摘要:近年來全(quan)國用電负荷特別是(shi)居民用電负荷的快速增长,全國範(fan)围内夏季、冬季(ji)用電负荷“雙峰”特征日益突出,恶劣氣候現(xian)象多发增加了電力安全(quan)供應的壓力。具有随機性、波動性、間歇性(xing)特征的可再生能源大規模接入電網(wang)對電力系統的稳定性带來新的挑战,同時社會各方面(mian)對電力安全(quan)稳定供應的要求不断提高,迫切需要兜牢電力安全保供(gong)的底(di)線。在(zai)这(zhe)種情况下國家发改委5月19日就《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)(征求意见(jian)稿)》和《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》向社會公開(kai)征求意见,此次公開征求意见(jian)的時間為(wei)2023年5月19日至(zhi)2023年6月18日。
1 主要内容
《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)(征求意见(jian)稿)》根據(ju)2017年发布的《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)》修订形成,《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》則在(zai)2011年发布的《有序用電管理辦法》基礎上(shang)修订(ding)形成。
发改(gai)委在《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)(征求意见(jian)稿)》修订說明中指出,電力需求侧管理是指加強全社(she)會用電管(guan)理,綜合采取合理可行的技術(shu)、經濟和管理措施,優化配(pei)置電力(li)资源,在用(yong)電環節實施(shi)需求響應、節約用電、電能替代、綠色用電、有序用電,推動(dong)電力系統安全(quan)降碳、提效降耗。電力需求(qiu)侧管理將发挥需求侧资源潜力(li),加速源網荷储(chu)协同互動,助力新型電力系統和新型能源體系(xi)建設中发挥重(zhong)要作用。
相较現(xian)行《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)》,《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)(征求意见(jian)稿)》新增需求(qiu)響應章節,指應對短時的電力供需紧(jin)张、可再生能源電力消納困难等(deng)情(qing)况,通過經濟激(ji)勵(li)為主的措施,引导電力(li)用戶根據電力系(xi)統運行的需求自愿調整用電行為,實現削峰填(tian)谷,提高電(dian)力系統灵活性,保障電力系統安全稳定運行(xing),促進可(ke)再生能源電力(li)消納。
《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)(征求意见(jian)稿)》指出(chu),到2025年,各省需求響應能力達到至大用電负荷的3%~5%,其中年度至大用電负荷峰谷差率超過40%的省份達(da)到5%或以上。到2030年,形成規模(mo)化的實(shi)時需求響應能力,結合辅助服務市(shi)場(chang)、電能量市場交易可實(shi)現電網區(qu)域内可調節资源共享互濟。
結合全國電力负荷管(guan)理工作面臨的新形勢(shi)、新要求、新内涵,《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》同樣新增了(le)需求響應章節,除此之(zhi)外,《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》還細化了有序用電要求,新增了系統(tong)支撐章(zhang)節。
《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》指出(chu),所(suo)谓有序用(yong)電,是指在可(ke)预知電力供應不足等情况(kuang)下,依靠提升发電出力(li)、市場組織、需求響應、應急調度等各(ge)類措施后,仍无法满足電力電量(liang)供需平衡(heng)時,通過行政措施和技術方法,依法依規控製部分(fen)用電负荷,維護供用電秩序平稳(wen)的管理(li)工作。
《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》明確,不得在有(you)序用電(dian)方案中滥用限電措施,影響正常的(de)社會(hui)生產生活秩序。不得以國家和地方節能目標責任評价考核的(de)名義對用能企業、單位等實施(shi)无差別的有序用電。
《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》還(hai)明確提出,製定有序用(yong)電方案時,有五類應(ying)被限製:包括违規建成或在建項(xiang)目(mu),產業結構(gou)調整目(mu)錄中淘汰類、限製類企(qi)業,單位(wei)產品能耗(hao)高於國家或地方強製性能耗限额標準的企業,景觀照明、亮化工程和其他(ta)高(gao)耗能、高排(pai)放、低水(shui)平企業(ye)。
在系(xi)統支撐方面,《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》指出(chu),各地(di)電力(li)運行主管部門、能源监管機構、電網企業、電(dian)力(li)用戶應加強新型電力负荷管理系統的建設、運維及安全(quan)监管(guan)。
新型電力(li)负荷管理(li)系統包括用於對電力用戶、负荷聚合商、虚擬電廠(chang)等開展(zhan)负荷信息采集、预測分析(xi)、測試、調控、服務的(de)软硬件平(ping)臺,是(shi)開展電力需求(qiu)侧管理的信息技術辅助系統,是负荷(he)管理工作的重要實施平臺(tai)。
2 實施電(dian)力需求侧管理和電力负荷管理的意義
在“雙碳”目標背景下,发電侧新(xin)增裝機以風(feng)電、光伏等清洁可再(zai)生能源為主(zhu),但在現(xian)有技術条件下,風電和(he)光伏发電尚难以提供稳定且可調節的出力(li)。為了保障電力供應的稳定性和可靠性(xing),電力需求侧管理逐渐成為保障(zhang)電網安全稳定、優化能源結(jie)構的必要手(shou)段。電力需求侧管理是(shi)通過(guo)調整和控製用戶的用電行為,實現電力系統(tong)供需平衡,提高能源利(li)用效率。實施電力需求侧管理可以通過改變用戶用電行為降低负(fu)荷(he)峰值,提高電網利(li)用率、保障電力安全、缓解新能(neng)源接入壓力(li)。
延缓電網投(tou)资,提升(sheng)電網利用率
電力需求(qiu)侧管理可以通過合理安排(pai)用戶用電行為,調(diao)節用電负荷(he),優(you)化(hua)電網负载分布,从而(er)延缓(huan)電網投资的需求,降低電(dian)網(wang)運營成本。一方面,電力需求侧管理(li)能够通過實現清洁用能等目標(biao),優化用電結構,降低對電網的负荷壓力,减少對電網(wang)的擴建需求。另一方(fang)面,電力需求侧管(guan)理還可以(yi)通過建立灵活的市場機製,提(ti)高電網利用效率,降低電網調度(du)成本,推動電網的升級改造和(he)智能化建設,進一步提高電網(wang)的利用率和運行效率。
降低尖峰负(fu)荷,保障電力安全
電力需求侧管理可以通過分時段的電价差(cha)异(yi)或者奖勵機製,引导用戶在高峰時段减少(shao)用電(dian)或者轉移用電,从而降(jiang)低尖峰负荷。尖峰负荷容易导致電力供應短缺、電壓不(bu)稳、設備损坏等問題,嚴重威胁到(dao)電力(li)系統的安全稳定運行。實施電力需求侧管理可以通(tong)過采用降低用電峰值、平移负荷谷值、提高谷负荷、調整负荷曲線等多(duo)種(zhong)方式,有效控製尖(jian)峰(feng)负荷,避免電力系統(tong)因為尖峰负荷過高而引发的供需失衡(heng)問題,减少電力系統運(yun)行壓(ya)力,降低发生供電不足(zu)的風(feng)险,保障(zhang)電力系統的安全和可(ke)靠運行。
提升(sheng)系統(tong)灵活性,缓解新能(neng)源接入壓力(li)
電力需求侧管理(li)可以提升電力系統的(de)灵活性和適應性,降低新能源接入對電力系(xi)統的影響,减少新能源波動對電網(wang)的影響,降(jiang)低調度成本。電力需求侧管理還可以通(tong)過改變用戶能源消費結(jie)構,鼓勵使(shi)用分布式能源、储(chu)能系統等新技(ji)術的方式,進(jin)一步缓解新能源接入壓力,提高了(le)系統的可靠性。
系統推進電力需(xu)求侧管理深化(hua)和升級,减轻高峰用(yong)電负荷壓(ya)力,實現節(jie)約用電、環保用電、綠色用電、智能(neng)用電、有序用電,促進電力系統安全稳定運行與高質量发(fa)展。具體來(lai)說,應(ying)做好(hao)以下3個方面的工作。
一是坚持市場化改革,優化電力市場體製實(shi)施(shi)市場調節機製
利用電价差异化、用電峰谷電价製度等方式,引导用戶在用電高峰期時(shi)適度降(jiang)低用電,从(cong)而調節用電负荷,减轻供電系(xi)統壓(ya)力;建立(li)透明度高、公正規(gui)範的電力市場環境(jing),推進電力市場化改(gai)革,完(wan)善市場化體(ti)系和市場监管機製,提高市場竞争力;建立電力交易平臺(tai),提供信息交流、交(jiao)易撮合(he)等服務,為電(dian)力(li)市場提供更加便捷、透明的交易服務;加強市場监管(guan),防止市場(chang)垄断,保(bao)障市場公平竞争,防止市場失灵,提高市場交易的效(xiao)率和公正(zheng)度。
二是坚(jian)持節約用電,推廣需(xu)求響應积(ji)極
推廣需求響應,加強需求響應顶層設計,明確規範要求(qiu),推動需(xu)求響應納入電力規劃,健全需求響應激勵機製,鼓勵引导大工業用(yong)戶參與(yu)實時需求響應改造;製(zhi)定節能標準,限製能耗大的行業在特(te)定時間段的用電量,企業建立完善的節能管(guan)理體系(xi),製定自主的節能(neng)標準和措施(shi);完(wan)善用電峰谷電价製度,結(jie)合新能源出力實际(ji)情况,調整差异化電价,引导用戶在(zai)峰谷電(dian)价差异较大的情况下,調整用電行為(wei),降低(di)高峰用電负荷;加大(da)節能措施推廣力度(du),政府通過財政补贴(tie)等方式,推廣使用(yong)節能燈具(ju)、節能家電、新能源設備(bei),鼓勵企業(ye)、居民、公共(gong)機構等采用(yong)節能技術措施。
三是坚持技術支撐,提升数(shu)字化水平
推動(dong)信(xin)息通信技術、設(she)施與能源领域深度融合(he),優(you)化完善電力需求侧管理平(ping)臺,利用(yong)大数據和人工智能技術,分析用電数據,實現用電预測和用(yong)電調度(du),調節用電峰谷(gu)负荷,减轻高峰用(yong)電负荷壓(ya)力;利用(yong)大数據、人(ren)工智能等技(ji)術,建立(li)用電监管平臺,實現(xian)對用電情况的實時(shi)监測和控製,加強對用電行為的监(jian)管和管(guan)理;推廣互(hu)聯網+電力服務模式,實現對(dui)用戶的精準服務,提高用戶用電體驗,引导用戶在用電時有意识地降(jiang)低用電量(liang),降低(di)高峰用電负荷。
--本章節引自華北電力大學曾鳴、王永利 《實施需求(qiu)侧管理,缓解低碳電力系統(tong)尖(jian)峰壓力》
3 電力需求侧管理和電力负荷管理数字化解決方案
《電力需求侧管(guan)理辦法(fa)(征求意见(jian)稿)》和《電(dian)力负荷管理辦法(征求意见(jian)稿)》的出(chu)臺正逢其(qi)時,結合了新型(xing)電力系統實(shi)际問題,為缓解電力供需矛盾(dun)提供了政(zheng)策支持和解決方案。據報道,近期全國多地成立市/縣級管理中心,標志着各地在電力负荷管理系統的(de)建設改革邁出了實質性的關键一步,對加快推(tui)進電力需求侧管理和電力负荷管理具有重要意義。比如宁波市(shi)能源大数據管(guan)理中心(電力负荷管理中心)已接入宁波1萬余戶規上企業及3079家用能企(qi)業用(yong)能数據、698個公共建筑單位空調(diao)负荷数據,上線了公共建筑空調负荷管理(li)、產業園能源管理、綠色工廠能源监測等20余項能源大数據產品。
AcrelEMS企(qi)業微電網能效管理系統實現企業(ye)級微電網的需求管理和负荷管理,結合物(wu)聯(lian)網、大数據(ju)技術,可實(shi)現企業電網電力监控(kong)、能耗統計、负荷预測、照明控製、主要负荷监控、充電桩運營管理、光(guang)伏发電监(jian)控、储能管理、需求響應等功能,提高企業配電和(he)用電智能化,帮助企業實現用電可靠、安全、節約、有序用電。同時系統可以作為區域電力需求侧平臺和電力负荷管理平臺的子(zi)系統(tong),接受上級(ji)平臺的需求響應指(zhi)令,成為電力需求侧管理(li)和電力负荷管理系統建設(she)的基礎,安(an)科瑞作為電力需求侧(ce)管理服務機構,一直以來為企業提供需求侧管理和负荷(he)管理解決方(fang)案。
圖1 AcrelEMS企業(ye)微電網能效管理系統網(wang)絡結構
圖2 安科瑞電力需(xu)求侧管理服務機構(gou)能力評定證书
3.1 電力监控
AcrelEMS對企業(ye)高低壓變配電系統的變壓器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜(gui)及電(dian)缆等配電相關設備的電氣參数、運(yun)行状態、接點温度進行實時监測和控製,监測企業微電網主要回(hui)路的電能質量並進行(xing)治理,對故障(zhang)及時處理並发出告警信息,提高企業供電可(ke)靠(kao)性。
圖3 電力监控功能
3.2光伏发電监控
监測企業分布式光(guang)伏電站運行(xing)情况,包括逆變器(qi)運行数據、光伏发電(dian)效率分析(xi)、发電量及收益(yi)統計以及光伏发電功率(lv)控製。
圖4 光伏发電监控
3.3储能管理
监測储能系統(EMS)、電池管理系統(tong)(BMS)和储(chu)能變(bian)流器(PCS)運行模式、控製策略,监測電池電流、温度、SOC/SOH,檢測(ce)系統絕缘状况,並根據企業峰谷特點和電价(jia)波動以及上級平臺指令設置储能系統的充(chong)放電策略,控製储能系(xi)統充(chong)放電,實現削峰填(tian)谷,降低企(qi)業用(yong)電成本。
圖5 储能系統监控
3.4功率预測
系統基於历史负荷数據,結(jie)合天(tian)氣因素、企業生產計劃等,预測企業下個周期的功率需求和光伏发電功(gong)率曲線,為(wei)企業提前安排能源計劃、申(shen)報(bao)需求響應提供数據支持。
圖6 发電功率预測
3.5 能耗分析
采集企業電、水、燃氣等(deng)能源(yuan)消耗,進行分類分(fen)項能耗統計,計算單位面积或單位產(chan)品的能耗数據以(yi)及趨勢,對(dui)標(biao)主要用能設備能效進行能效诊断,計(ji)算企業碳排(pai)放,為企業製定碳達(da)峰、碳中和路線提供(gong)数(shu)據支持。
圖7 能耗分析功能
3.6 照明负荷控製
智能照明控製功能(neng)可以(yi)根據企業情况實現定時控製、光照感應控製、場景控製、調光控製等,並結合紅外(wai)傳感器(qi)、超聲波(bo)傳感器,實(shi)現人來燈(deng)亮、人走燈滅,並可以(yi)根據系統的控製策(ce)略實現集中控製,為企業節約(yue)照明用電。
圖8 照明控製功能
3.7 充電桩负荷管理
监測企業充電桩的運行状(zhuang)態(tai),提供充電桩收費管理和(he)状態监測功能,並根據企業负荷率變化和需求侧管理平臺(tai)指令調(diao)節充電桩功率,使企業微(wei)電網安全平稳運行(xing),響應上級平臺(tai)的功率(lv)需求。
圖9 充電桩管理
3.8 需求管理
根據企業负荷波動数據,再結合上級平臺的調度指令,決定以何種方式參(can)與電網需求響應,平臺可通過給储能系統下(xia)发控製策略(lve),調整充(chong)发電時間(jian)。平臺在需求響應時間段調整可(ke)控负荷功率(lv),停止給可中断负荷供電,並且可(ke)以根據(ju)企業可控负荷数據製定需求響應控製策略,實現一(yi)键響應。
圖10 需求響應示意圖
3.9 電力需求侧管(guan)理相關硬件設備
電力需求和负荷管理需(xu)要软件配合各種電力监測和控製設備來實現(xian),具體包括高低壓綜合保護和监測(ce)產品、電能質(zhi)量监測治理設備、各(ge)類(lei)智能電表、物聯(lian)網電(dian)表、照明控製傳(chuan)感器、充電桩、接點(dian)測(ce)温、远程控(kong)製(zhi)設備等,安科瑞可以為企業侧電力需求和负荷管(guan)理提供一站式(shi)服務。
4 結束语
電力需求侧管(guan)理是基於全社會用(yong)電企業的数字化系統,做好電力需求(qiu)侧管理需要从企業微電網的智能化管理開(kai)始。而電力需求侧管(guan)理是平衡電(dian)力供需的重要手段,是提升社會用能管理水平(ping)的基礎保障(zhang),是實現清洁能源消納和能源可持續发展的關(guan)键路径。在中國現代化能源體系建設過程中(zhong),電力需求侧管理將繼續发(fa)挥重要作(zuo)用,推動我國能源消費方式和能源供(gong)應方(fang)式的轉型升級,實(shi)現經濟发展和環境保護(hu)的雙贏。