负荷曲线

随着经济的飞速发展，我国全社会用电量呈现逐年上升趋势，用户对电能质量的要求不断提高，电力市场规模持续扩大。一方面，在以煤炭为主的能源消费结构下，传统能源的大量开采和碳排放总量的连年升高，使得能源安全问题日益凸显。因此，构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，是降低传统化石能源占比、调整能源结构的一项关键任务，更是保障我国能源电力安全的长治久安之策。另一方面，我国电网建设加速，分布式新能源的大规模接入和用电负荷的多元化增长，使得电力稳定供应面临较大挑战，需要构建坚强智能电网，破解电力建设的难点堵点问题，缩小负荷曲线峰谷差，保持用电稳定。 构建新型电力系统，加快规划建设新型能源体系，对我国能源电力转型发展，实现“双碳”目标具有重要意义。要把配电网作为新型电力系统建设的着力点，持续优化完善配电网规划理论、建设标准和管理体系，不断提高配电网的适应性、可靠性，以及数字化、智能化水平，更好地支撑新能源的科学高效开发利用和多元负荷友好接入，并深度融合云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新兴技术，利用先进的设备、传感技术及控制决策系统，保证配电网运行的稳定性和安全性。 智能配电网建设的目标是服务电网终端用户，智能配电网具备安全、可靠、自愈、经济、兼容等特点。加强智能配电软硬件设备的升级改造，促进智能配电网与物联网融合渗透，助推智能配电技术在配电网规划中得到重点应用，以及智能配电网建设效果得到有效提升，是智能配电技术发展的总趋势。 近日，由国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、EPTC 电力技术协作平台组编的《智能配电应用技术》即将出版。本书紧跟行业发展趋势和市场需求，从多方面深入剖析智能配电应用技术，对传统技术进行再探讨，对前沿技术进行新探索，全面展示当前智能配电领域的研究成果，助力智能配电技术创新、推广与应用。 结合新型电力系统和配网业务对智能配电技术的需求，本书深入分析了智能配电技术的发展形势与要求，解读了智能配电技术发展现状，梳理了智能配电技术标准，围绕配电设备智能化、配电智能终端、配电物联网、配电自动化系统、智能运维、分布式电源与储能、电动汽车充换电、低压柔性直流互联等关键技术做了全面介绍与研究，总结了不同场景下的智能配电技术典型应用案例，展望了智能配电技术未来发展趋势，并提出相应发展建议。 联 系 人：张伟豪 手 机：18518354192 邮 箱：zhangweihao@eptc.org.cn

我国电力市场目前仍处于改革中，电力企业代理购电预测的准确与否，在市场资源配置中起着决定性作用。为保证代理购电机制平稳发展，需明确电力企业市场化购电规模。目前代理购电电量主要是根据代理购电工商业用户用电量及典型负荷曲线进行预测，缺乏完整的体系，难以精确预测，导致缺少合理的规划。文章提出一套相似日月度预测算法与混合时序月度预测算法相结合的智能算法，用于代理购电业务电量预测与评价，围绕江苏省2022年用电情况进行预测，从5个维度对预测结果进行评价，帮助电力企业精准预判整体售电量规模，合理规划购电计划。

基于23个省级电力公司经营区各行业固定用户群负荷曲线，测算多维价格弹性系数评估分时电价调整对各地区各行业峰谷时段用电的影响，并分析峰谷段电力需求对多维价格指标的敏感性。利用多维价格弹性系数定量评估各地区各行业降低峰段电量、提升谷段电量、缩小负荷峰谷差率三维电力电量指标对提高高峰时段电价、降低低谷时段电价、拉大峰谷电价比三维价格指标的敏感性。根据多维价格弹性系数分析结果可针对不同地区、行业、时段提出分时电价优化调整策略。

在“双碳”目标背景下，解决高风电渗透率系统建设带来的调峰安全性和经济性问题。 方法 采用电池储能系统削峰填谷的解决方案，提出了一种兼顾技术及经济性的锌溴液流电池(zinc-bromine flow battery，ZBB)储能的调峰优化控制方法。根据实际电池装置，对ZBB储能进行结构解析及数学模型构建。考虑调峰技术性效果，以调峰后的负荷曲线标准差最小为目标函数，提出一种考虑调峰效果的储能双向寻优控制策略。在此基础上，依据电网分时(time of use，TOU)电价政策，以技术性及经济性最优为目标函数，提出一种基于TOU电价机制的储能调峰经济模型，得出储能优化功率时序结果。最后，以东北某地区负荷及风电数据为例，对比验证所提策略的有效性。 结果 所提策略相较于原负荷，在日均负荷峰谷差、峰谷差率指标上分别降低了35.973%和34.205%，在调峰经济性优化方面提高了5.582%，且合并缓解了电网弃风消纳问题。 结论 所提策略在达到一定调峰效果的同时，在其全寿命周期内仍保持较好的调峰经济性。

为提升电力系统弹性，确保主网应对小概率-高影响事件的能力，基于鲁棒优化理论提出主网灵活控制装置配置的规划框架，充分考虑远动开关配置下的最优线路开断（optimal transmission switch，OTS）、线路强化加固装置以及储能设施之间的最优协同作用，最大限度降低投资运行成本的同时减少由潜在极端事件造成的经济损失。首先，基于持续负荷曲线构建考虑典型日线路中断与新能源出力波动的两阶段鲁棒规划模型；然后，采用修改后的嵌套列和约束生成算法（nested column-and-constraints generation，NCCG）对模型进行求解，使用相关加速策略提升模型求解效率；最后，通过IEEE-24节点系统进行仿真分析，验证异质灵活控制装置之间的规划协同作用以及模型的有效性。

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。

为提升分布式电源规模化接入配电网的有序管控和灵活调节能力，合理地对分布式电源进行集群划分并以集群为基本单元进行调控是当下有效的管理手段。为此，本文提出了考虑灵活性资源可调容量和响应速度的分布式电源集群划分方法。首先，提出了能够表征集群结构性和功率平衡能力的模块度指标和有功平衡度指标。其次，在对集群灵活性响应能力进行分析的基础上，针对灵活性资源可响应容量和响应速度对调节能力影响难以量化的问题，提出了以集群出力响应曲线与净负荷曲线之间的偏差累积面积作为集群灵活性响应能力指标，并考虑了储能容量分配对集群划分的影响。在此基础上，提出了综合考虑模块度指标、有功平衡度指标、集群灵活性响应能力指标以及储能单元分配指标的集群划分目标函数，并利用改进自适应遗传算法进行求解。最后，在改进的IEEE33和IEEE69节点系统中对本文所提方法进行验证。结果表明，基于所提综合性能指标的集群划分方法能在保证集群结构性强度的基础上，将集群灵活性响应能力提升20%以上，验证了本文所提集群划分方法的有效性和优越性。

基于研究成果，通过分析居民区常规用电负荷及充电负荷曲线特征，进一步提出了引导用户参与有序充电的措施以及充电保障实现路径：（1）本报告提出的有序充电引导措施包含分时补能价格引导措施、需求响应激励措施、碳普惠激励措施等。（2）2023-2025年优先开展老旧和次新小区内部及周边公共充电桩建设，新建小区按需配建；保障拥有固定车位的电动车主全面安装有序充电桩；优先引导老旧和次新小区参与有序充电示范。（3）2026-2030年推动居民区充电桩全面参与有序充电调控；优先引导老旧和次新小区内部及周边公共充电桩局部改造为大功率充电桩。并以时间为轴线从政策、技术、管理、标准、商业模式等方面提出充电保障政策建议，推动有序充电在居民区逐步落地，实现私人电动乘用车规模化增长的充电保障与城市电网协调发展。

针对目前配电网用户负荷数据高维度时序数据特征提取难、交叉数据聚类处理难、负荷数据精准标签化难等问题，文章提出面向用户负荷数据的基于降噪自编码器和改进粗糙模糊K均值的特征提取与标签定义模型(feature extraction and label definition model based on DAE and improve RFKM，FLMbD-iR)。FLMbD-iR通过降噪自编码器对原始用户负荷数据进行深度特征提取后，利用基于类簇规模不均衡度量的粗糙模糊K均值进行聚类，处理聚类中簇间交叉数据存在误差的缺陷，最后构建描述指标对典型日负荷曲线进行标签定义。实验采用美国电力负荷数据进行仿真模拟，实验结果显示本方法在用户负荷数据聚类处理上效果显著。

为适应新型配电系统中分布式电源（DG）与负荷的双重波动性，需要对源、网、储进行协同配置以满足系统运行灵活性需求。为表征配电系统运行灵活性水平，从灵活性供需平衡、净负荷曲线平滑度和线路传输均衡性3个方面提出了净负荷适应率指标、净负荷波动率指标和线路负载裕度均衡性指标，并建立了考虑这些指标的配电系统源-网-储3层扩展规划模型。其中，上层和中层以年综合成本最小为目标对配电线路、DG和储能进行优化规划；下层以运行灵活性水平最高为目标进行运行优化。采用复合聚类算法生成配电系统典型规划场景，并以改进后的粒子群算法和非支配遗传算法双层嵌套的形式求解3层扩展规划模型。最后，基于改进的IEEE 33节点系统验证了所提规划模型的有效性和优越性。