考虑用户综合收益及光伏消纳能力，以上层优化结果为约束条件，兼顾功率、储能等约束，提出共享储能充放电功率及用户与电网交互功率等日前优化策略，在用户月度整体经济性最优的前提下，实现用户侧每日经济效益的优化。最后，以南方某实际园区作为算例验证了文中所提方法的有效性。

文中介绍了一种基于交流电场感应的取能电源，用于输电线路在线监测装置的供电。然而该类电源的输出功率较低，无法满足在线监测装置的用电需求。因此，在理论分析的基础上，文中设计了一种同轴双柱形的感应电极结构，以提高电源的输出功率。文中利用COMSOL Multiphysics软件建立仿真模型，并进行电磁场仿真分析。仿真结果表明，在10 kV电压等级下，所设计的感应电极可产生3.35 mA以上的感应电流。为验证仿真结果的准确性，文中利用自行搭建的测试平台进行实验验证，并将实验结果与仿真结果进行对比。实验结果表明，在负载电阻大于5 kΩ时，文中设计的取能电源可以输出超过630 mW的连续功率，与仿真结果基本吻合。通过文中的研究，成功解决了电场感应取能电源输出功率低下的问题，并提供了一种新型取能电路的设计思路和技术方案。

我国的农村电网自“十一五 ”基本完成“村村通、户户通 ”， 实现人人有电用，有效支撑国家脱贫攻坚战略落地。随着国民经 济的不断发展，农村电气化进程也取得了长足进步，用电需求由 原来的“看个电视、亮盏灯 ”演进至空调、冰箱、洗衣机等现代 电器普遍覆盖。至 2021 年末，全国农村居民平均每百户空调拥 有量为 89 台， 比 2012 年提高 250.8%；平均每百户电冰箱拥有 量为 103.5 台，比 2012 年提高 53.8%；平均每百户洗衣机拥有 量为 96.1 台，比 2012 年提高 42.9%。因此，由此引发的农网用 电需求更是迅猛攀升。

现阶段我国灵活性电源发展远未达到预期。2020 年我国煤电灵活性改造机组、气电、抽水蓄能分别为8000 万千瓦、9972 万千瓦和 3149 万千瓦，全都未能完成“十三五”规划提出的 2.2亿千瓦、1.1 亿千瓦和 4000 万千瓦的发展目标。 即便长期以来我国电力系统发展规划中保留较高的电力电量裕度，能够对近中期吸纳风、光等波动性电源的新增装机提供重要支撑，但在中远期，如果仍采用旧有发展模式，我国随机性电源过高、灵活性电源不足，电力系统安全稳定运行风险增大的问题会逐渐显现。 随着“双碳”目标提上日程，以光伏、风电为主的新能源实现爆发式增长，预计到2060 年风光等波动性可再生能源发电占总发电量的比重将超过 55%。在某些时刻，波动性可再生能源发电量足以满足系统全部用电需求，甚至超过总电力需求。同时也面对数周乃至数月风光出力不足或遇到极端天气的情况下，如何满足电力需求的挑战，构建新型电力系统迫在眉睫。

对需求侧居民可控负荷资源进行优化控制，是虚拟电厂(virtual power plant，VPP)的一个主要方面，是提高风电和光电等新能源利用率、实现碳中和的重要手段。控制可控负荷的关键是满足用户基本用电需求，而不同用户的用电需求不尽相同。因此，提出了考虑用户需求的居民可控负荷资源优化控制方法。考虑到不同用户的用电诉求差异性，VPP作为电网与负荷群的中间环节，对可控负荷进行管理。首先，提出改进最优k值选取的K-Means聚类算法，对居民可控负荷进行聚类；其次，依据诉求差量函数，对聚类的每组负荷调控后用电情况与用电原始需求偏差进行量化描述，提出基于诉求差量的优先级划分规则；最后，在进行调控时VPP通过对不同优先级的组别补偿不同费用的方式，实现VPP收益最大和用户用电行为改变最小的调控目标。仿真验证结果表明，所提优化控制策略可有效实现负荷曲线的削峰填谷，并且在对用户用电需求影响较小的情况下保证VPP收益。