(2)IL用戶中斷容量選擇。由分析可知，補(bǔ)償費(fèi)用隨IL用戶類(lèi)型和切負(fù)荷量不同而不同，用戶的電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值越大、中斷容量越多，造成用戶損失或補(bǔ)償費(fèi)用越多。因此，IL管理存在選擇用戶與中斷容量的優(yōu)化空間，這實(shí)際上是1個(gè)有約束的非線性規(guī)劃問(wèn)題，不考慮附加補(bǔ)償C，建立數(shù)學(xué)模型：

式中，K為參與可中斷負(fù)荷管理的用戶數(shù)量：Qio為用戶i初始用電量;￡i為用戶i平衡點(diǎn)的需求彈性;gR為備用要求。

式(6 -11)表示電網(wǎng)公司選擇合適的IL用戶和中斷容量使賠償最小;式(6-12)表示實(shí)施IL中斷容量總量約束;式(6-13)表示某IL用戶對(duì)中斷容量的限制。

參照有功功率在機(jī)組間的最優(yōu)分配方法，可以利用“等耗量微增率準(zhǔn)則”求解，建立拉格朗日函數(shù).A為拉格朗日乘子：

由此可以分析結(jié)果的經(jīng)濟(jì)意義，在滿足2類(lèi)中斷容量的約束下，每一IL用戶切除負(fù)荷功率到相等的邊際價(jià)值，此時(shí)引起的總中斷損失最小。以上僅從負(fù)荷響應(yīng)的用戶側(cè)成本進(jìn)行分析，并沒(méi)有考慮電力網(wǎng)絡(luò)的物理性因素，實(shí)際系統(tǒng)中調(diào)用不同節(jié)點(diǎn)的IL將對(duì)網(wǎng)損和線路潮流產(chǎn)生不同影響，可以結(jié)合最優(yōu)潮流(Optimal Power Low，OPF)理論求解最優(yōu)凋度方案札同時(shí)該方案滿足輸電網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)約束。

4.算例分析

以2006年的中國(guó)投入產(chǎn)出表②進(jìn)行分析，由于用電量大、中斷潛力大，IL管理主要針對(duì)大型工業(yè)用戶。表6-1是對(duì)部分工業(yè)大用戶計(jì)算電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到的數(shù)據(jù)，并按照該價(jià)值由大到小的順序排列。由表6 -1可以從經(jīng)濟(jì)角度定性分析電力對(duì)不同類(lèi)用戶的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從盡量降低缺電的損失來(lái)講，電力資源應(yīng)該得到合理的分配。顯然，對(duì)電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值大的用戶中斷供電必然帶來(lái)較大的社會(huì)損失和賠償費(fèi)用，應(yīng)該基于電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值和用戶特性合理的選擇參與IL管理的用戶。

假定有10個(gè)IL用戶參與IL管理，為了說(shuō)明結(jié)果的經(jīng)濟(jì)意義，假設(shè)用戶不對(duì)中斷容量進(jìn)行限制，表6-2是這部分用戶的負(fù)荷相關(guān)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)公司將從中選擇IL用戶及對(duì)應(yīng)中斷容量，目標(biāo)是使社會(huì)損失或賠償費(fèi)用最小。

高峰時(shí)系統(tǒng)容量缺額可以由發(fā)電系統(tǒng)停運(yùn)表技術(shù)和負(fù)荷預(yù)測(cè)相綜合得到，考慮備用容量由IL用戶提供，假設(shè)為g。=10MW，經(jīng)計(jì)算得到每一 IL用戶的中斷容量及補(bǔ)償費(fèi)用，參見(jiàn)表6-3。按本文提出的方法，總的補(bǔ)償費(fèi)用為12 876元，此時(shí)各IL中斷到相等的邊際價(jià)值點(diǎn)為2.58元/kW;若各IL在中斷相同容量下依據(jù)部門(mén)電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值補(bǔ)償，則總補(bǔ)償費(fèi)用經(jīng)計(jì)算為45 529元，故采用部門(mén)電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償費(fèi)用是很大的。分析用戶2和用戶9知，電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值大的用戶，中斷容量小;同一部門(mén)內(nèi)用戶，初始用電需求越大，中斷容量越多。所以，IL管理應(yīng)傾向于用電容量大、部門(mén)電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值小的用戶。

可以計(jì)算由IL提供不同數(shù)量備用下的中斷損失，由圖6-7可知，由IL用戶提供相同備用容量，按電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償費(fèi)用很大，文中提出的中斷損失模型更加真實(shí);隨IL用戶提供備用容量的增加，社會(huì)損失或補(bǔ)償費(fèi)用上升速度加快，并且最終將趨近于部門(mén)電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值補(bǔ)償，所以較大系統(tǒng)容量缺額不應(yīng)該由需求側(cè)完全提供，系統(tǒng)總備用容量可通過(guò)需求側(cè)與發(fā)電側(cè)備用的聯(lián)合優(yōu)化獲取。

gR=10MW時(shí)，假定IL用戶9數(shù)量增多，中斷損失變化如圖6-8所示，即中斷損失隨參與IL管理的用戶數(shù)量增多而減少。從盡量降低缺電損失或補(bǔ)償費(fèi)用的角度，實(shí)施IL應(yīng)對(duì)用戶限電，避免斷電，在限制用電戶在數(shù)量上應(yīng)盡量多，對(duì)每個(gè)用戶限制的用電量盡量少。

5.結(jié)語(yǔ)

IL是削減高峰負(fù)荷保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有效方法，實(shí)施IL的關(guān)鍵是計(jì)算用戶的VOLL。IL的主要實(shí)施對(duì)象是大型工業(yè)用戶。基于此，筆者采用投人產(chǎn)出法計(jì)算了不同部門(mén)的電力經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而對(duì)于IL用戶個(gè)體，通過(guò)電力需求曲線計(jì)算了每單位用電功率的邊際價(jià)值，進(jìn)而計(jì)算了中斷一定容量負(fù)荷的消費(fèi)者剩余損失，以此作為對(duì)用戶補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。筆者建立的IL電價(jià)模型和優(yōu)化選擇模型易于實(shí)施，適應(yīng)我國(guó)目前電力市場(chǎng)發(fā)展的實(shí)際，并通過(guò)算例證明其有效性。電網(wǎng)公司作為開(kāi)展IL的主體，要積極推行IL管理。為激勵(lì)電網(wǎng)公司積極開(kāi)展IL，應(yīng)對(duì)IL進(jìn)行成本效益分析，IL的各受益方可以作為補(bǔ)償費(fèi)用來(lái)源(如結(jié)合峰谷分時(shí)電價(jià)或IIf靠性電價(jià)的可中斷負(fù)荷管理)，以使補(bǔ)償費(fèi)用公平合理地分?jǐn)偂?/p>

6.2.3 智能電網(wǎng)下IL發(fā)展

電力市場(chǎng)環(huán)境下，IL可以作為需求側(cè)資源提供系統(tǒng)備用容量，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。智能電網(wǎng)下的IL的作用將發(fā)生轉(zhuǎn)變和擴(kuò)展：實(shí)時(shí)電價(jià)(RTP)在智能電網(wǎng)下得以實(shí)施，IL作為備用的作用得到減弱。體現(xiàn)在傳統(tǒng)電網(wǎng)下需求側(cè)缺乏響直，可以通過(guò)“強(qiáng)制響應(yīng)”即拉閘限電或IL來(lái)保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，但智能電網(wǎng)提高了用電彈性，當(dāng)充分考慮DR時(shí)甚至可以不再需要容量市場(chǎng);從電網(wǎng)公司的角度，智能電網(wǎng)下的IL將結(jié)合期權(quán)合同變成風(fēng)險(xiǎn)管理的工具，有效應(yīng)對(duì)電價(jià)波動(dòng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn);從需求側(cè)內(nèi)部，IL演變?yōu)橛秒姍?quán)利交易，滿足不同可靠性用戶的用電要求;智能電網(wǎng)的顯著特點(diǎn)是允許DG的接入，為了避免或減少其并網(wǎng)和脫網(wǎng)時(shí)的沖擊以及其間隙波動(dòng)性，可以考慮利用DR兼容各類(lèi)發(fā)電方式和新技術(shù)，如通過(guò)IL和用電激勵(lì)響應(yīng)風(fēng)電出力變化。

當(dāng)前實(shí)施IL的關(guān)鍵仍是制定公平合理的可中斷電價(jià)，對(duì)用戶的補(bǔ)償應(yīng)能反映斷電損失。開(kāi)展IL的主要目標(biāo)是保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，IL的實(shí)施也主要面向大工業(yè)用戶，基于此，可以依據(jù)用戶中斷一定容量下的VOLL制定可中斷電價(jià);作為開(kāi)展IL的主體，IL不應(yīng)損害電網(wǎng)公司的利益，應(yīng)該通過(guò)市場(chǎng)化的方式良性運(yùn)轉(zhuǎn)。如果將IL作為需求側(cè)提供的一種資源，電網(wǎng)公司只是作為“中間人”，將這種資源調(diào)度到可靠性要求或使用價(jià)值更高的需求者手中，因此電網(wǎng)公司作為IL的管理主體，要建立公平合理的實(shí)施方案和電價(jià)機(jī)制。

電力市場(chǎng)的核心理論就是電價(jià)理論。隨著我國(guó)國(guó)家電力產(chǎn)業(yè)體制的不斷改革、打破壟斷，將形成更加公正、公平的電力市場(chǎng)。在此形勢(shì)下，擁有合理完善并且科學(xué)有效的電價(jià)制度就顯得尤為重要。這是我們運(yùn)用IL電價(jià)來(lái)調(diào)節(jié)市場(chǎng)，運(yùn)用可中斷負(fù)荷管理理論的指導(dǎo)思想，以此指導(dǎo)調(diào)節(jié)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行，通過(guò)與客戶制訂合約來(lái)做到主動(dòng)避峰，從而起到削峰填谷的作用，不但提高了系統(tǒng)的負(fù)荷率，還大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

鑒于我國(guó)電力市場(chǎng)的壟斷特性，電力銷(xiāo)售市場(chǎng)受到國(guó)家的宏觀調(diào)控，還未完全市場(chǎng)化，電力市場(chǎng)的改革還處于初級(jí)階段，所以IL在制定過(guò)程中有著重重困難。

雖然對(duì)可中斷負(fù)荷理論和IL電價(jià)進(jìn)行了大量研究，但是還有一些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究：當(dāng)前是基于國(guó)家調(diào)控電價(jià)、全國(guó)統(tǒng)一用電價(jià)格的基礎(chǔ)上來(lái)研究的，沒(méi)有考慮如果電力市場(chǎng)開(kāi)放，有需求側(cè)決定電價(jià)時(shí)的變化趨勢(shì);在研究過(guò)程中不曾考慮電網(wǎng)輸送過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)損耗和輸電限制等因素，只是從理想角度的層次去分析可中斷負(fù)荷管理理論，在實(shí)際操作過(guò)程中肯定會(huì)存在諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題有待解決。

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)的發(fā)展也會(huì)越來(lái)越快，要滿足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)生活需求，電網(wǎng)就需要更加科學(xué)高效穩(wěn)定地運(yùn)行，同時(shí)需要更加開(kāi)放的電力市場(chǎng)。而進(jìn)行IL負(fù)荷管理正是解決電網(wǎng)峰谷差的必要手段，雖然現(xiàn)在技術(shù)還不夠成熟，但是我們相信，隨著更多專(zhuān)家學(xué)者的研究.IL電價(jià)理論一定會(huì)趨于成熟，滿足中國(guó)電力市場(chǎng)需要。