电力负荷峰谷特性的谱分析方法及应用研究

伴随着智能电网中用户智能互动机制的建设推进,大规模可再生能源并网发电,以及经济形势和产业结构动态调整,电力负荷峰谷特性更加复杂。当前,常用负荷率、峰谷差率定量表征峰谷特征,或是采用直接观察的定性方法来概要反映出电力负荷的峰谷特征。但这些方法仅考虑负荷曲线中各时点断面的负荷水平的高低,并不能完全描述负荷曲线峰谷及其波动特征。 同时,负荷峰谷特征的时变性和波动性加剧,对电力系统运营经济性的负面影响突显,尤其是可再生能源发电峰谷间歇性波动引发的经济性问题凸显。国内外实践和研究表明,需求响应机制是增强可再生能源发电经济性重要且必不可少的途径。因此,拓展电力负荷峰谷特性分析方法,并融合应用于提高可再生能源发电经济性的需求响应决策分析中,具有理论和实际应用的价值。 针对以上问题,论文采用谱分析的方法进行负荷峰谷特性分析,把对负荷峰谷特性的研究从时域转移到频域。与现有时域分析方法不同,谱分析方法可以把负荷序列分解为具有不同振幅、相位、频率的周期分量的叠加,定位出负荷序列中隐含的各主要周期分量,能更有效地进行负荷曲线峰谷波动的态势分析。 文章采用单谱分析方法,提取相关指标表征负荷峰谷特征的频域指标,并应用上述指标建立峰谷分时电价需求响应评估模型。该模型从频域分析的角度拓展了峰谷分时电价需求响应评估方法。同时,针对风力发电强波动特征,文章采用互谱分析方法,研究风力发电负荷和各类用电负荷的周期共变性,建立支撑风力发电健康发展的需求响应匹配分析模型。该模型基于可再生能源发电曲线与用户需求曲线的频域波动特征比对,定位与风力发电的波动性、反调峰性等特征相协调的用户侧资源,以用于合理设计需求响应机制,更多地吸纳风力发电。最后,论文实例分析表明,基于谱分析理论的负荷峰谷特性分析模型,能够便捷、有效地表征电力负荷曲线的峰谷波动特征,应用于需求响应评估和需求响应匹配分析可行,为促进需求响应机制合理设计,提高可再生能源发电经济性提供了支撑。