綜合能源供給側(cè)改革的城市配網(wǎng)規(guī)劃方法

摘要：在能源和電力領(lǐng)域供給側(cè)改革的引領(lǐng)下，多種形式的能源相繼誕生，且這些能源都是符合未來城市配網(wǎng)發(fā)展趨勢。各種能源對現(xiàn)代城市的發(fā)展都能夠起到一定的促進作用，并且符合我國城市在未來一段時間的發(fā)展趨勢。本文主要闡述了綜合能源供給側(cè)改革的城市配網(wǎng)規(guī)劃方法有關(guān)內(nèi)容，希望能夠提供參考價值。

關(guān)鍵詞：綜合能源;供給側(cè);城市配電網(wǎng)

1終端綜合能源單元模型

能源集線器是利用數(shù)學(xué)模型定量分析綜合能源系統(tǒng)能量傳輸與轉(zhuǎn)換關(guān)系的工具。利用能源集線器模型將綜合能源城市配網(wǎng)分解為多個耦合于電力網(wǎng)、天然氣網(wǎng)和交通網(wǎng)的終端綜合能源單元（Hub）以進行能量平衡分析，其內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)及其與綜合能源城市配網(wǎng)和上級綜合能源系統(tǒng)的關(guān)系如圖1所示。

Le、Lh和Lt分別表示各Hub輸出的電負(fù)荷、熱負(fù)荷和交通負(fù)荷;Pe和Pg分別表示輸入各Hub的電能和天然氣功率;Pw為Hub內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電功率。圖1表明，每個終端綜合能源單元內(nèi)部包含熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）、電轉(zhuǎn)氣（powertogas，P2G）、燃氣鍋爐（GF）和充電站等多個能源轉(zhuǎn)化裝置，以分別實現(xiàn)天然氣向電能和熱能的轉(zhuǎn)化、電能向天然氣的轉(zhuǎn)化、天然氣向熱能的轉(zhuǎn)化，以及電能向交通動能的轉(zhuǎn)化。各終端綜合能源單元的風(fēng)電出力與電能輸入根據(jù)調(diào)度系數(shù)a分配給電負(fù)荷和P2G裝置，P2G裝置的天然氣輸出與Hub入口處的天然氣輸入共同根據(jù)調(diào)度系數(shù)b分配給CHP裝置和GF裝置，CHP裝置的電能輸出可供給一部分電負(fù)荷，而熱能輸出與GF裝置產(chǎn)生的熱能一起供給熱負(fù)荷。

2綜合能源城市配網(wǎng)規(guī)劃模型的分析

2.1充電站雙重效用函數(shù)分析

就目前的實際情況而言，電動車的補給設(shè)施主要是慢充站，因此，在實驗的過程中就模擬設(shè)置了一個慢充站。需要注意的是，能源的補給方式應(yīng)該結(jié)合電動汽車的數(shù)量、日行駛里程及比例來進行確定。經(jīng)濟的飛速發(fā)展，使我國城市交通變得更加多元化，調(diào)動汽車在城市中的應(yīng)用也更加普及，使得城市中的慢充站的作用變得更加明顯，特別是大規(guī)模充電站會對城市配電系統(tǒng)運行產(chǎn)生一定影響。簡單來說，在城市不斷發(fā)展過程中，如果不采取合適的措施正確引導(dǎo)城市中的慢充站，在城市配電網(wǎng)在運行期間可能會出現(xiàn)峰上加峰的問題，影響城市電網(wǎng)在具體應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性?？梢?，在城市中設(shè)置慢充站時，需要工作人員特別注意電動汽車在充電方面的需求。電動汽車充電需求在不同時間段會發(fā)生轉(zhuǎn)移，因此對于慢充站內(nèi)電動汽車充電功率在不同時段分布的優(yōu)化，可以利用價格性需求響應(yīng)策略實現(xiàn)。簡而言之，在城市用電高峰階段，適當(dāng)提高用電價格，從而達到減少人們對用電汽車充電的行為，進而可以達到降低慢充站壓力的最終目的。然而，就目前統(tǒng)計的大數(shù)據(jù)來看，電價敏感度、出行時間以及充電方便性都直接影響了電動汽車用戶在需求響應(yīng)策略下的效果。因此，在充電站中引入雙重效用函數(shù)就顯得非常有必要了。

2.2綜合能源規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)及約束條件

綜合能源目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)中，為了確保城市中綜合能源配網(wǎng)在運行過程中的安全性，滿足人們對能源的具體需求，一方面要嚴(yán)格遵守不同終端綜合能源內(nèi)部能源轉(zhuǎn)換在平衡方面的具體關(guān)系，另一方面，還要注意天然氣傳輸能量與電力傳輸能量兩者間的平衡關(guān)系。

3城市配電網(wǎng)規(guī)劃的合理措施分析

3.1構(gòu)建合理的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在綜合能源供給側(cè)改革背景下，我國城市配電網(wǎng)建設(shè)過程中的一項最關(guān)鍵性問題是沒有以可持續(xù)化發(fā)展理念對城市在發(fā)展過程中的電力需求情況進行合理分析，嚴(yán)重制約了城市的發(fā)展?？梢?，規(guī)劃新區(qū)或新城電網(wǎng)時，應(yīng)當(dāng)利用整體觀念進行規(guī)劃，才能滿足城市的發(fā)展需求。城市配電網(wǎng)建設(shè)過程中，要確保城市配電網(wǎng)線路清晰，做好相應(yīng)的區(qū)域劃分工作，方便未來相應(yīng)的工作人員對城市配電網(wǎng)進行檢修和維護，也便于配電網(wǎng)運行出現(xiàn)故障時能夠及時找到問題所在，從而及時采取相應(yīng)措施處理問題，確保城市配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。除此之外，針對城市中的配電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)當(dāng)堅持發(fā)展的理念。建設(shè)的配電網(wǎng)要可以滿足城市當(dāng)前在發(fā)展方面的需求，并且要在該基礎(chǔ)上對配電網(wǎng)中的設(shè)備及相應(yīng)的配置進行合理優(yōu)化，進一步提高城市的供電量，確保城市在未來一段時間的發(fā)展、擴建不會受到電力的制約。

3.2協(xié)調(diào)好城市主電網(wǎng)和配電網(wǎng)之間的關(guān)系

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們對城市配電網(wǎng)建設(shè)的不斷研究，我國基本完成了對城市配電網(wǎng)的優(yōu)化和改進。但是，在一些經(jīng)濟欠發(fā)達區(qū)域，仍然存在待優(yōu)化和改進的城市配電網(wǎng)。針對該現(xiàn)象，電力部門要從城市實際發(fā)展情況入手，充分協(xié)調(diào)好主電網(wǎng)和配電網(wǎng)的關(guān)系，在建立城市主電網(wǎng)時，應(yīng)當(dāng)合理計算配電網(wǎng)的工作范圍，進而確保城市中采用的電力系統(tǒng)正常運行，避免出現(xiàn)過度損耗而破壞供電系統(tǒng)的情況。

3.3科學(xué)計算區(qū)域用電

對城市區(qū)域的用電情況進行合理計算，一方面可以獲取該區(qū)域用電情況的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，另一方面可以通過獲取的區(qū)域數(shù)據(jù)，完成對整個城市用電情況相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，進而為城市配電工程的具體建設(shè)開展提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持，使配網(wǎng)電量供給負(fù)荷可以滿足城市的發(fā)展需求。目前，我國在城市用電量計算上，常用的方式有3種：合理利用曲線函數(shù)，完成對城市用電量的計算;通過構(gòu)建模型的方式，完成對城市用電量的計算;通過數(shù)學(xué)比例的方式，完成對城市用電量的合理估算。在計算城市的具體用電量時，應(yīng)當(dāng)充分考慮城市中不同區(qū)域的具體情況，做好相應(yīng)的分析工作。

4結(jié)語

總之，城市建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)積極合理規(guī)劃與優(yōu)化城市配電網(wǎng)。在響應(yīng)供給側(cè)改革的基礎(chǔ)上，利用能源轉(zhuǎn)換特性，實時調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換方式，達到降低最終用戶符合性、穩(wěn)定能源價格以及降低電能峰值負(fù)荷的目的。在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)采取綜合能源規(guī)劃模式為基礎(chǔ)，重點探索能量轉(zhuǎn)換設(shè)備和能源網(wǎng)絡(luò)的類型，以及如何使能量轉(zhuǎn)換設(shè)備創(chuàng)建分析模型更精確和詳細，以便明確下一步的研究方向。

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張晶，1995.02.06，女，青海人，民族：漢族，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，職務(wù)：專責(zé)，研究方向：電氣工程及其自動化，單位：青海綜合能源服務(wù)有限公司，郵編：810000。