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    強化電力需求側管理,緩解電力系統峰值壓力

    更新時(shí)間:2023-06-02      瀏覽次數:139

    摘要:近年來(lái)全國用電負荷特別是居民用電負荷的快速增長(cháng),全國范圍內夏季、冬季用電負荷“雙峰"特征日益突出,惡劣氣候現象多發(fā)增加了電力安全供應的壓力。具有隨機性、波動(dòng)性、間歇性特征的可再生能源大規模接入電網(wǎng)對電力系統的穩定性帶來(lái)新的挑戰,同時(shí)社會(huì )各方面對電力安全穩定供應的要求不斷提高,迫切需要兜牢電力安全保供的底線(xiàn)。在這種情況下5月19日就《電力需求側管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》和《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》向社會(huì )公開(kāi)征求意見(jiàn),此次公開(kāi)征求意見(jiàn)的時(shí)間為2023年5月19日至2023年6月18日。

    1 主要內容

    《電力需求側管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》根據2017年發(fā)布的《電力需求側管理辦法》修訂形成,《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》則在2011年發(fā)布的《有序用電管理辦法》基礎上修訂形成。

    在《電力需求側管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》修訂說(shuō)明中指出,電力需求側管理是指加強全社會(huì )用電管理,綜合采取合理可行的技術(shù)、經(jīng)濟和管理措施,優(yōu)化配置電力資源,在用電環(huán)節實(shí)施需求響應、節約用電、電能替代、綠色用電、有序用電,推動(dòng)電力系統安全降碳、提效降耗。電力需求側管理將發(fā)揮需求側資源潛力,加速源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動(dòng),助力新型電力系統和新型能源體系建設中發(fā)揮重要作用。

    相較現行《電力需求側管理辦法》,《電力需求側管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》新增需求響應章節,指應對短時(shí)的電力供需緊張、可再生能源電力消納困難等情況,通過(guò)經(jīng)濟激勵為主的措施,引導電力用戶(hù)根據電力系統運行的需求自愿調整用電行為,實(shí)現削峰填谷,提高電力系統靈活性,保障電力系統安全穩定運行,促進(jìn)可再生能源電力消納。

    《電力需求側管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》指出,到2025年,各省需求響應能力達到大用電負荷的3%~5%,其中年度大用電負荷峰谷差率超過(guò)40%的省份達到5%或以上。到2030年,形成規?;膶?shí)時(shí)需求響應能力,結合輔助服務(wù)市場(chǎng)、電能量市場(chǎng)交易可實(shí)現電網(wǎng)區域內可調節資源共享互濟。

    結合全國電力負荷管理工作面臨的新形勢、新要求、新內涵,《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》同樣新增了需求響應章節,除此之外,《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》還細化了有序用電要求,新增了系統支撐章節。

    《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》指出,所謂有序用電,是指在可預知電力供應不足等情況下,依靠提升發(fā)電出力、市場(chǎng)組織、需求響應、應急調度等各類(lèi)措施后,仍無(wú)法滿(mǎn)足電力電量供需平衡時(shí),通過(guò)行政措施和技術(shù)方法,依法依規控制部分用電負荷,維護供用電秩序平穩的管理工作。

    《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》明確,不得在有序用電方案中濫用限電措施,影響正常的社會(huì )生產(chǎn)生活秩序。不得以國家和地方節能目標責任評價(jià)考核的名義對用能企業(yè)、單位等實(shí)施無(wú)差別的有序用電。

    《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》還明確提出,制定有序用電方案時(shí),有五類(lèi)應被限制:包括違規建成或在建項目,產(chǎn)業(yè)結構調整目錄中淘汰類(lèi)、限制類(lèi)企業(yè),單位產(chǎn)品能耗高于國家或地方強制性能耗限額標準的企業(yè),景觀(guān)照明、亮化工程和其他高耗能、高排放、低水平企業(yè)。

    在系統支撐方面,《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》指出,各地電力運行主管部門(mén)、能源監管機構、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶(hù)應加強新型電力負荷管理系統的建設、運維及安全監管。

    新型電力負荷管理系統包括用于對電力用戶(hù)、負荷聚合商、虛擬電廠(chǎng)等開(kāi)展負荷信息采集、預測分析、測試、調控、服務(wù)的軟硬件平臺,是開(kāi)展電力需求側管理的信息技術(shù)輔助系統,是負荷管理工作的重要實(shí)施平臺。

    2 實(shí)施電力需求側管理和電力負荷管理的意義

    在“雙碳"目標背景下,發(fā)電側新增裝機以風(fēng)電、光伏等清潔可再生能源為主,但在現有技術(shù)條件下,風(fēng)電和光伏發(fā)電尚難以提供穩定且可調節的出力。為了保障電力供應的穩定性和可靠性,電力需求側管理逐漸成為保障電網(wǎng)安全穩定、優(yōu)化能源結構的必要手段。電力需求側管理是通過(guò)調整和控制用戶(hù)的用電行為,實(shí)現電力系統供需平衡,提高能源利用效率。實(shí)施電力需求側管理可以通過(guò)改變用戶(hù)用電行為降低負荷峰值,提高電網(wǎng)利用率、保障電力安全、緩解新能源接入壓力。

    延緩電網(wǎng)投資,提升電網(wǎng)利用率

    電力需求側管理可以通過(guò)合理安排用戶(hù)用電行為,調節用電負荷,優(yōu)化電網(wǎng)負載分布,從而延緩電網(wǎng)投資的需求,降低電網(wǎng)運營(yíng)成本。一方面,電力需求側管理能夠通過(guò)實(shí)現清潔用能等目標,優(yōu)化用電結構,降低對電網(wǎng)的負荷壓力,減少對電網(wǎng)的擴建需求。另一方面,電力需求側管理還可以通過(guò)建立靈活的市場(chǎng)機制,提高電網(wǎng)利用效率,降低電網(wǎng)調度成本,推動(dòng)電網(wǎng)的升級改造和智能化建設,進(jìn)一步提高電網(wǎng)的利用率和運行效率。

    降低尖峰負荷,保障電力安全

    電力需求側管理可以通過(guò)分時(shí)段的電價(jià)差異或者獎勵機制,引導用戶(hù)在高峰時(shí)段減少用電或者轉移用電,從而降低尖峰負荷。尖峰負荷容易導致電力供應短缺、電壓不穩、設備損壞等問(wèn)題,嚴重威脅到電力系統的安全穩定運行。實(shí)施電力需求側管理可以通過(guò)采用降低用電峰值、平移負荷谷值、提高谷負荷、調整負荷曲線(xiàn)等多種方式,有效控制尖峰負荷,避免電力系統因為尖峰負荷過(guò)高而引發(fā)的供需失衡問(wèn)題,減少電力系統運行壓力,降低發(fā)生供電不足的風(fēng)險,保障電力系統的安全和可靠運行。

    提升系統靈活性,緩解新能源接入壓力

    電力需求側管理可以提升電力系統的靈活性和適應性,降低新能源接入對電力系統的影響,減少新能源波動(dòng)對電網(wǎng)的影響,降低調度成本。電力需求側管理還可以通過(guò)改變用戶(hù)能源消費結構,鼓勵使用分布式能源、儲能系統等新技術(shù)的方式,進(jìn)一步緩解新能源接入壓力,提高了系統的可靠性。

    系統推進(jìn)電力需求側管理深化和升級,減輕高峰用電負荷壓力,實(shí)現節約用電、環(huán)保用電、綠色用電、智能用電、有序用電,促進(jìn)電力系統安全穩定運行與高質(zhì)量發(fā)展。具體來(lái)說(shuō),應做好以下3個(gè)方面的工作。

    一是堅持市場(chǎng)化改革,優(yōu)化電力市場(chǎng)體制實(shí)施市場(chǎng)調節機制

    利用電價(jià)差異化、用電峰谷電價(jià)制度等方式,引導用戶(hù)在用電高峰期時(shí)適度降低用電,從而調節用電負荷,減輕供電系統壓力;建立透明度高、公正規范的電力市場(chǎng)環(huán)境,推進(jìn)電力市場(chǎng)化改革,完善市場(chǎng)化體系和市場(chǎng)監管機制,提高市場(chǎng)競爭力;建立電力交易平臺,提供信息交流、交易撮合等服務(wù),為電力市場(chǎng)提供更加便捷、透明的交易服務(wù);加強市場(chǎng)監管,防止市場(chǎng)壟斷,保障市場(chǎng)公平競爭,防止市場(chǎng)失靈,提高市場(chǎng)交易的效率和公正度。

    二是堅持節約用電,推廣需求響應積極

    推廣需求響應,加強需求響應頂層設計,明確規范要求,推動(dòng)需求響應納入電力規劃,健全需求響應激勵機制,鼓勵引導大工業(yè)用戶(hù)參與實(shí)時(shí)需求響應改造;制定節能標準,限制能耗大的行業(yè)在特定時(shí)間段的用電量,企業(yè)建立完善的節能管理體系,制定自主的節能標準和措施;完善用電峰谷電價(jià)制度,結合新能源出力實(shí)際情況,調整差異化電價(jià),引導用戶(hù)在峰谷電價(jià)差異較大的情況下,調整用電行為,降低高峰用電負荷;加大節能措施推廣力度,政府通過(guò)財政補貼等方式,推廣使用節能燈具、節能家電、新能源設備,鼓勵企業(yè)、居民、公共機構等采用節能技術(shù)措施。

    三是堅持技術(shù)支撐,提升數字化水平

    推動(dòng)信息通信技術(shù)、設施與能源領(lǐng)域深度融合,優(yōu)化完善電力需求側管理平臺,利用大數據和人工智能技術(shù),分析用電數據,實(shí)現用電預測和用電調度,調節用電峰谷負荷,減輕高峰用電負荷壓力;利用大數據、人工智能等技術(shù),建立用電監管平臺,實(shí)現對用電情況的實(shí)時(shí)監測和控制,加強對用電行為的監管和管理;推廣互聯(lián)網(wǎng)+電力服務(wù)模式,實(shí)現對用戶(hù)的精準服務(wù),提高用戶(hù)用電體驗,引導用戶(hù)在用電時(shí)有意識地降低用電量,降低高峰用電負荷。

    3 電力需求側管理和電力負荷管理數字化解決方案

    《電力需求側管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》和《電力負荷管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》的出臺正逢其時(shí),結合了新型電力系統實(shí)際問(wèn)題,為緩解電力供需矛盾提供了政策支持和解決方案。據報道,近期全國多地成立市/縣級電力負荷管理中心,標志著(zhù)各地在電力負荷管理系統的建設改革邁出了實(shí)質(zhì)性的關(guān)鍵一步,對加快推進(jìn)電力需求側管理和電力負荷管理具有重要意義。比如寧波市能源大數據管理中心(電力負荷管理中心)已接入寧波1萬(wàn)余戶(hù)規上企業(yè)及3079家用能企業(yè)用能數據、698個(gè)公共建筑單位空調負荷數據,上線(xiàn)了公共建筑空調負荷管理、產(chǎn)業(yè)園能源管理、綠色工廠(chǎng)能源監測等20余項能源大數據產(chǎn)品。

    AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統實(shí)現企業(yè)級微電網(wǎng)的需求管理和負荷管理,結合物聯(lián)網(wǎng)、大數據技術(shù),可實(shí)現企業(yè)電網(wǎng)電力監控、能耗統計、負荷預測、照明控制、主要負荷監控、充電樁運營(yíng)管理、光伏發(fā)電監控、儲能管理、需求響應等功能,提高企業(yè)配電和用電智能化,幫助企業(yè)實(shí)現用電可靠、安全、節約、有序用電。同時(shí)系統可以作為區域電力需求側平臺和電力負荷管理平臺的子系統,接受上級平臺的需求響應指令,成為電力需求側管理和電力負荷管理系統建設的基礎,安科瑞作為電力需求側管理服務(wù)機構,一直以來(lái)為企業(yè)提供需求側管理和負荷管理解決方案。

    圖1 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統網(wǎng)絡(luò )結構

    圖2 安科瑞電力需求側管理服務(wù)機構能力評定證書(shū)

    3.1 電力監控

    AcrelEMS對企業(yè)高低壓變配電系統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無(wú)功補償柜及電纜等配電相關(guān)設備的電氣參數、運行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和控制,監測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,對故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息,提高企業(yè)供電可靠性。

    圖3 電力監控功能

    3.2光伏發(fā)電監控

    監測企業(yè)分布式光伏電站運行情況,包括逆變器運行數據、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統計以及光伏發(fā)電功率控制。

    光伏發(fā)電監控

    3.3儲能管理

    監測儲能系統(EMS)、電池管理系統(BMS)和儲能變流器(PCS)運行模式、控制策略,監測電池電流、溫度、SOC/SOH,檢測系統絕緣狀況,并根據企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級平臺指令設置儲能系統的充放電策略,控制儲能系統充放電,實(shí)現削峰填谷,降低企業(yè)用電成本。  

     

    儲能系統監控

    3.4功率預測

    系統基于歷史負荷數據,結合天氣因素、企業(yè)生產(chǎn)計劃等,預測企業(yè)下個(gè)周期的功率需求和光伏發(fā)電功率曲線(xiàn),為企業(yè)提前安排能源計劃、申報需求響應提供數據支持。

     

    發(fā)電功率預測

    3.5 能耗分析

    采集企業(yè)電、水、燃氣等能源消耗,進(jìn)行分類(lèi)分項能耗統計,計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數據以及趨勢,對標主要用能設備能效進(jìn)行能效診斷,計算企業(yè)碳排放,為企業(yè)制定碳達峰、碳中和路線(xiàn)提供數據支持。

    圖7 能耗分析功能

    3.6 照明負荷控制

    智能照明控制功能可以根據企業(yè)情況實(shí)現定時(shí)控制、光照感應控制、場(chǎng)景控制、調光控制等,并結合紅外傳感器、超聲波傳感器,實(shí)現人來(lái)燈亮、人走燈滅,并可以根據系統的控制策略實(shí)現集中控制,為企業(yè)節約照明用電。

    圖8 照明控制功能

    3.7 充電樁負荷管理 

    監測企業(yè)充電樁的運行狀態(tài),提供充電樁收費管理和狀態(tài)監測功能,并根據企業(yè)負荷率變化和需求側管理平臺指令調節充電樁功率,使企業(yè)微電網(wǎng)安全平穩運行,響應上級平臺的功率需求。

    圖9 充電樁管理

    3.8 需求管理

    根據企業(yè)負荷波動(dòng)數據,再結合上級平臺的調度指令,決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應,平臺可通過(guò)給儲能系統下發(fā)控制策略,調整充發(fā)電時(shí)間。平臺在需求響應時(shí)間段調整可控負荷功率,停止給可中斷負荷供電,并且可以根據企業(yè)可控負荷數據制定需求響應控制策略,實(shí)現一鍵響應。

     

    圖10 需求響應示意圖

    3.9 電力需求側管理相關(guān)硬件設備

    電力需求和負荷管理需要軟件配合各種電力監測和控制設備來(lái)實(shí)現,具體包括高低壓綜合保護和監測產(chǎn)品、電能質(zhì)量監測治理設備、各類(lèi)智能電表、物聯(lián)網(wǎng)電表、照明控制傳感器、充電樁、接點(diǎn)測溫、遠程控制設備等,安科瑞可以為企業(yè)側電力需求和負荷管理提供一站式服務(wù)。

    4 結束語(yǔ)

    電力需求側管理是基于全社會(huì )用電企業(yè)的數字化系統,做好電力需求側管理需要從企業(yè)微電網(wǎng)的智能化管理開(kāi)始。而電力需求側管理是平衡電力供需的重要手段,是提升社會(huì )用能管理水平的基礎保障,是實(shí)現清潔能源消納和能源可持續發(fā)展的關(guān)鍵路徑。在中國現代化能源體系建設過(guò)程中,電力需求側管理將繼續發(fā)揮重要作用,推動(dòng)我國能源消費方式和能源供應方式的轉型升級,實(shí)現經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的雙贏(yíng)。

    編輯:安科瑞 孫斌

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