構建新型電力系統(tǒng)對整個電力系統(tǒng)的靈活調節(jié)能力提出了更高要求。包括分布式發(fā)電資源、負荷資源、
儲能資源在內的需求側資源作為重要的靈活調節(jié)資源可發(fā)揮重要作用。需求響應、虛擬電廠是靈活調節(jié)資源集成聚合的主要形式,從能量、空間、時間三個維度實現(xiàn)需求側資源集群參與電網調峰、新能源電力消納、市場交易等多場景應用。
推動需求側資源應用
近年來,國家發(fā)展改革委等政府部門連續(xù)出臺政策,推動需求側資源應用。2021年12月,國家能源局印發(fā)的《電力并網運行管理規(guī)定》《電力輔助服務管理辦法》首次將負荷側并網主體納入電力輔助服務。2022年1月,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》提出,用戶側可調負荷資源、儲能、分布式能源、新能源汽車等新型市場主體參與市場交易。
在構建新型電力系統(tǒng)背景下,需求響應、虛擬電廠技術在保障供電安全、提升電網靈活調節(jié)能力、促進新能源電力消納、提升用戶能效和服務水平等方面能夠發(fā)揮重要作用。建立更加靈活的需求側資源管理模式是新形勢下做好電力保供的迫切要求,需要推動需求側資源常態(tài)化參與電網平衡調節(jié),創(chuàng)新電網互動方式。源荷雙側高隨機性、波動性進一步加劇了電網供需平衡調節(jié)難度,需要常態(tài)化發(fā)揮需求側資源的靈活調節(jié)作用,保障電網安全。常規(guī)新能源電力消納措施投資大、實施周期長。需求側資源具有良好的經濟性、環(huán)保性,通過聚合參與電力輔助服務市場交易,可提升新能源電力消納水平。需求側資源協(xié)調優(yōu)化是提升用戶用電服務水平,促進節(jié)能降耗的重要手段。電、碳交易市場持續(xù)建設,用戶可靠用電影響因素眾多,需要通過需求側資源協(xié)調優(yōu)化,支撐用戶降低用電成本、提升電能質量。
需求響應與虛擬電廠技術面臨多重挑戰(zhàn)
構建新型電力系統(tǒng)為需求響應與虛擬電廠帶來了重大發(fā)展機遇,同時也對相關技術提出了更高要求。
用戶種類繁多,感知交互難度大。需求側用戶類型多,生產負荷模型也不相同,用戶設備品牌型號多,信息及相關參數采集、監(jiān)測難度大。
信息獲取不全面,可調節(jié)潛力評估難。調節(jié)潛力分析不僅涉及氣候、地域等多種因素,且受用戶生產工藝流程和生產安排影響,相關信息獲取困難,導致不同應用場景下的多時空尺度可調節(jié)潛力評估準確度不高。
用戶生產約束多,設備控制風險高。根據用戶委托,對用戶側設備做調節(jié)控制時,要考慮用戶設備實時運行狀態(tài),操作難度大,控制風險高。
市場機制不成熟,用戶常態(tài)化參與意愿不足。現(xiàn)有試點資金來源主要是尖峰電價增收資金、跨區(qū)可再生能源現(xiàn)貨購電價差盈余等,政策依賴度較高,尚未形成“誰受益、誰承擔”的多方共贏、可持續(xù)市場機制。
需求側資源參與電網互動標準化程度低。多元用戶負荷參與電網互動時,各類用電設備、系統(tǒng)接口未按照相關標準規(guī)范建設,導致用戶系統(tǒng)貫通和設備數據接入難度高。電網與用戶互動相關國際標準轉化、采納程度低,國內各標準化組織間缺少協(xié)調。供需互動業(yè)務領域內,相關產品、系統(tǒng)及示范試點中標準應用實施情況缺少監(jiān)督。
完善需求響應與虛擬電廠技術支撐體系
針對需求響應、虛擬電廠技術面臨的挑戰(zhàn),現(xiàn)有技術支撐體系主要包含數據監(jiān)測與感知、可調節(jié)潛力分析、控制策略、互動響應效果測量與驗證、效益價值綜合評估、標準制定與實施監(jiān)督六個方面。
在數據監(jiān)測與感知方面,針對用電設備運行狀態(tài)參數、用電參數、環(huán)境參數及供需互動相關參數的監(jiān)測感知和交互需求,建立基于國際電工委員會/公共信息模型的需求響應信息模型、信息交換模型,構建基于邊緣計算的包含用戶側設備、交互設備和互動系統(tǒng)的數據監(jiān)測感知架構體系,支撐需求側各類資源便捷接入電網并常態(tài)化互動。
在可調節(jié)潛力分析方面,綜合分析用電、氣象、經濟等數據,采用模型驅動與數據驅動相融合、微觀-中觀-宏觀交叉驗證的方法,構建可調節(jié)負荷篩選、預測體系,建立細分工業(yè)、商業(yè)和居民的可調節(jié)負荷潛力測算模型,實現(xiàn)負荷可調節(jié)潛力精細化預測。
在控制策略方面,針對工業(yè)用戶生產負荷及非生產負荷、商業(yè)樓宇空調負荷、照明負荷及其他設備負荷,結合用戶設備實時運行狀態(tài),采用電壓型、電流型、頻率型等控制技術對用戶側設備進行調節(jié)控制,構建設備級、用戶級、區(qū)域級負荷調控方案。
在互動響應效果測量與驗證方面,構建需求響應基線負荷計算方法、響應有效性判定方法,設計削峰響應的節(jié)約電力測量與驗證算法、填谷響應的消納電量測算方法。針對需求側資源直接參與電力調峰輔助服務,按照輔助服務市場準入要求直接參與報價出清、結算分攤。
在效益價值綜合評估方面,建立考慮電力客戶、電網企業(yè)、火力發(fā)電企業(yè)、新能源發(fā)電企業(yè)及全社會的價值評估體系,并構建量化分析評價方法,為需求響應和虛擬電廠實施機構、負荷聚合商、用戶分析投入產出打下基礎,也為更合理地分析需求側資源參與電網互動價值提供依據。
在標準制定與實施監(jiān)督方面,依托國內標準化組織和國際化學術團體,修訂完善電力需求響應和虛擬電廠標準體系。依托檢測機構對相關軟硬件產品開展檢驗測試,針對需求響應和虛擬電廠實施機構標準化應用情況,開展年度監(jiān)督評價。
為了更好地挖掘需求側資源的可調節(jié)潛力,建議從如下幾個方面開展工作:
進一步加強政策支持,不斷完善市場化運營機制。加強資金保障和財政、稅收、信貸等金融政策支持,逐步建設完善需求側資源參與電力輔助服務市場、現(xiàn)貨市場、容量市場的常態(tài)化機制。
建設完善技術體系,推動自主創(chuàng)新發(fā)展。逐步推廣應用容量輔助服務、需求側競價等措施,研究并推廣應用負荷設備、儲能設備以及分布式電源等參與電力市場運行的模型、策略、接口等,持續(xù)提升業(yè)務實施便捷性、經濟性。
強化標準引領,高標準開展示范建設。加強標準體系建設與應用實施監(jiān)督,對需求響應、虛擬電廠軟硬件支撐系統(tǒng)實施第三方質量檢測監(jiān)督,保障示范項目建設質量。
原標題:發(fā)揮需求側資源調節(jié)作用 助力構建新型電力系統(tǒng)