试论智能电网实时电价的现状和未来趋势

孟庆洋

摘要：近年来，随着社会的发展，我国的智能化建设的发展也有了很大的提高。电力行业由第二次工业革命发展至今，已成为社会生产和发展的根本性行业。配电网系统作为与其他行业用电连接的端口，其网络结构复杂庞大、且网损逐年增加，因此系统降损成为供电网络必需考虑的一个重要因素。配电网重构优化作为降损最基本、最有效的方法之一被广泛关注。配电网重构以时间为尺度可分为静态重构和动态重构两种方式。静态重构以一个瞬时时刻对配电网进行网络结构优化，是一个静态过程;而动态重构则是实时地，动态地调整配电网一段时间内的网络结构，并将降损优化问题由理论研究转化为工程实际应用。

关键词：智能电网;实时电价;现状;未来趋势

引言

随着现代工业技术的快速发展，人类生活变得越来越方便，如智能家居、电动汽车等的使用。然而，方便的同时也给世界能源可持续发展带来了巨大的挑战，尤其越来越多的电器产品和工业的超负荷运营，是当前世界电网所面临亟待解决的问题。在这种背景下，智能电网应运而生，智能电网是连接发电厂、供电商、用户之间的依靠先进的通信和计量设施建立起来的电力网络结构。

1智能电网现状分析

当前，由于用户自身的习惯不同、对于智能电网的概念不理解、不能掌握电网的现有信息等原因，用户的用电体验没有得到很大提升。相关机构根据用户参与方式的不同将系统分为基于激励和基于价格的两类。基于激励的模式指的是当电网的安全性不能达到一定的标准时，可以采用激励来刺激用户减少用电量。基于价格的需求响应是用户根据自身了解到的相关信息，对于需求进行适当的转变，在用电低谷期激励用户增加用电量，在高峰时期减少用电量，这样可以均衡各个时期的用电量，增强网络的安全性能，優化资源配置。实时电价就是其中的一种定价方式，具有很高的实用性能，对实时电价进行研究具有广阔的应用前景，受到社会的广泛关注。要提升电力的应用效率，就要转变传统的定价方式，实行实时定价，调整电力的供应与需求。

2重要性

由于电力能源自身的易损性和难存储性，要求电力市场供电侧和需求侧达到均衡时，才能实现能源的利用最大化。在电力市场运营中，实时电价已经是智能电网需求侧管理的重要手段之一。在实时电价问题的解决过程中，目前国内外研究主要采用两种方法：一种是利用博弈论方法均衡供电侧和需求侧之间的关系，制定定价机制;另一种是利用最优化方法研究社会福利最大化问题。现有利用最优化方法来研究实时电价的文献，大多数考虑的是用户效用函数为单一类型，而现实生活中，由于用户种类繁多，他们的消费模式和偏好不同，效用函数会呈现多样化。研究了基于用户效用最大化和供电商成本最小化的社会福利最大化模型，通过分布式算法进行对偶分解，并利用梯度投影法给出了供电商与用户之间的实时电价更新算法。

3基于实时电价的智能用电系统分析

智能电力系统的组成部分有主站系统、智能电表、本地信道、远程信道、智能开关、互动终端等。从运行经济性出发，在居民用户智能用电系统中，可以利用本例信道来集中和转发远程信道与智能电表间的通信;从发展角度出发，智能家电将会逐步替代智能用电系统中的智能开关。

3.1主站系统

主站系统具体分为四个子系统：①用电信息采集子系统：电力企业借助该系统能够及时掌握用户用电信息，为市场分析提供充足的数据和信息。此外，采集和存储大量的用户用电信息，为其他子系统的正常运行奠定了基础。②营销服务支持子系统：该系统能够为用户提供个性化、多样化、集成化的服务，如用能咨询、节能分析等。电力企业借助该系统，能够实现自动化办理营销业务，如抄表管理、电量电费、电能计划、购电管理、线损管理、用电检查等。③负荷预测子系统：该系统能够借助智能挖掘、联机分析等技术，采用多维分析的手段，对营销数据中心存储的用户用电信息进行分析，提高负荷预测的准确性，有针对性地为企业制定电价策略。④电价策略制定和发布子系统：该系统结合发电信息、输送能力信息等，利用预测的结果，根据具体情况，科学制定电价日时段策略，并在第一时间将制定的策略发布给所有的电力用户。此外，该系统还能向电力用户定期发布结算电量电费清单等相关信息。该系统采用的是排列组合的算法，能够根据政府监管方案，制定出多种电价日时段划分策略，电力企业只须将负荷预测子系统预测的结果输入到该系统中，该系统就能自动筛选出针对性最强的电价日时段划分策略。其中，采用电价日时段划分策略的优势有：①虽然电力企业对电价的细化程度不够，但是电价日时段划分策略是在海量数据基础上制定出来的，这在一定程度上弥补了电力需求与电力供应间的偏差;②智能用电强调实时性通信，发布的电价日时段划分策略能够降低此项要求;③电价日时段划分策略扩展性良好，不仅能够满足用户的需求，而且还能促进智能用电系统的发展，提高了电力企业分阶段建设智能用电的可行性。

3.2远程信道

远程信道分为上行信道和下行信道，其中，上行信道的作用是将智能电表、互动终端采集的用户用电信息传送给电力企业;下行信道则是将电力企业制定的电价日时段划分策略发布给用户。此外，远程信道还能够根据设定的时间抄读、传送预设数据，电力企业预先设置事件，事件报警能够实时监测并主动上报。再者，在增值服务方面，远程信道能够为客户提供定制服务。在建设智能用电系统中，最大的难题就是配用电侧通信手段。全国各地经济发展存在较大的差异，所以电力企业必须要灵活配置智能用电系统的远程信道。针对正在运行的线路，电力企业必须要全面考量经济、技术等方面的问题，对当前可用的技术进行评估，加快建设速度;针对新建的配网线路，电力企业应该考虑在建设配电线路的同时，利用光纤复合相线技术建设远程信道。

3.3智能电网中家庭用户的智能电网调度

智能网络中用户家庭的用电调度考虑到了家庭中不同家用电器对于用电的影响。随着社会的不断进步，智能家电的普及也越来越广，相应，智能电网的功能也在不断扩大，性能在不断优化。在这种模型下，假设电价固定，对于两种不同类型的用电器进行性能分析，并对电量进行最优配置，实现电能花费和不认可程度的一种平衡。这种类型同其他两种类型的不同点在于电器分为可调度和不可调度两种，可以调度的一定程度上可以被电能消费控制器控制，而不可调度的就没有这一功能。用户要在电费和体验度之间进行最优选择，而这两者的目标往往是冲突的，这就需要用到微观经济的相关内容，实现总体收益的最大化，而实时电价的设立正好能帮助用户解决这一难题，同样也实现了资源的有效配置。

结语

我国当前的电价是受管制的，所以电价并不能将电力供应和电力需求间的关系真实反映出来，导致电力企业面对电力需求波动时不能及时给予有效的调节，进而浪费大量的电力资源。智能电网是未来的发展趋势，具有广阔的前景。相关领域的工作人员要做出一定的努力，完善发展基于实时电价的智能电网用电优化调度，提高国家电网的运行效率，增强用户用电的安全性，增强用户的满意程度，实现资源的优化配置，一定程度上减缓资源稀缺的压力。

参考文献

[1]杨胡萍，彭云焰，熊宁.配网动态重构的静态解法[J].电力系统保护与控制，2009，37（8）：53-57.

[2]王淳，高元海.采用最优模糊C均值聚类和改进化学反应算法的配电网络动态重构[J].中国电机工程学报，2014，34（10）：1682-1691.