摘要

近年來全國用電負荷特別是居民用電負荷的快速增長,全國范圍內夏季、冬季用電負荷“雙峰"特征日益突出,氣候現象多發增加了電力安全供應的壓力。具有隨機性、波動性、間歇性特征的可再生能源大規模接入電網對電力系統的穩定性帶來新的挑戰,同時社會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。在這種情況下國家發改委5月19日就《電力需求側管理辦法(征求意見稿)》和《電力負荷管理辦法(征求意見稿)》向社會公開征求意見,此次公開征求意見的時間為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(征求意見稿)》根據2017年發布的《電力需求側管理辦法》修訂形成,《電力負荷管理辦法(征求意見稿)》則在2011年發布的《有序用電管理辦法》基礎上修訂形成。

發改委在《電力需求側管理辦法(征求意見稿)》修訂說明中指出,電力需求側管理是指加強全社會用電管理,綜合采取合理可行的技術、經濟和管理措施,優化配置電力資源,在用電環節實施需求響應、節約用電、電能替代、綠色用電、有序用電,推動電力系統安全降碳、提效降耗。電力需求側管理將在發揮需求側資源潛力,加速源網荷儲協同互動,助力新型電力系統和新型能源體系建設中發揮重要作用。

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

《電力需求側管理辦法(征求意見稿)》指出,到2025年,各省需求響應能力達到最大用電負荷的3%~5%,其中年度最大用電負荷峰谷差率超過40%的省份達到5%或以上。到2030年,形成規模化的實時需求響應能力,結合輔助服務市場、電能量市場交易可實現電網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,依靠提升發電出力、市場組織、需求響應、應急調度等各類措施后,仍無法滿足電力電量供需平衡時,通過行政措施和技術方法,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,影響正常的社會生產生活秩序。不得以國家和地方節能目標責任評價考核的名義對用能企業、單位等實施無差別的有序用電。

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

在系統支撐方面,《電力負荷管理辦法(征求意見稿)》指出,各地電力運行主管部門、能源監管機構、電網企業、電力用戶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、負荷聚合商、虛擬電廠等開展負荷信息采集、預測分析、測試、調控、服務的軟硬件平臺,是開展電力需求側管理的信息技術輔助系統,是負荷管理工作的重要實施平臺。

2 實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,發電側新增裝機以風電、光伏等清潔可再生能源為主,但在現有技術條件下,風電和光伏發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安全穩定、優化能源結構的必要手段。電力需求側管理是通過調整和控制用戶的用電行為,實現電力系統供需平衡,提高能源利用效率。實施電力需求側管理可以通過改變用戶用電行為降低負荷峰值,提高電網利用率、保障電力安全、緩解新能源接入壓力。

延緩電網投資,提升電網利用率

電力需求側管理可以通過合理安排用戶用電行為,調節用電負荷,優化電網負載分布,從而延緩電網投資的需求,降低電網運營成本。一方面,電力需求側管理能夠通過實現高效能耗、清潔用能等目標,優化用電結構,降低對電網的負荷壓力,減少對電網的擴建需求。另一方面,電力需求側管理還可以通過建立靈活的市場機制,提高電網利用效率,降低電網調度成本,推動電網的升級改造和智能化建設,進一步提高電網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分時段的電價差異或者獎勵機制,引導用戶在高峰時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、設備損壞等問題,嚴重威脅到電力系統的安全穩定運行。實施電力需求側管理可以通過采用降低用電峰值、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高而引發的供需失衡問題,減少電力系統運行壓力,降低發生供電不足的風險,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,減少新能源波動對電網的影響,降低調度成本。電力需求側管理還可以通過改變用戶能源消費結構,鼓勵使用分布式能源、儲能系統等新技術的方式,進一步緩解新能源接入壓力,提高了系統的可靠性。

系統推進電力需求側管理深化和升級,減輕高峰用電負荷壓力,實現節約用電、環保用電、綠色用電、智能用電、有序用電,促進電力系統安全穩定運行與高質量發展。具體來說,應做好以下3個方面的工作。

一是堅持市場化改革,優化電力市場體制實施市場調節機制

利用電價差異化、用電峰谷電價制度等方式,引導用戶在用電高峰期時適度降低用電,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環境,推進電力市場化改革,完善市場化體系和市場監管機制,提高市場競爭力;建立電力交易平臺,提供信息交流、交易撮合等服務,為電力市場提供更加便捷、高效、透明的交易服務;加強市場監管,防止市場壟斷,保障市場公平競爭,防止市場失靈,提高市場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,鼓勵引導大工業用戶參與實時需求響應改造;制定節能標準,限制能耗大的行業在特定時間段的用電量,企業建立完善的節能管理體系,制定自主的節能標準和措施;完善用電峰谷電價制度,結合新能源出力實際情況,調整差異化電價,引導用戶在峰谷電價差異較大的情況下,調整用電行為,降低高峰用電負荷;加大節能措施推廣力度,政府通過財政補貼等方式,推廣使用高效節能燈具、節能家電、新能源設備,鼓勵企業、居民、公共機構等采用節能技術措施。

三是堅持技術支撐,提升數字化水平

推動信息通信技術、設施與能源領域深度融合,優化完善電力需求側管理平臺,利用大數據和人工智能技術,分析用電數據,實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,建立用電監管平臺,實現對用電情況的實時監測和控制,加強對用電行為的監管和管理;推廣互聯網+電力服務模式,實現對用戶的精準服務,提高用戶用電體驗,引導用戶在用電時有意識地降低用電量,降低高峰用電負荷。

--本章節引自華北電力大學曾鳴、王永利 《實施需求側管理,緩解低碳電力系統尖峰壓力》

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(征求意見稿)》和《電力負荷管理辦法(征求意見稿)》的出臺正逢其時,結合了新型電力系統實際問題,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,標志著各地在電力負荷管理系統的建設改革邁出了實質性的關鍵一步,對加快推進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1萬余戶規上企業及3079家重點用能企業用能數據、698個公共建筑單位空調負荷數據,上線了公共建筑空調負荷管理、產業園能源管理、綠色工廠能源監測等20余項能源大數據產品。

AcrelEMS企業微電網能效管理系統實現企業級微電網的需求管理和負荷管理,結合物聯網、大數據技術,可實現企業電網電力監控、能耗統計、負荷預測、照明控制、主要負荷監控、充電樁運營管理、光伏發電監控、儲能管理、需求響應等功能,提高企業配電和用電智能化,幫助企業實現用電可靠、安全、節約、高效、有序用電。同時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機構,一直以來為企業提供需求側管理和負荷管理解決方案。

圖1 AcrelEMS企業微電網能效管理系統網絡結構

圖2 安科瑞電力需求側管理服務機構能力評定證書

3.1 電力監控

AcrelEMS對企業高低壓變配電系統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控制,監測企業微電網主要回路的電能質量并進行治理,對故障及時處理并發出告警信息,提高企業供電可靠性。

圖3 電力監控功能

3.2光伏發電監控

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

圖4 光伏發電監控

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,并根據企業峰谷特點和電價波動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,實現削峰填谷,降低企業用電成本。

圖5 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、企業生產計劃等,預測企業下個周期的功率需求和光伏發電功率曲線,為企業提前安排能源計劃、申報需求響應提供數據支持。

圖6 發電功率預測

3.5 能耗分析

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

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情況實現定時控制、光照感應控制、場景控制、調光控制等,并結合紅外傳感器、超聲波傳感器,實現人來燈亮、人走燈滅,并可以根據系統的控制策略實現集中控制,為企業節約照明用電。

圖8 照明控制功能

3.7 充電樁負荷管理

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

圖9 充電樁管理

3.8 需求管理

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

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實現,具體包括高低壓綜合保護和監測產品、電能質量監測治理設備、各類智能電表、物聯網電表、照明控制傳感器、充電樁、接點測溫、遠程控制設備等,安科瑞可以為企業側電力需求和負荷管理提供一站式服務。

4 結束語

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