隨著“雙碳”進程加快與能源轉(zhuǎn)型深入推進，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)正在向清潔低碳、安全可控、靈活高效、開放互動、智能友好的新型電力系統(tǒng)演進。電力系統(tǒng)“雙高”(高比例可再生能源、高比例電力電子設(shè)備)特征進一步凸顯，需要更多需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)。實施電力需求響應(yīng)，是提升電網(wǎng)控制靈活性、促進可再生能源消納和電力供需協(xié)調(diào)優(yōu)化的重要支撐手段。
需求響應(yīng)是指電力用戶對實施機構(gòu)發(fā)布的價格信號或激勵機制作出響應(yīng)，并改變電力消費模式的行為。近年來，國家發(fā)展改革委、國家能源局等出臺多項需求響應(yīng)相關(guān)政策?！?ldquo;十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，大力提升電力負荷彈性，加強電力需求側(cè)響應(yīng)能力建設(shè)，力爭到2025年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達到最大負荷的3%～5%。
國家電網(wǎng)有限公司深入實施電力需求側(cè)管理。各省級電力公司積極開展需求響應(yīng)可調(diào)節(jié)資源庫建設(shè)，挖掘不同類型需求側(cè)資源的可調(diào)節(jié)潛力。
需求響應(yīng)可調(diào)節(jié)資源庫涉及的資源類型各異，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工作量大。傳統(tǒng)模式下，需求響應(yīng)資源庫建設(shè)工作通常需要制作紙質(zhì)化表單，組織市縣供電公司專業(yè)人員開展線下普查。普查結(jié)束后，工作人員還要將數(shù)據(jù)錄入電腦，統(tǒng)計上報。普查工作要在多地開展，在多人之間流轉(zhuǎn)，費時費力。同時，由于缺乏專業(yè)應(yīng)用，典型負荷資源的調(diào)節(jié)潛力大多由用戶或普查員憑經(jīng)驗確定，資源數(shù)據(jù)無法在線校核。這導致資源庫數(shù)據(jù)質(zhì)量不夠高，不同供電公司之間的同類資源潛力差異較大，影響需求響應(yīng)業(yè)務(wù)有序規(guī)范發(fā)展。
要實現(xiàn)需求響應(yīng)業(yè)務(wù)高質(zhì)量開展，對可調(diào)節(jié)負荷資源的普查與潛力分析是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。為此，中國電力科學研究院有限公司結(jié)合省級電力公司需求響應(yīng)實際業(yè)務(wù)需求，開展了一系列需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源潛力預(yù)測、分析、評估技術(shù)研究，構(gòu)建了涵蓋工業(yè)、樓宇建筑、居民及新興負荷等6大類59小類需求側(cè)典型用戶的可調(diào)節(jié)潛力計算模型，并完成“可調(diào)節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”研發(fā)，實現(xiàn)可調(diào)節(jié)負荷資源在線化普查、分析與核證。目前，系統(tǒng)已在中國電科院統(tǒng)一計算運營平臺試點上線。
多功能合一提升需求側(cè)管理質(zhì)量效率
“可調(diào)節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”由中國電科院用電與能效研究所自主研發(fā)，是集資源管理全景駕駛艙、潛力計算、多維聚合分析、靈活開放式核證等功能模塊于一體的需求響應(yīng)資源庫構(gòu)建與分析支持系統(tǒng)。系統(tǒng)運用大數(shù)據(jù)、機器學習等前沿技術(shù)，實現(xiàn)電力用戶側(cè)柔性可調(diào)節(jié)資源全方位全層級全要素靈活感知、多維動態(tài)可視和精益高效管理。
傳統(tǒng)的需求響應(yīng)數(shù)據(jù)分析與匯集主要依靠人的經(jīng)驗，其質(zhì)量很大程度上取決于各級管理者的經(jīng)驗積累和管理水平，所使用的方法無法被標準化大范圍推廣。“可調(diào)節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”融合需求響應(yīng)業(yè)務(wù)長期發(fā)展過程中的零散數(shù)據(jù)、實施成效數(shù)據(jù)，將資源數(shù)據(jù)匯集過程進行標準化梳理、數(shù)字化建模，固化形成數(shù)字化分析服務(wù)工具包，力爭“人人是數(shù)據(jù)分析能手”。
“可調(diào)節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”利用數(shù)智協(xié)同、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，對6大類59小類典型用戶資源進行全面收集整理和深入分類解析。
其中，資源管理全景駕駛艙這一應(yīng)用“用數(shù)據(jù)說話”，助力各級管理者直觀了解資源數(shù)量、資源類型、資源分布等，實現(xiàn)公司總部、省公司兩級資源匯集管理、普查工作質(zhì)效相關(guān)信息在線瀏覽，解決各省級資源庫互聯(lián)互通效果不佳、同類典型資源潛力分析能力不均衡等問題，提升了需求響應(yīng)資源庫建設(shè)的工作效率和數(shù)據(jù)分析治理質(zhì)量。
“可調(diào)節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”還對資源庫涵蓋的數(shù)據(jù)公共模型進行了標準化處理，按照用戶資源類型相同、字段含義相同的原則，總結(jié)抽象為59類用戶數(shù)據(jù)模型，并擴展出175類單一設(shè)備級數(shù)據(jù)模型，利用強化學習打造數(shù)據(jù)全息網(wǎng)絡(luò)，支撐普查計算類、分析展示類、輔助決策類應(yīng)用及資源庫構(gòu)建。
例如，針對樓宇建筑用戶大類，系統(tǒng)根據(jù)用戶屬性類別派生出大型商業(yè)綜合體這一小類，又根據(jù)用戶內(nèi)部主要用電設(shè)備及可參與電網(wǎng)互動調(diào)節(jié)情況，衍生出集中式空調(diào)機組、變制冷劑流量多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)、照明設(shè)備等單一設(shè)備級模型，并按照響應(yīng)速度、響應(yīng)時間分層分級設(shè)計了不同潛力計算數(shù)據(jù)參數(shù)項。通過“用戶級-單一設(shè)備級-潛力參數(shù)級”潛力普查設(shè)計邏輯體系，系統(tǒng)構(gòu)建了典型用戶可調(diào)節(jié)資源種類圖譜，為數(shù)據(jù)接入、融合、治理提供了清晰鏈路，提升了數(shù)據(jù)挖掘分析的準確性和效率。
系統(tǒng)在省級電網(wǎng)應(yīng)用成效顯著
目前，“可調(diào)節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”已接入公司經(jīng)營區(qū)內(nèi)13個省級電網(wǎng)的可調(diào)節(jié)負荷資源數(shù)據(jù)，覆蓋用戶約1.7萬戶，削峰響應(yīng)容量和填谷響應(yīng)容量分別達2990萬千瓦和1563萬千瓦。
“可調(diào)節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”是供電公司開展電力需求響應(yīng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)支撐平臺。在應(yīng)用平臺的供電公司，市場營銷專業(yè)的普查人員可以快速配置需求響應(yīng)普查的權(quán)限、人員及普查清單。系統(tǒng)還支持自定義添加待普查用戶，普查人員可以通過在線錄入或選擇的方式快速完成用戶可調(diào)節(jié)資源普查。通過內(nèi)置的統(tǒng)一可調(diào)節(jié)潛力計算校驗?zāi)Ｐ?，可調(diào)節(jié)負荷資源潛力數(shù)值與相關(guān)數(shù)據(jù)都將得到實時計算校驗，普查人員可以在系統(tǒng)中看到實時可調(diào)節(jié)負荷資源的潛力信息以及本單位負荷資源潛力匯總信息等，大幅提升普查工作效率與資源潛力數(shù)據(jù)質(zhì)量。
研究團隊將完善平臺應(yīng)用，開展靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的可調(diào)節(jié)負荷資源分析評估工作，加快系統(tǒng)功能迭代升級;擴大成果應(yīng)用范圍，支撐公司總部及各省級電力公司資源庫建設(shè)，并為需求響應(yīng)業(yè)務(wù)各主體開展可調(diào)節(jié)負荷資源數(shù)據(jù)分析及評價咨詢服務(wù)，讓需求響應(yīng)資源管理更高效、用戶服務(wù)更智能。（陳珂 陳宋宋）
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