发电调度向负荷调度转变 负荷调度将替代传统发电调度

　　“电源结构的转变是智能电网的重要促进因素。”11月14日，在苏州召开的智能电网与先进电力设备学术交流年会上，中国科学院院士、西安交通大学电气工程学院教授王锡凡提出，能源革命给电力系统带来了新变化，适应智能电网建设的负荷调度，将能够改变目前采用的传统发电调度模式，实现电网运行方式的革命。

　　发电低碳化+工业电气化

　　王锡凡表示，到2050年，世界二氧化碳排放总量将达到8000亿吨，从2010年到2050年的40年间，粗略估算全世界每年二氧化碳排放量为200亿吨。减排基本途径将来自发电低碳化、可再生能源、核电、CCS开发利用和运输、加热（制冷）、工业电气化等产业的变化。“概括就是发电低碳化+工业电气化”。

　　“一般情况下，新能源发展要先转变成电能才能加以利用。”王锡凡认为，这样就使得电源结构发生变化，电能用户及用电量显著上升。“与此同时，智能电网的重要促进因素就来自电源结构的转变。”近来，英国能源及气候变化部（DECC）研究并提出了能源过渡的6个可行性方案，基本目标是到2050年至少减排二氧化碳80%。每个方案包括逐年能源需求、电源结构、能源供应和减排过程。英国过渡方案的电源结构情况是不加CCS的火电2050年前全部停运，电源基本由可再生能源、核电和有CCS的火电构成。因为，CCS技术具有很大不确定性，发电成本为核电一倍，所以经济性欠佳。

　　王锡凡认为，我国电源发展方向应集中在三方面。一是大力加强CCS方面的研发工作，二是加快风电等可再生能源建设，三是强化核电研究和建设。

　　发电调度向负荷调度转变

　　王锡凡通过分析能源革命给电力系统带来的变化之后，认为一些关键技术设置的存在，预示着电网运行革命可能到来。比如可再生能源基本上都是不可控的电源；依托智能电网建设的电动汽车产业，则可能成为可控的负荷。

　　“目前电网运行采用的主要是传统的发电调度方式，发电出力可控，开停可控。”王锡凡表示，发电调度根据负荷预测，解决机组开停、经济运行、最优潮流等问题。

　　电力平衡是电力系统运行的核心问题，电力调度则是解决电力平衡的手段。智能电网的特点是吸纳大量可再生能源，供电系统与用户互动。王锡凡表示，为实现系统平衡，负荷调度就成了智能电网的重要标志和功能。“因为发电调度是电源可控、负荷不可控，负荷调度则是负荷可控、电源不可控。”在王锡凡看来，未来电力系统中可再生能源发电的比重将有明显的增加，风电、光伏等可再生能源发电的出力是不可控的，利用常规电源控制不一定经济，所以，采用负荷控制可能更合理。

　　“有一部分负荷的用电时间是灵活的，如加热、制冷、电动汽车等，以及储能设备。”王锡凡表示，利用这些可控负荷追踪风电、光伏等可再生能源发电的出力变化，调度负荷来平衡预测的风电、光伏等的出力曲线。
英国能源过渡方案中，预测2050年可再生能源发电量约300太瓦时，2050年交通耗能600太瓦时，汽车占80%，其中电动汽车占80%。简单推导汽车年耗电能600×0.8×0.8=384太瓦时，大于可再生能源发电量300太瓦时。由此得出，电力系统可调度电动汽车的充电时间，采用负荷追踪发电的方式，满足功率平衡。

　　王锡凡对此判断，采用负荷调度的方式追踪不可控电源的预测出力曲线，可能是一种未来电力系统调度的有效补充方式。

　　市场和电价作用重要

　　智能电网负荷调度的效益如何？王锡凡认为，负荷调度可以降低新能源并网的费用，降低电网损耗，降低发电机组的备用容量，提高输电设备的利用率，减少投资。

　　负荷调度中，智能电网是操作平台，电力市场是运营平台，电价是负荷调度的驱动力。由于调度对象多而分散，每个调度对象可控功率很小，通信手段和发电调度不同，调度命令不同，所以需要智能电器、智能电表、双向通信网络作基础。

　　“只有大力促进我国电力市场改革，智能电网才能发挥作用。”王锡凡表示。

　　负荷调度分为平衡可再生能源发电、削峰填谷、调节输电网潮流等种类。王锡凡认为，面对电源结构复杂化的趋势，必须发挥市场优化配置资源作用，通过竞价、电价、辅助服务和过网费等手段，保证负荷调度运营。“调度职能应属事业单位”。

　　目前负荷最优调度模型也表现为模型复杂，计算量大。“需要克服可控负荷量、输变电容量和安全、电压质量等约束条件，目标函数为网损最小。”王锡凡表示，削峰填谷在算法上容易实现，属于单节点问题，调节输电网潮流，将给电力系统分析带来较大挑战，是多节点、多时段问题。

　　谈到负荷调度对可靠性的影响，王锡凡以北美可靠性委员会的研究报告、负荷特性的改变、电力系统分析软件的更新等相关依据，认为负荷调度可靠性可以乐观预期。

　　因为峰谷电价、实时电价是负荷调度的驱动力。“我国电价改革应树立长远科学的目标。”王锡凡说。