基于需求响应优化配电网设计

-1-绪论1.1选题背景及意义随着科技的发展，我们都需要依靠用电来进行生活和工作，怎样保持用电平衡是需要考虑的问题。需求响应是通过需求侧管理，可将用户的需求响应能力和可再生能源发电能力结合起来，从而实现新能源消纳和负荷削峰填谷，同时也可以满足电力系统安全稳定运行的要求。需求响应的概念最早由美国能源署提出，其核心理念是，通过需求侧管理使用户在负荷高峰期节约用电，在低谷期增加用电负荷。需求侧管理，是指针对电力用户的用电行为和用电需求开展的管理活动。随着电网负荷的快速增长和可再生能源发电规模的不断扩大，传统意义上的电力用户已经无法满足电网发展和经济增长对电力系统的要求。因此，建立能够充分利用电网中可再生能源发电资源和用户可调节资源的需求响应机制，以提高电网灵活性和服务水平、降低用电成本，已经成为世界各国电力系统发展的必然趋势。2016年9月23日，国家发改委等十部委联合发布了《关于进一步完善分时电价机制的通知》（发改价格〔2016〕962号）。通知提出，支持建设分布式能源、储能等调节资源；支持建设智能有序用电体系；鼓励发展基于负荷控制技术的需求响应。这些政策说明了国家层面对需求响应高度重视。为了充分利用现有可再生能源资源和用户调节能力，实施需求响应项目，解决电力系统与新能源发电消纳矛盾，可以充分发挥需求侧管理对电网安全运行、电力可靠供应、能源节约利用等方面的作用。本课题研究内容为基于需求响应的配电网优化设计。负荷侧需求侧响应可以通过电价和激励两种方式实现，对比两种方式的区别及适用场景。其中基于分时电价的需求响应方式是配电网制定不同的电价策略来改变用户的用电方式，基于激励的需求响应方式是配电网制定优惠政策来激励用户响应调度信号。然后以配电网运行安全性和经济性两方面出发，建立优化调度的模型，模型包括目标函数和约束条件，其中约束条件既需要考虑配电网运行约束，又需要考虑机组、负荷的调节约束。最后设置合理的算例，选用合适的算法来进行求解，来验证所提的策略价值。1.2国内外的研究现状随着科学技术、经济和百姓对电的依赖越来越多，配电网已经是重要的组成部分，主要出现在西方国家，例如法国、丹麦等国家，详细内容为以下：（一）日本配电网市场日本配电网市场是世界上最早进行市场化改革的国家之一。由于配电网的重要性和复杂性，日本在进行配电改革前，首先对其进行了“国家垄断”，即：发电企业可以自行决定发多少电、由谁来发、如何发。日本的电力产业形成了较为完备的产业链，也就是我们所说的“主电网”。日本主电网由两大部分组成：一是发电企业，包括三家大型发电公司（东京电力、三菱、NTT）以及若干中小型发电公司；二是配电企业，包括七家大型配电企业（JICA、大冢、NTT、TDK、松下、新日铁和住友）以及若干中小型配电企业。在这两大部分之外，还有许多独立的中小供电企业。从经济上看，配电网是电力商品和服务的流通渠道，从运营上看，配电网是电力商品和服务的供应者。（二）欧洲配电网市场欧洲配电网市场是世界上最早开始市场化改革的地区之一，自20世纪70年代起，欧洲各国先后进行了以“放松管制、加强竞争”为核心的电力改革，并逐步建立了符合自身特点的配电体制。欧洲各国的配电网均实行政企分开，均是按照“发电和配电网分别管理、分别经营”的原则组建，所有配电企业均具有独立的法人资格。（三）澳大利亚配电网市场澳大利亚的配电系统管理模式是典型的两级制，即配电网系统由澳大利亚政府组建的电力公司负责运营管理，配电公司则主要负责用户供电服务。在澳大利亚，所有配电系统都是由联邦政府独立运行，并由联邦政府授予其一定的配电经营权，其他私人配电公司均不具备独立的产权。具体来说，澳大利亚配电网分为两个层级：第一层级是联邦政府直属的配电网管理机构（RMC），负责联邦政府和各州配电系统的运行、管理和控制；第二层级是在州政府管理下的配电网公司（PACT），负责整个州范围内配电网的运营管理。在澳大利亚，每个州都有一个单独的电力公司，一般都是由州政府控股。（四）新加坡配电网市场新加坡的电力产业形成了三层结构：发电企业、配电企业和用户。第一层为发电企业，是配电网的主体。新加坡的发电企业分为两类，一类是拥有独立发电权的国有发电企业，即：国家电力公司（NationalElectricPowerCompany，简称NEPC）、新加坡电力公司（SingaporeElectricPowerCompany，简称SEPC）、国家电讯公司（NationalElectricTelecommunicationCompany，简称NET）等；另一类是民营电力公司，即：民营企业发、配电设施。（五）中国配电网市场我国的配电网目前仍然处于计划经济体制下的供电管理体制，其组织机构形式也比较单一，目前主要由国家电力公司、各省级电力公司和地方电力公司组成。我国的配电网实行政企分开的管理体制，由国家电力公司和地方电力公司分别实施配电网经营管理和运行管理。国家电力公司主要负责全国的电网投资、建设和经营，并负责全国配电网的规划和运行管理；地方电力公司主要负责地方电网的规划和运行管理，并负责地方电网的规划和运行管理。除国家电力公司和省级电力公司外，其他任何单位都不具备独立运营配电企业的资格，也不能承担配电企业所应承担的义务。1.3本文的研究内容第一章是绪论部分研究内容为基于需求响应的配电网优化设计。首先需要对需求响应的概念和策略进行了解。负荷侧需求侧响应可以通过电价和激励两种方式实现，对比两种方式的区别及适用场景。其中基于分时电价的需求响应方式是配电网制定不同的电价策略来改变用户们的用电方式和习惯，然后以配电网运行安全性和经济性两方面出发，建立优化调度的模型，模型里有目标函数和约束条件。第二章是理论基础，随着我国经济发展和社会进步，配电网建设投资逐年增加，网络结构更加复杂，运行方式更加多样。为了更好地满足电力系统安全稳定运行和经济运行的需要，必须进一步加强配电网管理水平。目前，我国配电网的自动化建设还在起步的阶段，主要是提高配电网供电可靠性和供电质量的一种辅助手段，最后进行系统的总结。第三章配电网建模建立出一种基于需求响应优化配电网模型。第四章根据所提出的模型,利用改进粒子群算法进行求解。第五章进行算例分析。第六章结论。

理论基础2.1配电网我国配电网络结构和运行管理的特点。随着我国经济发展和社会进步，配电网建设投资逐年增加，网络结构更加复杂，运行方式更加多样。为了更好地满足电力系统安全稳定运行和经济运行的需要，必须进一步加强配电网管理水平。目前，我国的配电网自动化建设仍处于起步阶段，主要是提高配电网供电可靠性和供电质量的一种辅助手段。其目的是通过建设完善的配电自动化系统，使配电网具备了实时监视、故障隔离、故障恢复、自动抄表计费等功能，有效提高配电网可靠性和供电质量。实施需求响应项目需要解决的主要问题包括有：不同利益主体之间如何进行协调和配合，需求响应项目实施后的投资收益及与政府补贴的分配问题。如何实现配电自动化系统与需求响应系统之间的有效对接，建立统一的配电自动化系统标准及实现数据交互。如何实现多个项目之间的协调配合与信息共享，如何充分利用需求响应资源，提高用户参与度。配电网负荷分类为发电负荷、用电负荷、供电负荷，有源配电网是能量交换与分配的网络，潮流与故障电流双向流动，强调分布式电源主动地调节无功功率与有功功率，充分发挥作用实现配电网的优化运行。传统配电网只以安全供电为中心。2.2需求响应需求响应的目标是在电网负荷高峰时期，让用户参与到需求响应项目中，通过改变用电负荷的用电方式来达到削峰填谷的效果，以减少系统中的电能损耗，提高系统的运行效率，最终达到节能减排的效果。需求响应项目一般包括：用户侧设备、电网侧设备以及辅助服务三个方面。用户侧设备包括分散式风电、分布式光伏等，通过参与需求响应项目，可以提供削峰填谷、电量消纳等功能。电网侧设备包括常规燃煤发电机组、抽水蓄能电站、燃气机组和其他调峰机组等，通过参与需求响应项目，可以增加调峰能力，减少弃风弃光现象。辅助服务包括用户侧储能、电动汽车充放电等，通过参与需求响应项目，可以为用户提供辅助服务。包括调峰辅助服务市场、调频辅助服务市场和需求响应辅助服务市场等。由于电网侧设备投资较大、建设周期较长、参与主体多，目前我国对需求响应项目的投资一般都由用户侧投资和电网侧投资共同组成。对于用户侧的投资，通常采用电价补贴方式；对于电网侧的投资，采用电量补贴方式。通过将电网侧和用户侧的资金进行整合，有利于形成合理的价格机制和资金平衡方案。此外，由于需求响应项目需要进行设备改造和升级，还需要投入大量资金。因此在项目实施过程中应注意合理配置资金和加强成本控制管理，避免盲目上马造成浪费或因资金不足影响项目正常实施而使项目搁浅或取消等问题出现。2.2.1基于激励需求响应激励型需求响应则是事先与用户签订合同，需要各方协调配合的，需要从技术、经济、市场等多方面考虑，制定合理的利益分配方案。目前，我国对需求响应项目实施的规范和标准还处于空白状态，没有专门的实施规范或技术标准。在实施需求响应项目时，各参与主体需要根据自己的实际情况制定自己的实施方案，各实施主体之间缺乏沟通和交流，很难保证需求响应项目实施效果。为了保证需求响应项目顺利实施，需要建立统一的技术标准和规范体系。目前，国内主要有两种技术标准：一种是由中国电工协会制定的《需求响应标准体系框架》（T/CECS005—2017），另一种是由中国能源研究会制定的《分布式电源接入配电网运行管理规范》（T/CECS002—2017）。两个标准都为我国需求响应项目开展提供了技术参考和指导。为了使两个标准能更好地指导需求响应项目实施，建议制定一个《分布式电源接入配电网运行管理规范》，该规范中应包括分布式电源接入配电网运行管理的通用原则、分布式电源接入配电网运行管理的主要要求运行管理的基本流程和主要内容等。为了确保需求响应项目顺利实施，建立合理的利益分配方案是十分必要的。2.2.2基于分时电价需求响应价格型需求响应是电力用户通过自身用电设备，如家用电器、照明、空调等。主动参与需求响应项目，由电网公司在峰谷电价差较大时，将一部分电力用户的用电负荷转移到电网侧，以降低电网的峰谷差。在有可再生能源接入的配电网中，配电网公司通过合理分配需求响应项目中用户侧设备与电网侧设备的容量，既能降低系统峰谷差又能促进可再生能源的消纳。在发电侧和负荷侧都有分布式电源接入的配电网中，发电侧和负荷侧的分布式电源可以通过储能设备等向电网提供有功或无功功率，使电网具有一定的调节能力。在分布式电源多且接入点分散的配电网中，配电网公司可以通过调控中心实现对分布式电源的控制和管理。在电力公司和用户共同组建需求响应项目实施主体的框架下，电力公司和用户之间通过签订补偿协议或合同来确定双方在项目实施过程中的利益分配问题。在配电网中建立需求响应项目实施主体平台。为了更好地开展需求响应项目，建议建立一个由电力公司、发电企业、用户三方组成的需求响应项目实施主体平台。为了更好地实现平台与配电自动化系统之间的有效对接，建议制定统一的配电自动化系统标准及实现数据交互。目前，国内已经有一些单位开展了配电自动化系统与需求响应系统之间的对接工作，但还没有形成统一的标准和规范。2.3优化算法优化算法是需求响应项目实施主体平台主要实现各参与主体之间的信息共享，使其能够有效地协调配合和互相配合。需求响应项目实施主体平台应能够与配电自动化系统进行有效对接，实现配电自动化系统与需求响应系统之间的数据交互。配电自动化系统应能够与需求响应项目实施主体平台进行数据交互，通过接口实现数据交互和信息共享。为了更好地实现需求响应项目实施，建议建立一个由电力公司、发电企业、用户三方组成的需求响应项目实施主体平台，该平台应包括以下几个模块：j需求响应项目实施流程模块。该模块主要包括需求响应项目实施流程、项目参与主体、补偿协议或合同以及各参与主体之间信息共享与数据交互等模块；k平台管理模块。该模块主要包括平台管理相关的权限管理、数据维护管理等；项目实施监管及考核模块，该部分主要包括项目实施监管及考核相关功能。2.4本章小结本章对需求响应、配电网可靠性和风险评估指标等相关知识进行了介绍和研究，主要工作包括：配电网在运行层面，以减少配电网故障停电损失、优化和协调运行可靠性和经济性为目标，探索有效可行的主动管理策略将成为重要的研究课题。介绍了需求响应机制，分别叙述了基于激励需求响应和基于分时电价需求响应；介绍了配电网的元件、负荷点和系统可靠性指标及其计算公式，并添加了考虑分布式发电的可靠性指标，给出主动配电网可靠性评估指标。

配电网建模3.1负荷模型以往的一些实验结果显示，负载的功率变化可以被看作是正态分布，这里使用了一个正的分配方程来表示负载的变化：式中：PL是负荷有功功率，μL及σL分别时负荷功率的概率密度函数的期望值以及标准差。图3.1展示了负荷功率概率密度函数的期望值μL以及标准差σL分别取值为120kWh和10%时，负荷功率的概率密度函数：图3.1负荷功率概率密度分布该方法具有多个随机参数，为了便于多个随机变量的处理，介绍了当量负载的基本原理，将电力系统中的负载功率和风光综合输出之间的差异作为等价负载，将多个变量转换成一个变量，使模型的求解更加简单。等效负载可以用以下方式来表达：式中：PEL为等效负荷功率。3.2光伏发电机组模型光伏发电是将光能直接转变成电能。光伏发电也会受到天气、气候、地区以及日照时间和日照角度的影响。因为日照时间的问题，使得光伏发电的时间性和天气不可控性会有很大的影响。太阳能电池，蓄电池，逆变器等构成的光电设备。效果如下：电池：提供电力给负荷。太阳灯：可以吸收光线。控制装置：一种装置，可以避免过度的充电器和过度的放电。换流机：直流变换。从实际角度出发采用统计学方法，可以得出光伏发电的曲线分布。因光伏出力与光照强度有关，可以得出光伏发电与光照强度正相关。如图3.2所示：图3.2光伏机组出力图3.3储能机组模型储能系统机组中，广泛应用的是化学储能，蓄电池储能是目前最可靠的；物理储能中最成熟、最可靠的是抽水储能；储能单元在电力系统中可以抑制负荷波动，使得电网稳定。因为光伏和风力发电的不稳定性，使得储能系统在维护电网安全可靠运行中尤为重要。一般用SOC算法来进行储能系统的容量结余，可用以下公式进行表示：荷电状态（SOC）一般介于0~1之间，在充放电过程中，转换过程在都会有能量的损耗；在设备使用过程中，会随着长期使用造成设备老化，致使设备的充放电效率变低。为了方便求解，用QS代表充满的能量，QS,T代表剩余容量。放电深度（DOD）指在使用时放出的能量所占充满能量的百分比，用来指放电能力，公式如下：其中关系为：式中SOC的求解公式如下:充放电电池效率，放电形态。

配电网优化运行4.1需求响应方式在需求响应过程中，用户可以通过调整其用电时间来响应系统的调峰、调频等调节任务。此外，通过市场价格信号可以引导用户调整用电时间，从而使用户更好地适应负荷变化，减少系统调峰压力。需求响应实施中应注意的问题用户：第一，用户侧容量的提供。由于用户侧容量是动态的，因此如何确保用户侧容量的动态提供是实施需求响应必须解决的问题。第二，用户侧参与市场的范围和价格如何确定。在需求响应实施过程中，应充分考虑用户侧容量、响应能力等因素，合理确定市场参与范围和价格。电网公司需为需求响应提供足够的技术支持和资源。例如，在一些地方，电网公司与发电企业、售电公司签订了相关协议，规定在峰谷分时电价之外提供一定比例的可中断负荷资源。参与主体，对于用户侧而言，用户侧参与需求响应时需向电网公司支付相应费用；对于发电企业而言，政府需要出台相关政策激励需求响应主体参与需求响应过程中的积极性。市场机制，建立市场交易机制和价格形成机制；建立健全需求响应的监测分析体系；建立完善市场风险防范和保障机制。4.2目标函数目标函数就是PSO算法中的适应度函数，粒子群算法就是将一个个粒子求出来，找到适应度最高的位置（最优位置）。本章研究虚拟电厂日前经济优化调度问题，将系统运行成本作为目标函数，那么在粒子群算法中运行成本是要来比较的，目标函数描述如下:从用户层面说成本为购电费用最小、从系统层面为系统的运行费用最小，从环境保护层面为环境保护即环保性最优，三者的和如式4-1所示，但是三者属于不同的利益方，所以不能直接相加，而应该采用多目标粒子群算法进行求解，在选取最前沿的粒子做为最优解。（4-1）其中，分别为天然气的市场价格和用户从大电网购电的实时电价；表示t时段天然气的耗量，单位：为t时段联供系统与大电网系统交换的电功率，为正数时，表示系统从电网中购电；为负值时，表示发电多余，系统向电网卖电。为燃气轮机t时段内的有功出力。为燃气轮机单位电功率的运行维护费用，为燃气轮机单位电功率的排污处理费用；t的单位为小时，算例中取一小时。如果利用传统的方式，所有的夏季冷负荷由电空调满足，不含燃气轮机维修费用，传统运行模式下夏季典型日的运行成本如式4-2所示。（4-2）典型冬季日，假设所有的热负荷都是由标准燃煤燃烧提供。假设供暖效率，标准煤转换系数，标准煤价格为。则传统运行模式下夏季典型日的运行成本如式4-3所示。（4-3）4.3约束条件潮流方程约束:PQ式中：Pi为节点i有功功率；Qi为节点i无功功率；Ui为节点i电压幅值；Uj为节点j的电压幅值；Gij节点电压约束:Ui,mix≤式中：Ui,mix无功约束:无功约束的定义是指，在电力系统中，发电机、变压器和输电线路都是无功功率的输出者，所以这些设备都需要考虑无功功率约束。意义指的是，在需求响应实施过程中，系统可能会出现功率不足的情况，此时需要通过无功调节来保证系统功率平衡；在系统中，某些节点可能会因为电压过高而不能稳定运行，此时也需要通过无功调节来保证系统电压稳定。无功约束分为静态无功约束和动态无功约束。静态无功约束主要针对发电机、变压器等设备。静态无功约束在实际应用中具有很好的效果，但在应用过程中也存在一些问题，例如当系统规模较大时，可能会出现过调或者欠调等现象。电力系统中的动态无功约束包括发电机、变压器、电容器等设备的动态电压调整和传输线路的动态阻抗调整两个方面。电力系统中的动态电压调整主要是指通过改变发电机、变压器等设备的励磁电流来提高电力系统电压水平；传输线路的动态阻抗调整主要是指通过改变输电线路传输功率来提高电力系统电压水平。Qpvi,min≤QpviQwti,min≤QwtiQn,min≤Qn式中：Qpvi为第i个光伏的无功出力；Qwti为第i个风机的无功出力，为优化变量；Qpvi,min、Qpvi,max为第i个光伏的无功出力最小值和最大值；4.4算法优化粒子和速度初始化粒子群优化算法具有收敛快、方便易用的特点。算法将需要求解的每个变量用粒子代替，对于本文所述的调度多变量问题，将变量共同构成一个粒子群，每个粒子群为一组未知解并且存在对应的群体适应度。然后通过设置粒子的速度和跳变方向，将多变量的解不断迭代更新，从而在整个空间中寻优求解。算法流程图如图4.3所示:

粒子和速度初始化粒子适应度值计算粒子适应度值计算寻找个体极值、群体极值寻找个体极值、群体极值位置、速度更新位置、速度更新粒子适应度值计算粒子适应度值计算个体极值、群体极值更新个体极值、群体极值更新满足终止条件满足终止条件否结束是结束图4.3粒子群优化算法在应用过程中，本文优化变量包括主动配电网中各分布式可控机组的功率输出、买电、卖电的计划以及需求响应的调节量。将这些变量共同构成粒子群，将目标函数设置为适应度函数，计算出每个粒子群对应的适应度值，并通过的更新粒子，迭代更新粒子的适应度值，最终完成收敛。更新公式如下:Vidk+1=ωVidk+c1r2(PidXidk+1=X其中，ω为惯性权重;d与i为当前的选代次数;Vid为粒子的速度;C1、C2、r

算例分析5.1算例数据本文所提基于差异化需求响应行为的主动配电网优化调度策略被用于IEEE33节点配电系统验证，其中配电网内分布式发电和可再生发电参数采用统一规格，如表5.1所示:表5.1机组类型最小、最大发电（kw）运行成本(yuan/kWH）数量DG125—4000.32DG225—6000.31WT0—800.2520PV0—750.3515配电网中风力发电出力信息取自中国某地区的发电数据，如图5.4所示相应的，当配电网自身不足以实现功率平衡时，需要向外部电网买电或者卖电。图5.4风力发电出力基于上述的分析，我们分别对属于不同的用户，且每个用户对应一个用户激励价格敏感度和满意度设置。与上述类似，本文设置了3个对比策略，以验证本文面向差异化需求响应的激励策略以及调度策略的优越性。3个对比策略的设置如表5.2所示。表5.2序号DR设置描述1没有需求响应资源参与电网调节不考虑需求响应，认为所有用户对激励价格的敏感性趋于零。2固定激励下的需求响应资源与电网调节对所有用户的价格敏感性取均值，并以该值作为统一的激励成本。3差异化激励下的需求响应资源参与调节本文策略做法最后，我们基于MATLAB2018b平台，仿真选取了迭代100次，代表人数67，优化结果包括各时段的光伏发电出力、负荷、可削减负荷等。原负荷与优化后的负荷如下图：图5.5负荷比较

可削减负荷如下图：图5.6可削减负荷差值对比光伏发电出力如下图：图5.7已消纳功率与总光伏功率对比

5.2程序展示clear;clc;globalPV_price;globalBT_price;globalWT_price;globalGrid_priceglobalload_costglobalload_sumglobalPVglobalWTloadPVloadWTloadGrid_priceloadP_load24PV=PV/5;WT=WT/5;PV_price=0.8;BT_price=0.8;WT_price=0.6;load_cost=0.6;%切负荷的成本%储能最大放电功率StorageMaxDischargingPower=1000/5;%储能最大充电功率StorageMaxChargingPower=-1000/5;%电网最大功率GridMax=3500/5;%电网最小功率GridMin=2500/5;Baseload=2500/5;control_load=500/5;load_sum=3000/5;mm=mopso;%loadmmnn=length(mm.swarm);fori=1:nnyyy(i)=mm.swarm(1,i).cost(1);xxx(i)=mm.swarm(1,i).cost(2);endm1=max(yyy);m2=max(xxx);fori=1:nnobject(i)=mm.swarm(1,i).cost(1)./m1+mm.swarm(1,i).cost(2)./m2;end[m,p]=min(object);pg=mm.swarm(1,p).x;fori=1:24pg_PV(i)=pg(i);endform=25:48pg_WT(m-24)=pg(m);endform=49:72pg_BT(m-48)=pg(m);endform=73:96pg_Grid(m-72)=pg(m);endform=97:120pg_load(m-96)=pg(m);endfori=1:24P_load(i)=P_load24(i)-pg_load(i);%得到实际的负荷曲线endfigure(2)plot(pg_PV,'-d')holdon;plot(PV,'-rd')xlim([124])gridlegend('已消纳功率','总光伏功率');xlabel('时间');ylabel('功率');title('光伏发电出力')figure(3)plot(pg_WT,'-d')holdon;plot(WT,'-rd')xlim([124])gridlegend('已消纳功率','总风电功率');xlabel('时间');ylabel('功率');title('风力发电出力')figure(4)plot(pg_Grid,'-d')holdon;xlim([124])gridxlabel('时间');ylabel('功率');title('电网出力')absorb_pv=sum(pg_PV)/sum(PV);disp('光伏消纳比例');absorb_pvabsorb_WT=sum(pg_WT)/sum(WT);disp('风电消纳比例');absorb_WTfigure(5)bar(pg_BT)xlim([124])gridxlabel('时间');ylabel('功率');title('储能出力')figure(6)plot(P_load,'-d')holdonplot(P_load24,'-*')xlim([124])gridxlabel('时间');ylabel('功率');title('负荷')legend('优化后的负荷','原负荷')figure(10)plot(pg_load,'-d')xlim([124])gridxlabel('时间');ylabel('功率');title('可削减负荷')[cost_grid,cost_load]=economy(pg);disp('电网侧成本：')cost_griddisp('负荷侧成本：')cost_load5.3仿真结果下图图5.8是迭代次数1到迭代次数100的过程，当迭代次数达到100次时，代表人数等于67，可行群是100。图5.8迭代过程图如图5.9以下是光伏发电出力的数据，总光伏功率达到最高值200时，已消纳功率最高值才100，当配电网自身不足以实现功率平衡时，需要向外部电网买电或者卖电。图5.9光伏发电出力如下图图5.10以下是风力发电出力的数据，当总风电功率达到最高值200时，已消纳功率最高值显示接近120，当配电网自身不足以实现功率平衡时，需要向外部电网买电或者卖电。图5.10风力发电出力如下图图5.11以下是电网出力功率值以及时间区段，最高用电时间段大约为10到15这个时间段，功率最高值大约为545。图5.11电网出力

下图图5.12是储能出力数值，基于时间结点的功率正负值的表现，在时间点0到5这个时间区间，储能功率大约达到接近80，相反在10到20这个时间区间，消耗储能功率也接近达到大约80。图5.12储能出力如下图图5.13为仿真负荷部分，原负荷与优化后的负荷基本接近，在同一时间节点原负荷与优化后的负荷功率基本在同一节点上。图5.13原负荷与优化后对比值如下图图5.14为仿真的可削减负荷，图中的数值有明显的不规律性，在对应的时间区间内功率数值大小变化明显，在接近20的时间内功率数值最小可达到接近0，而在15时间值上功率大约达到最高数值接近50。图5.14可削减负荷总结与展望需求响应是一种基于用户需求的分布式电源和需求侧资源的协调互动机制。从经济、社会、环境三个维度，建立了考虑负荷增长、电压偏差和用户满意度的配电网负荷管理优化模型。通过需求响应用户和负荷之间的供需互动，对配电网进行经济调度，降低系统网损和网络损耗。通过对一个配电网实际数据的仿真分析表明，所提方法能够有效地解决大规模随机优化调度问题，且具有较好的适应性。该方法为考虑需求响应的配电网规划提供了一种新思路，也为电力市场环境下配电网规划提供了理论依据。随着可再生能源分布式电源的不断发展，电力系统越来越趋于复杂化，同时也使得配电网中存在的不确定性问题更加突出。如何利用现有的技术手段，在降低电能损耗、提高供电可靠性的同时，保障系统安全稳定运行是一个需要重点解决的问题。在配电网设计优化中，应用需求响应技术，通过用户侧主动参与实现需求响应，是一种有效降低电能损耗、提高供电可靠性和安全性的手段之一。首先，用户侧主动参与需求响应可以实现用户侧需求侧资源的充分利用；其次，用户侧主动参与需求响应可以通过其对电能质量问题和安全隐患的关注程度来实现；最后，在满足系统安全稳定运行要求的前提下，能够有效降低系统损耗和能耗。因此在配电网设计中应用需求响应技术将是未来电力系统发展的重要趋势之一。结合我国配电网建设现状和国外先进经验，可以看出在配电网建设过程中需要重点考虑以下几个方面：

配电网在建设过程中必须严格遵循国家相关标准规范和技术要求进行设计建设。

配电网在建设过程中必须考虑到用户侧的主动参与能力。

为了满足分布式电