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本书依托国网湖南省电力有限公司在电力调峰方面的技术积累，从助力“双碳”目标落地的角度出发，对湖南省电网的调峰关键技术进行了阐述。本书从湖南省的电力发展状况入手，分析了湖南省电网的调峰需求与调峰能力，以及电价变化、用户经济性与负荷特性的关系，构建了促进新能源消纳的峰谷平时段优化模型和峰谷平时段、电价组合优化模型，并采用粒子群算法进行了优化求解，从促进新能源消纳的角度，对湖南省电网的多类型用户调峰关键技术进行了探讨。

目    录
第1章  湖南省电力发展现状	1
1.0  引言	1
1.1  湖南省电力产业发展概述、运行动态分析和存在的问题	4
1.1.1  湖南省电力产业发展概述	4
1.1.2  湖南省电力产业运行动态分析	9
1.1.3  湖南省电力产业存在的问题	10
1.2  本章小结	13
第2章  湖南省电网调峰现状	15
2.0  引言	15
2.1  湖南省电网调峰需求现状	24
2.1.1  负荷峰谷差分析	24
2.1.2  新能源发电对调峰需求的影响	29
2.2  湖南省电网调峰能力现状	35
2.2.1  火电机组调峰能力	35
2.2.2  水电机组调峰能力	36
2.2.3  风电机组调峰能力	38
2.3  湖南省电网调峰平衡现状	41
2.3.1  调峰平衡现状	41
2.3.2  新能源利用情况	41
2.3.3  抽水蓄能情况	42
2.3.4  调峰需求计算	44
2.3.5  风电并网对湖南省电网调峰能力的影响	45
2.3.6  可再生能源对调峰的影响	48
2.4  本章小结	49
第3章  湖南省电网调峰平衡计算	51
3.0  引言	51
3.1  湖南省电网的市场空间测算	53
3.2  跨区跨省送受电现状	56
3.2.1  输电工程建设情况	56
3.2.2  区外直流线路典型曲线	57
3.2.3  跨区跨省送受电对调峰需求的影响	59
3.3  调峰平衡原则	62
3.3.1  电力系统源网荷一体化生产模拟	62
3.3.2  边界条件	63
3.3.3  电源出力特性	72
3.3.4  多资源协同调峰优化机制	81
3.4  调峰平衡计算	84
3.4.1  调峰缺口测算	84
3.4.2  调峰不足原因分析	91
3.4.3  协同调峰平衡计算	92
3.4.4  智能调峰平衡计算	100
3.5  调峰资源配置方案建议	109
3.5.1  配置原则	109
3.5.2  配置方案	109
3.5.3  资源配置布局	110
3.5.4  调峰辅助市场系统的设计	118
3.5.5  优化区域电网调度	120
3.6  相关建议	126
3.7  本章小结	127
第4章  促进新能源消纳的湖南省电网多类型用户负荷调峰关键技术	129
4.0  引言	129
4.1  用户参与调峰电价引导模型	130
4.1.1  用户参与调峰机制研究现状	130
4.1.2  用户参与调峰电价引导模型	132
4.2  电源的用户调峰策略	138
4.2.1  湖南省新能源消纳现状分析	138
4.2.2  峰谷分时电价对负荷特性的影响	140
4.2.3  峰谷平时段划分及电价组合优化策略	142
4.2.4  湖南省电网典型日总体负荷优化分析	148
4.2.5  湖南省电网四季节峰谷平时段电价优化分析	152
4.2.6  促进新能源消纳机制的分析	162
4.3  多类型用户参与调峰策略及对比分析	163
4.3.1  多类型用户调峰责任评估	163
4.3.2  促进新能源消纳的多类型用户峰谷平时段优化策略	166
4.3.3  促进新能源消纳的多类型用户峰谷平时段、电价组合优化
      策略	172
4.4  多类型用户参与调峰的综合评价方法	177
4.4.1  多类型用户调峰机制的评价指标体系	177
4.4.2  基于动态激励法的用户调峰机制评价模型	180
4.5  本章小结	189
第5章  结论与建议	191
5.1  结论	191
5.2  建议	192
参考文献	194

前    言
充沛的电力供应、得当的电力调度是推动我国经济社会在新时代实现高质量发展的重要支撑，是满足广大人民群众对美好生活追求、用电用能需求，以及助力实现“双碳”目标的重要路径。
近年来，湖南省的经济社会快速发展，产业结构优化调整，新能源装机规模不断增长，用电结构发生了显著变化，电网峰谷差逐年加大，新能源的发展也使调峰与清洁能源消纳之间的矛盾日益突出。随着国家“双碳”目标的提出，未来的新能源必将以更加迅猛的速度增长，其间歇性、随机性、反调峰等特点，会明显增加电网调峰压力，再叠加区外来电的电能消纳要求，使湖南省电网在调峰方面面临着巨大的挑战，亟待研究解决。
受制于现有电力系统的结构与特点，湖南省电网的调峰能力有限，传统的调峰手段已无法满足湖南省清洁能源的发展与负荷需求的增长，迫切需要深度挖掘调峰资源潜力，从湖南省电网的中长期建设与发展角度出发，改变现有的调峰手段，提出更加科学合理、经济高效、绿色智能的电网调峰措施，不断提高调峰能力，适应负荷增长需求，增强韧性与弹性，保证电网的安全可靠与持续稳定运行。
从目前湖南省电网的“发/输/配/用电”的整体情况来看，呈现“缺电力不缺电量”的特点，电力系统整体运行效率不是很高。一个表现是最大供电能力依然不能满足高峰负荷需求，高峰季节依然存在需要有序用电现象；另一个表现是高峰负荷持续时间总体呈下降趋势，为满足高峰负荷需求而增加电网投资，会使电网的整体效率不高。上述的特点主要源于电力供需在时空上的不平衡，暴露了湖南省电网在灵活调节资源方面的不足，短板亟待补上。
结合湖南省电网的运行现状，本书深入分析了电网调峰需求与调峰能力，从用电负荷、新能源发展、跨区跨省送/受电等方面出发，分析和计算了湖南省未来各水平年典型日的系统调峰需求，结合未来发展规划，研究了今后各水平年调峰能力发展情况。在合理配置现有调峰资源的同时，结合能源发展形势与多能互补趋势、调峰资源发展基础与敏感性分析，明确各类调峰资源的配置原则，以期为湖南省中长期能源电力的优质高效发展提供理论和技术支持。
本书采取理论与实证相结合的方法，考虑湖南省新能源与用电负荷发展趋势等因素，从以价格为引导的用户参与调峰机制、提高新能源消纳用户调峰机制与峰谷分时电价策略、多类型用户调峰机制评价等方面开展了深入研究，分析了不同类型用户的负荷特性与柔性可调潜力，重点分析了电价变化、用户经济性与负荷特性的关系，依据调峰需求和用户负荷特性，构建了考虑社会因素的基于电力需求价格弹性矩阵的用户响应模型、基于消费者心理学的用户响应模型等，以反映不同电价政策对用户负荷需求的影响。
本书以新能源消纳和最大化用户满意度为目标，分别构建了促进新能源消纳的峰谷平时段优化模型和峰谷平时段、电价组合优化模型，并采用粒子群算法进行了优化求解，对比了两种模型的新能源消纳量以及不同季节的峰谷分时电价的划分结果。仿真结果表明，考虑社会因素的基于电力需求价格弹性矩阵的用户响应模型可以更有效地促进新能源消纳，通过制定季节性分时电价机制可更有效地缓解夏季与冬季负荷高峰的供应压力；根据用户调峰责任大小制定公平合理的激励措施，有利于提升多类型用户参与需求响应的积极性，达到对负荷削峰填谷的目的。此外，本书还对比分析了储能加入后的新能源消纳情况，仿真结果表明，储能的加入可使新能源消纳量得到进一步提升。
在国家相关政策激励与指引下，我国新能源呈现快速发展的态势，集中式与分布式并举，推动风电和光伏发电的大规模、高比例、高质量、市场化发展。不过，传统的调度运行策略与调峰手段已无法满足新能源发展与负荷增长的需求。本书根据湖南省电网的负荷特性，探讨了有助于促进新能源消纳的多类型用户负荷调峰技术，探索了适应高占比新能源的负荷侧调峰理论与机制，综合诸多要素构建了新的评价指标体系，提出了一种基于改进动态激励的综合评价方法，以期整合源荷优势，不断提升调峰决策与管理的效率。
关于如何进一步发挥湖南省能源大数据智慧平台的作用、加快人工智能和智能电网等新技术在湖南省电网中的应用、推进湖南省电网的数字化升级改造与电力行业的数字化管理、打造智慧高效的湖南省电网调峰体系、创新市场化环境下的“风光水火储一体化”智慧联合调度、全面提升系统整体运行水平等，本书也做了论述与展望。
因作者水平和经验有限，书中不当之处在所难免，敬请广大读者指正。

编著者  
2023年6月

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电力系统调峰：湖南省电网中长期调峰现状、技术及应用