浅谈DMS与DSM

张远鹏

摘要：文章分别对DMS与DSM的概念进行简单分析，主要从电价和负荷管理来探讨DSM对DMS的影响。

关键词：DMSDSMLMFLTOU

一 前言

配电管理系统（DMS）主要针对配电和用电系统。一个功能完

整的DMS要求与其他系统联系，实现开放系统结构（Open System Architecture,简称（OSA）,进行数据和信息的交流与共享。在多个系统的集成中，需求侧管理(DSM)处于其纵向联系的系统中。它主要是面向用户，对DMS的影响主要体现在对用户进行负荷控制和调节，以及进行负荷特性分析和预测，从而影响DMS数据库的建设.

二 需求侧管理（DSM）的概念

电力需求侧管理是指通过采取有效的激励措施，引导电力用户改变用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保护环境，实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动，促进电力工业与国民经济和社会的协调发展的系统工程，是20 世纪70 年代后期在北美、欧洲等发达国家兴起的1种新的电网经营管理手段。应用电网需求侧管理克服由于经济体制变化、资源短缺、燃料价格上涨、资金困难、环境挑战、电站选址困难等对电力规划和电力供应造成的种种不确定性因素，以便以最低的成本实现电力供应。根本目的在于发掘成本有效的资源潜力，降低对电量和电力的需求，尽可能延缓新电厂和电力设施的建设，提高供电可靠性和经济性，实现电能利用的社会效益最大化。目前，世界上已经有30多个国家和地区实施了电力网需求侧管理手段，其中既包括美国、加拿大、德国、法国等电力资源比较充裕的国家，也包括诸如印度、菲律宾、越南等电力供电较为短缺的国家。此外，中国的台湾省和香港地区也在不同程度上，运用电网需求侧管理手段，推动用户参与调荷节电、节能减排等管理。这30多个国家和地区的实践表明，有效开展电网需求侧管理，组织实施节电管理系统工程，是实现大规模节电、降低单位GDP能耗的有效措施。

三 配电管理系统（DMS）概述

DMS是为电力系统安全、经济和优质运行服务，是一种新型、有效且可靠的配电网络管理策略。它基于一个安全可靠、能提供各种应用服务的开放式网络基础平台，并在此平台上运行着多个相对独立的应用子系统。这些子系统包括：馈线自动化、故障投诉管理(TCM)、配电网地理信息系统(GIS)、配电网分析软件(PAS) 、配电工作管理系统(DWM)、配电网及相关地区电网的SCADA系统、电量计费(EEF)、用电营业管理(SM)、负荷管理(LM)等。需求侧管理主要是电力公司—负荷—用户这样一个模式(见图1)。

图1 DMS与DSM

四 DSM的有关措施在DMS中的体现

配电网络是电力公司与用户之间的桥梁。DMS的开放性及其横纵向系统的集成，使得DSM与DMS之间必须产生某些功能的互补和交叉。以下主要从3个方面分别讨论DMS中某些与之相关的DSM措施和手段。

1 负荷预测

配电网的负荷预测是配电网规划设计的基础工作，又对负荷的控制和管理十分重要。负荷预测这一块一直是诸多电力系统自动化应用软件的重要基础功能。系统总负荷模型一般可表示为：

式中： 表示时刻； 为总负荷； 为基本正常负荷分量； 为气候敏感负荷分量； 为特别事件负荷分量； 为随机负荷分量。

负荷预测的基本算法主要有回归分析、时间序列、线性外推、人工神经网络、灰色系统方法等。在预测中，可以将负荷特性分析的结果应用到其中。以人工神经网络方法的应用为例，在其输入层可以有若干个神经元对应日的最高温度、最低温度、四点的干球温度、天气状况和日期类型等，而且从负荷特性分析的结论可知，针对不同季节或日期类型甚至分行业预测时针对不同的行业，其各个影响负荷的气候因素的大小不一，这就决定了在进行样本训练时，各个神经元的权值大小要依据分析的结果。这样考虑了影响负荷变化的因素，训练样本不仅包括历史负荷数据，还有影响负荷变化因素的历史记录。

2 负荷特性分析

负荷特性分析首先要对目标区域的负荷性质、结构、现状及发展趋势等作总体的研究，还要进行影响负荷特性因素如气温气候、政策等因素的市场调研和分析。负荷特性的分析可以为其后的负荷预测服务，提高预测精度，同时为配电网络的合理规划和建设提供必要的依据，为电力系统的安全、经济运行服务。

以气温因素为例，通过对气温对电力负荷及负荷特性的影响分析，得出许多的结论。针对不同的季节、气温敏感行业以及日期类型，可以找到与最高负荷最相关的温度因子，进行最相关温度因子—峰荷的敏感度分析，并可以基于敏感温度因子的负荷预测或修正。

3 负荷管理（LM）

以往负荷管理的直接目标就是通过移峰填谷拉平负荷曲线。在DSM中的负荷管理的内容和目标都有了新的拓展，其主要目标见图2。其实施的主要措施有电价、负荷控制、管理。

图2DSM负荷管理目标

3.1 大用户负荷管理

大工业用户在仅占用户数很小比例的同时占有很大的用电负荷，理所当然它就成为负荷管理中的重要一块。

DMS的网络平台是一个基于网络的开放式的平台。以某供电局的大用户负荷管理为例，一个基于Internet/Intranet、C/S 三层分布式结构的用户负荷管理系统，可以替代原来的负控终端，更好地实现信息的传输和共享，更有利于管理。用户及时上报自己的电力、电量预测和用电情况。此外，供电局可以对用户的数据进行必要的统计分析。

3.2 柔性负荷

柔性负荷（Flexible Load，FL）是为了供电可靠性而通过负荷控制来改变负荷曲线。它主要包括可中断负荷和需方发电。

可中断负荷是为电网的调峰及其他负荷曲线调节而提供的一种负荷管理措施，以提高系统的可靠性和安全性。它是电力公司与用户之间事先签订可中断合约，合约内容包括可中断的负荷量、中断时间、可中断电价或补偿、提前通知时间以及违约惩罚等。其中可中断电价的制定是实行可中断负荷的关键。

有的工业用户出于可靠、经济或因地制宜考虑，装有各种自备电源，即所谓的需方发电(Demand Side Generation, 简称DSG)。比如：电池储能的逆变不间断电源(UPS)、柴油发电机、太阳能发电系统、风力发电、联合循环发电、自备热电站等。这些由需方经营的分散自备电源除了能提高供、用电的可靠性，还可以起到移峰填谷的调节作用。在DSM中，这些电源已成为直接或间接控制的对象。

3.3 灵活电价体系

价格是市场的杠杆，对市场具有强大的调节能力。电价作为联结电力供应和电力需求的纽带，显然对电力需求或负荷特性有一定的影响力。公平合理的电价能够提供正确的经济信息，调节经济运行，实行资源在整个社会中最优化配置的功能。其中的调节功能包括了负荷管理功能，在电价引导下，用户主动采取节约电力与电量的措施，改变用电方式，改善负荷曲线形状，从而减少电力系统建设和运行的费用乃至全社会的成本。灵活电价体系就是电力公司激励用户参与负荷管理的一种经济手段。它可以为用户提供一个较大的电价选择余地，同时电力公司可以针对不同的用户和用电情况而实施不同的电价。其主要包括：分时电价(Time-of-Use，简称TOU)、实时电价(Spot Price) 、分季电价(Time-of-Season)、分级电价(Priority Service Rate)、可中断可减小电价(1＆C)等。它是电力公司实施负荷管理的一个强有力的经济杠杆，通过价格信号来引导用户调节其用电方式，从而实现预定的负荷管理目标。

五 结束语

DSM作为一个全新的概念被引入电力系统，使得配电管理系统也被赋予了一定的新内容。通过以上的分析，对DMS的部分功能，特别是其中的负荷管理部分，会有一个新的了解和认识。并且可以认识到DSM负荷管理措施的实施使得配电管理系统的功能得到更好的支持，两者间功能的交叉、数据的共享和交流，使得整个系统的集成更加完善。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。