基于保障大電網的負荷管理研究

肖宇華

摘要：文章基于保障大電網的管理理念，提出了應對策略，明確負荷管理參與各方的責任，全面升級改造負荷管理系統，科學選擇可中斷負荷，研究可行的激勵機制，開展電力負荷的柔性互動調控，完善特高壓事故應急預案，納入負荷管理快速響應系統，對新形勢下的電力負荷管理工作提供了解決方案。

關鍵詞：特高壓；區外來電；負荷管理；快速響應；大電網；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM71 文章編號：1009-2374（2016）34-0174-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.084

1 研究背景

當前，我國正全力推進特高壓電網建設，電力資源配置能力不斷優化，受端電網交換能力顯著提高，對于實現區域電力資源互濟發揮了重要作用。然而隨著受電容量的不斷增大，本地電源的調節能力逐漸不能很好地適應外送電源的異?；蚬收?，電網運行呈現出新的特性，電網安全風險相應增大。以江蘇電力為例，今年夏季江蘇最大調度用電負荷為9278萬千瓦，比2015年增加798萬千瓦，同比增長9.4%，需要引入大量區外來電，滿足全省電力供應需求。今年夏季區外來電最大達1817萬千瓦，約占最高用電負荷20%，為江蘇用電提供有力保障的同時也提出了新的挑戰。2015年9月19日21時57分，錦蘇特高壓直流因送端遭雷擊導致雙極閉鎖，華東電網頻率短時間內下降到49.563Hz，近十年來首次跌破49.8Hz。若2016年夏季用電高峰期發生錦蘇直流雙極閉鎖，江蘇全省需限電超過100萬千瓦。

目前負荷管理系統無法滿足特高壓緊急故障情況下的事故處理，因此需要研究和采用既能保障電網安全穩定運行，又能減少社會生產生活影響的負荷調節手段。本文基于上述需求，提出了基于保障大電網的負荷管理思想，通過負荷參與電網快速響應，在特高壓送電通道故障后，充分發揮負荷管理參與電網調節的能力，實現大電網安全平穩運行的目標。

2 傳統負荷管理中存在的問題

自20世紀90年代起，我國逐漸建立了中國特色的負荷管理系統，運用計算機管理、數據傳輸、自動控制等技術實現了用戶電力負荷的遠程監控，為實施“迎峰度夏”“迎峰度冬”用電高峰期間實施有序用電提供了技術支撐。以江蘇為例，全省共有專變用戶307.7萬戶，已安裝負荷管理終端296.7萬臺，其中具備有序用電功能終端143.8萬臺，用戶覆蓋率45.12%，接入負荷1.5億千瓦，占比20%左右。負荷管理系統在有序用電的年度方案編制、控制指令下達、負荷數據反饋和決策分析等方面發揮著舉足輕重的作用。但隨著對用戶負荷控制的精準度、時效性、數據處理等方面的要求越來越高，現有的負荷管理系統已經無法滿足大電網時代的安全運行要求。

2.1 現有負荷管理系統響應速度慢、成功率低

負荷管理系統目前采用GPRS公網通信和230MHz無線專網兩種方式進行數據傳輸，通信速率只有20kb/s，穩定性也不佳，導致負荷管理系統響應速度慢，一般遠程實現降低用戶負荷，需要30～60秒時間，且實施成功率不高，一般在60%左右，無法滿足特高壓緊急故障后，快速有效應對的要求。

2.2 現有負荷管理模式多為剛性調控

剛性調控是指遠程切斷用戶所有電力負荷的管理模式，出現極端情況時甚至采用傳統拉閘限電方式，由于供電線路大多為居民、企業混用，拉閘限電會導致部分居民停電，以上處置方式在實際操作中阻力很大，用戶投訴率很高，且會產生較大的不良影響。

3 基于保障大電網的負荷管理研究

在大電網事故情況下，既要確保電網安全，又要盡可能降低停電的社會影響。經研究，可建立電網運行和負荷控制的協同處置機制，在電力負荷管理系統的基礎上，建立負荷快速響應系統，實現與調度系統的無縫對接。在特高壓應急處置階段，通過用電負荷的快速響應調節，提高電網安全保障水平。

3.1 建立有效的組織保障，明確負荷管理參與各方的責任

政府部門職責一方面是考慮全社會及電網需求，出臺負荷調控相關的政策法規、電價激勵政策及節能政策，同時授權、指導、監督電力公司的負荷調控，做到公平、公正、公開。對于電力公司主要是根據電網供需平衡，組織實施負荷調控，必要時進行設備投資；能源服務商除了為用戶提供能源服務，同時聚合用戶參與電網互動，電力用戶則根據當前電價和激勵政策，參與電力公司組織的負荷調控工作。

3.2 實現負荷的快速響應，全面改造升級負荷管理系統

3.2.1 通信實時傳輸改造?，F行GPRS公網通信和230MHz無線專網的數據傳輸速度僅為20kb/s，早已無法滿足大電網快速負荷響應的需求，需要對負荷管理系統進行光纖通信改造，數據傳輸速度提升至1gb/s。

3.2.2 主站功能升級完善。當前負控系統主站存在多數據并發處理能力不足，系統應具備批量快速處理數據的能力，實現數萬個回路監測點的遙測、遙控的功能，可在調度要求的時限內分解負荷控制指令并下發到負控終端。

3.2.3 終端設備升級改造?，F有負控終端受天氣、地形及信號干擾等客觀因素影響通信不穩定，終端設備需要升級改造，新增光纖通信功能、加密、分路采樣、獨立控制等功能，具有控制回路啟動、閉鎖、自檢、測試功能，具備分路秒級采集控制能力。

3.3 科學選擇可中斷負荷，開展電力負荷的柔性調控

現有負荷管理系統均為剛性調控，在實現負荷控制秒級響應的前提下，可以對用戶實現柔性調控，只調控用戶的可中斷負荷，保留用戶的重要負荷。

根據客戶內部用電負荷的重要程度，將客戶用電負荷主要分為三類：第一類為保安用電負荷，主要為消防、應急照明等保安負荷以及中斷后會引起人身傷亡、較大環境污染、較大政治影響、重大設備事故的重要生產負荷，屬于不可中斷負荷；第二類為一般生產負荷，屬于生產工藝中較為獨立的單元，中斷后造成損失較??；第三類為中斷后影響較低的非生產負荷。

可中斷負荷主要是除第一類安全保障負荷外的第三類負荷和部分第二類負荷。以江蘇為例，2016年江蘇夏季最高負荷為9278萬千瓦，其中空調負荷約為3400萬千瓦，占全網用電負荷的36%，如果其中10%的空調負荷參與保障大電網的負荷管理，僅此一項負荷的控制能力就將達300萬千瓦，既大幅降低了負荷調控對用戶的影響，也極大緩解了電網夏季用電高峰的壓力。

3.4 研究可行的激勵機制，實施友好互動的負荷調控

目前的電力負荷調節大多為單向調控，用戶被動地接受降負荷指令。新形勢下，應綜合考慮用戶參與電網互動的能力和意愿，需要配套以補償激勵為主、電價機制為輔的負荷參與大電網互動調控的政策激勵機制。對于自動式負荷管理快速響應的群控用戶，通過一定補貼，引導用戶同意將可中斷負荷作為電網應急備用的運行模式，與用戶簽訂年度可中斷負荷管理協議。積極開展需求響應，利用補貼手段引導廣大電力用戶參與大電網的負荷管理調控。

在實際操作過程中，建議采用國網電子商務平臺、微信電力公司公眾號等對外開放的新媒體平臺支撐海量用戶進行可中斷負荷的申報、交易、結算等市場行為，讓用戶自愿參加，為用戶省心、省錢，體現平等、互利、多贏的原則，實現真正的柔性互動。

3.5 完善特高壓事故應急預案，納入負荷管理快速響應系統

3.5.1 方案編制。預先編制特高應急處置預案，納入負荷快速響應系統，并根據不同時段用戶負荷的可控能力動態調整。針對調度下發的負荷控制指令，自動匹配相應預案，生成控制方案。

3.5.2 方案執行。負荷快速響應系統按照控制方案，將命令快速下發至負荷控制終端，迅速切除或柔性調節非工空調、電鍋爐、電熱水器等負荷，實現負荷控制目標。

3.5.3 實時反饋。負荷快速響應系統根據終端設備反饋的控制結果以及控制前后實時負荷對比，對控制的效果進行評估，將評估結果實時反饋給調度自動化系統，以便開展進一步優化控制行動。

4 結語

隨著特高壓交直流電網建設的不斷推進，以江蘇為代表的我國東部發達地區電網的區外來電會越來越多，有效改善電力資源配置的同時，對電網安全提出了新的挑戰，這就需要不斷提升負荷管理水平，創新負荷快速響應技術，構建基于保障大電網的負荷管理快速精準響應系統是維護未來特高壓互聯電網安全的重要保障。

參考文獻

[1] 李斌.江蘇電力負荷管理的創新及實踐[J].電力需求側管理，2015，17（5）.

[2] 顏慶國.有序用電用戶負荷特性分析方法研究[J].江蘇電機工程，2014，33（6）.

（責任編輯：小 燕）