基于电力系统整体能效的电网运行与规划研究

目前,电力系统的能效问题越来越受到人们重视。传统的电力系统能效分析中将电力系统分为发电侧、输配电网、用户三个环节进行能效管理,存在先天的片面性。本文考虑到电力系统中能量传递的连续性和关联性,将电力系统从发电侧到用户侧作为一个整体进行能效分析,并研究了电力系统整体能效在电网运行与规划方面的应用。首先,考虑到电力系统能量传递的连续性,将电力系统中发电、输配电、用电等环节的能耗归结于机组的煤耗,建立了衡量电力系统整体能效的效率模型。并在算例中分析了14节点网络中各节点负荷及能效对电力系统整体能效的影响。其次,研究了电力系统整体能效在用户负荷调度方面的应用。基于消费者心理学建立了用户电价响应模型,描述用户对电价的响应行为。在此基础上,建立了多用户参与电价响应的概率模型,对大量用户响应进行仿真。考虑电力系统整体能效最优的情况下,建立了电价优化模型,并通过仿真进行验证。然后,对考虑电动汽车集中型充电站接入的电网规划问题进行了研究。对当前电动汽车换电模式进行了分析,总结了集中型充电站规划的考虑因素。考虑电动汽车换电需求,以电力系统整体能效最优和建设成本最小为目标函数,对集中型充电站进行定址分容和电网规划,其中将充电站日最高充电负荷作为充电站规划容量。算例中对不同目标函数的规划方案进行了比较分析。最后,对用户侧综合用电能效评价进行了研究。首先对用户的生产环节进行了全面分析,建立了综合电耗、用电系统、生产信息、电能质量4类指标表征用户综合用电能效。然后参考国家标准或行业标准对指标进行分级,运用模糊隶属度理论对用户综合用电能效进行等级评价,结果可作为用户能效评比及节能改造建议。