基于需求侧响应的配电网供电能力提升方法分析
目录
基于需求侧响应的配电网供电能力提升方法分析 1
1.1计及用户分级和响应的供电能力模型 2
1.1.1用户分级与供电能力关系 2
1.1.2用户互动与供电能力关系 2
1.1.3基于需求侧响应的供电能力模型 3
1.2配电网供电能力提升方法 5
1.2.1基于部分元件N-1的供电能力提升方法 5
1.2.2考虑元件故障率差异的供电能力提升面积 6
1.2.3提升供电能力的算法流程 8
1.3仿真验证 9
1.3.1基于需求侧响应的供电能力评估 9
1.3.2供电能力提升方法验证 12
需求侧响应是电网与用户的重要互动资源，可以有效提升电网运营水平与供电能力。本章重在研究计及用户分级与互动后配电网供电能力的数学模型，并在
提出了在电网侧提升配电系统供电能力的策略。
1.1计及用户分级和响应的供电能力模型
1.1.1用户分级与供电能力关系
目前，国内外的三级用户分类方法主要是根据用户对可靠性的需求及用户的重要性来区分。用户分级能够为电网设计提供重要参考依据，如是否需要双电源、多联络线路等。另一方面能够为利用需求侧资源打好基础。
根据国家电力相关法规与三级用户分类法的规范，供电企业应当严格保证对第一、二级用户的供电安全，所以在电网发生N-1故障后，第一、二级用户由于被严格保证供电，它们均不会退出电网或削减负荷，所以不会对供电能力的评估产生影响。而三级用户对供电要求较低，能够承受负荷调峰或N-1时段的中断供电或负荷削减。具体而言，在负荷调峰等正常运行模式下，其作用与第一、二级用户相同，不会影响以满足N-1为前提的供电能力。在系统故障时，三级用户可以削减负荷来提升系统整体的供电能力。
1.1.2用户互动与供电能力关系
用户互动的需求侧项目按照响应原因主要分为两种类型：基于价格的 (priced-basedDR)和基于激励的(incentive-basedDR)错误!未找到引用源。。由于基于价格的DR主要是系统在正常运行情况下的增减负荷行为，并不参与故障后的响应，所以本章不做研究。
基于激励的需求侧响应是指用户与供电商之间签订削减负荷并获得收益的合同，当系统发生故障后，供电商按照合同约定，削减用户相应负荷的响应。基于激励的响应能够让配电系统在发生故障后供电能力维持一定水平，并且用户能够获得一定的经济收益，由于能够达到用户与供电企业双赢的目的，现已逐渐普及应用。目前，基于激励的需求侧响应主要分为如下几种：
1)直接负荷控制(DirectLoadControl,DLC)
DLC用户在系统发生N-1故障后，能够通过减负荷或中断负荷，减少系统供电压力，从而提升系统供电能力。但是由于参与DLC项目的用户多为小型工商业用户，对故障后供电能力提升效果极为有限，所以本章不对DLC与供电能
力关系作深入研究错误!未找到引用源。O
2)可中断负荷(InterruptibleLoad,IL)
和DLC项目作用机理类似，在系统发生N-1故障后，IL用户响应并削减负荷。按照规程，IL响应时间尺度约为2小时，满足主变短时过载要求错误!未找到引用源。OIL用户多为对可靠性要求不高的用户，且此类用户用电量较大，能够减负荷的容量足够多，所以是一种快速有效的提升整体供电能力的DR措施，以下具体分析可中断负荷响应对系统供电能力的影响。
假设馈线i上现有负荷用SF.;表示，当配电网络发生N-1故障后，原本需要
转带的负荷量为SF.,但是当供电商与用户签订削减负荷协议后，需要转带的负荷被削减为α?SF,;(0≤α;≤1)错误!未找到引用源。。其中，α为馈线i的减负荷因子，表示
系统发生故障后，馈线i的负荷衰减为原有负荷量的α;倍(O≤α;≤1)。为了满足N-1安全准则，应满足如下不等式：
α;SF,+α;SF,;≤CF,(0-1)
最大供电能力为所有馈线最大负荷之和，因为馈线段负荷S前的衰减因子在0到1之间，这使得计及DLC后负荷之和将增大。
3)紧急需求响应(EmergencyDemandResponse,EDR)
紧急需求响应与可中断负荷响应类似，都是指在网络发生N-1故障后，用户能够通过中断部分自身负荷，以期获得供电方补偿。EDR项目往往能够大大降低整个配电系统的网络风险、缓解电力供应短缺的状况。EDR与可中断负荷管理的项目相似，不同点在于：(1)EDR仅适用于故障后的减负荷