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基于能源需求侧供需平衡的新能源优化配置研究刘阳

发布时间：2021-11-06T03:27:15.308Z来源：基层建设2021年第24期作者：刘阳

[导读]新能源规划与能源需求侧负荷特性密切相关，后者制约着新能源的发展速度、规模和利用效率

黑龙江省林业设计研究院黑龙江150080

摘要：。传统的新能源规划主要考虑日照、风速等自然条件的影响，忽略了与用户负荷特性之间的联系，容易造成弃光、弃风、切负

荷、利用率低等问题。传统的城镇建设规划在能源需求方面主要从供应侧考虑，较少结合本地新能源情况进行统筹规划。

关键词：能源需求；侧供需平衡；新能源配置

引言

新能源快速发展给系统灵活调节能力提出了新要求。随着中国新能源发电规模的快速增长以及大范围跨区输电格局的建立，电网对于

缓解调峰压力、提高备用水平、减少电网阻塞以及提升跨区通道输送能力等需求日益凸显。储能技术作为应对上述问题的重要技术方案，

有着广阔的应用前景。中国近年来也制定出台了一系列涉及储能应用发展的支持性政策和方案。结合大规模新能源并网消纳的需求，合理

优化储能的容量配置，不仅能够进一步缓解能源浪费，降低新能源并网给电网调度运行带来的冲击，还可以优化储能投资，提高社会的整

体效益。

1新能源介绍

能源需求侧供能分析传统的城镇能源规划主要为供应侧规划，具有设备容量冗余度大、初投资规模高、设备利用率低、网损高等缺

点，由于在规划时较少考虑新能源，因此存在能源供给结构单一、自供能力差等问题。为提高能源利用效率，转变能源供给结构，立足本

地消纳新能源发电以提高自供能力，从需求侧用能特性出发，精准匹配用能需求与能源供应方式，从而确定能源系统构成及设备容量。本

文以典型建筑类型为模型，结合当地气象参数、居民用能习惯，利用负荷模拟软件ＨＤＹ－ＳＭＡＤ得到各类建筑全年及典型日逐时建筑

能耗如图１至图２所示。

建筑负荷主要包括建筑电气（照明及日常电器）负荷、空调冷（热）负荷、炊事负荷及生活热水负荷。各类负荷优先使用新能源供能

方式，不足部分按照燃气三联供、市电的顺序进行补充供能。

2储能优化配置方法构建思路

考虑储能投资成本、风光出力特性、负荷特性、电网调节能力等，建立大容量储能多分区两阶段优化配置方法。第一阶段通过求解长

期优化调度模型，确定区域电网的新能源最大消纳量；第二阶段，结合第一阶段的计算结果，以储能投资成本最低为优化目标，采用二分

法更新储能配置规模，并返回第一阶段求解模型。1）输入电网、电源和负荷数据等。2）确定储能初始配置规模及相关参数，包括储能逆

变器功率、储能电池容量、逆变器单位容量建造成本、电池单位容量建造成本等。3）以新能源消纳量最大为优化目标，建立以年度为时间

周期的优化调度模型。4）给定新能源受阻地区集合，对于每个新能源受阻地区依次进行以下步骤。5）第一阶段：求解在步骤3）中建立的

长期优化调度模型，可得到给定区域电网在当前边界条件下的新能源最大消纳量。6）第二阶段开始：更新储能配置规模优化区间。7）判

断当前储能逆变器功率优化区间的长度是否小于某一非常小的常数，如果是，执行步骤9）；反之，执行步骤8）。8）第二阶段结束：采用

二分法更新当前新能源受阻地区内储能的逆变器功率，同时其他新能源受阻地区的储能配置规模保持不变，然后执行步骤5）。9）如果新

能源受阻地区集合中所有元素均已遍历，则执行下一个步骤；反之，执行步骤4）。10）根据所有新能源受阻地区储能配置规模，计算得到

储能的投资费用，流程结束。

3虚拟电厂概述

虚拟电厂是指通过先进的信息和通信技术及软件系统，对分散发电、储能系统、热电联产、可控负荷和电动汽车等分布式能源进行综

合协调优化。作为一个特殊电厂，它参与电力市场和电网运行，灵活地与电网交互，实现电力贸易，优化资源利用，这是提高供电可靠性

的一个复杂问题。打破了物理发电厂之间、发电和消费侧之间以及地区之间的传统界限，是一种非物理发电厂形式。虚拟电站广泛应用，

可作为系统供电给峰值刮板的“正发电厂”和增加负荷负荷量的“负发电厂”，并与充填系统合作。它不仅能够迅速响应指令，确保稳定和获

得经济补偿，而且相当于参与容量、电力和辅助服务等各种电力市场的发电厂，以实现经济效益。虚拟电厂最具吸引力的功能是能够聚集

不同类型的分散能源参与电力市场运行，能够通过市场手段促进发电资源的优化配置。该虚拟电厂充当分散能源、电网调度和电力市场之

间的中介，代表分散能源所有者执行市场结算结果，实现电力交易。借助多元化发电资源，虚拟电厂也可以参与辅助服务市场，参与各电

力市场的运行模式和调度框架，这将在促进发