摘要：研究了智能电网对电力需求侧管理（PDSM）的促进作用，建立了智能电网环境下的PDSM模型。一方面，模型中通过实时销售电价动态调整负荷需求，将发电侧统一出清的上网电价融入到实时销售电价模型中，同时为保证供电方有合理的利润，对实时电价进行了修正。另一方面，提出了紧急情况下利用智能设备削减负荷的具体操作方法，建立了智能设备控制技术模型，同时大规模接入分布式储能装置作为系统的备用容量，分析了分布式储能装置控制技术模型与智能设备控制技术模型的异同。基于MATLAB仿真技术，采用IEEE30节点系统作为算例，仿真验证了所建PDSM模型的可行性。算例结果表明，通过实时电价的调整可将日负荷率提高2.788%，在紧急情况下利用智能设备和分布式储能装置控制技术可有效减少7.22%的高峰负荷。

　　关键词：需求侧管理；智能电网；实时电价；智能设备；分布式能源；负荷管理；模型；电力市场

　　0、引言

　　电力需求侧管理PDSM（PowerDemandSideManagement）是为减缓资源消耗速度、降低损耗和减少环境污染而进行的用电管理活动。传统的PDSM采用技术、经济、引导和行政等手段，通过提高终端用电效率和优化用电方式，减少电量消耗和电力需求。但是，传统的PDSM还处在政策性管理阶段，并且缺乏先进的测量和通信设施，其发展受到了阻碍。智能电网下先进的计量、通信和控制手段对需求侧管理项目的推进起到非常关键的促进作用。

　　与传统的PDSM相比，智能电网下的PDSM具有更高的负荷监控技术、智能控制技术和终端节能效率，能实现实时的用户响应，并且支持分布式能源的自由接入。文献提出智能电网下需求侧资源可以作为装机容量或备用提高电力系统的安全性。文献针对智能电网时代引入的技术变革会给PDSM带来的影响和机遇进行了展望，并就中国面向智能电网的PDSM建设给出了具体的步骤和建议。而智能电网下PDSM系统的关键设备、关键技术及其实施步骤还有待深入研究。文献提出了智能电网下应用于PDSM的智能计量系统，包括智能计量仪表、通信网络和数据管理系统等。

　　目前，对智能电网下PDSM的硬件系统已经有所研究，但如何构建智能电网下的PDSM模型还有待深入探讨。本文首先分析了智能电网对PDSM的促进作用，在此基础上建立了智能电网环境下的PDSM模型。模型中通过实时销售电价的调整和变化，动态调整负荷需求，同时利用智能设备削减负荷并大规模接入分布式储能装置。最后，基于MATLAB仿真技术，采用IEEE30节点系统作为算例，仿真验证了所建PDSM模型的可行性。

　　1、智能电网对PDSM的促进作用

　　智能电网在创建开放的系统和建立共享的信息模式基础上，覆盖从需求侧设施到分布式发电再到电力市场的整个电力系统及相关环节，促进电力流、信息流、业务流的高度融合和统一。当前在输电网侧已经实现较强的智能，在配电侧和用电侧实现智能测量和智能控制是智能电网发展的重要方面。因此，智能电网将为PDSM的发展提供良好的硬件平台，主要表现为以下几个方面。

　　a.提高负荷监控技术。

　　智能电网有先进的传感测量技术和开放、标准、集成的通信系统，使得电网企业能够实时监视和分析系统目前的状态。电网的智能使电网企业能精确得知用户的用电规律，负荷预测更加精确，从而制定相应的PDSM措施，更好地平衡需求和供应。

　　b.提高终端用户的响应速度。

　　智能电网的集成通信，使电网实现电流和信息的双向流通，形成了电网企业和负荷终端的互动。在电网企业实施PDSM时，电价信息、宣传内容及相关激励、补偿规定能及时传输到用户端，用户根据实际情况和PDSM措施，及时改变用电行为，从而提高终端对PDSM的响应速度。

　　c.提高需求侧的节能效率。

　　通过电子感应、探测、遥控等信息技术对需求侧进行实时跟踪，并进行智能的分析、控制，实现精确供能，根据实际需求的量度，针对性地进行能源供应。

　　d.提供智能控制技术。

　　依靠智能电网的信息智能控制技术，能将PDSM融入到每一个电器产品的设计和系统的构置上，通过技术进步从根本上解决PDSM希望解决的问题。如夏天大商场多台空调同时运行，可通过智能控制，根据不同的客流量启用不同数量的空调，节约大量的电力负荷和相关投资。

　　e.分布式能源的自由接入。

　　由于部分分布式能源的间歇性和不稳定性，大量接入系统会对电网安全和其他电源的经济运行造成不良影响。智能电网不仅能够解决分布式能源装置同电力交换系统集成时的兼容性问题，而且提供安全的通信、监视和控制设施，实施系统范围内分布式能源的协同控制策略。利用分布式能源作为系统的备用，还可以大幅提高电力系统的安全性。

　　2、智能电网下PDSM模型

　　在进行智能电网下PDSM建模时，需要着重考虑分布式发电装置和储能装置的作用。所示的PDSM模型下，通过价格调整可实现负荷的动态变化。其中分布式电源容量较小，对电网的影响主要通过影响接入地区负荷对主网的电力需求来体现。

　　2.1负荷响应控制技术模型

　　电网的智能使电网企业能精确得知用户的用电规律，实现与用户的实时互动，充分发挥电价的经济杠杆作用；将技术手段与经济手段相结合，使用户根据电价或价格激励机制并通过预先设定价格策略的智能用电设备实时调整用电行为，尽量减小环境、经济、时间等因素对负荷的影响，从而高速高效调整负荷曲线。

　　2.1.1上网电价定价方法

　　上网电价采用统一出清竞价机制，在智能电网的条件下，由于具备了高级测量体系和先进的通信技术，可以每小时甚至更短时间进行一次竞价，并调整负荷分配和节点电价。发电厂商的报价函数为：ci=fpi=αpi（cpiP2gi+bpiPgi+api）=αcpiP2gi+αbpiPgi+αapi（1）其中，fpi为有功报价函数；Pgi为发电厂i的有功出力；api、bpi、cpi为发电厂i的成本系数；cpiP2gi+bpiPgi+api为发电商i有功生产费用二次曲线；αpi为发电商i的有功报价系数，它们在发电成本的基础上考虑维护费用、折旧费用、税金及适当的利润，发电商盈利的情况下，αpi>1。

　　2.1.2实时销售电价模型

　　本文在实时电价研究的基础上建立实时销售电价模型。

　　2.1.2.1目标函数

　　以电网企业的购电费用为目标函数，即用发电厂商的报价函数描述：minF（x）=鄱i＝1mfpi（Pgi）（2）其中：fpi（Pgi）=αpi（cpiP2gi+bpiPgi+api）i=1，2，…，NG（3）

　　2.1.2.2约束条件

　　等式约束g（X）如式（4）、（5）所示。gpi（x）=Pgi-Pdi-鄱j＝1NUiUjYijcos（θi-θj-δij）=0（4）gqi（x）=Qgi-Qdi-鄱j＝1NUiUjYijsin（θi-θj-δij）=0（5）不等式约束h（X）如式（6）—（9）所示。

　　a.容量约束：