實施電力需求側(cè)管理和電力負(fù)荷管理的意義

在“雙碳”目標(biāo)背景下，發(fā)電側(cè)新增裝機以風(fēng)電、光伏等清潔可再生能源為主，但在現(xiàn)有技術(shù)條件下，風(fēng)電和光伏發(fā)電尚難以提供穩(wěn)定且可調(diào)節(jié)的出力。為了保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，電力需求側(cè)管理逐漸成為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的必要手段。電力需求側(cè)管理是通過調(diào)整和控制用戶的用電行為，實現(xiàn)電力系統(tǒng)供需平衡，提高能源利用效率。實施電力需求側(cè)管理可以通過改變用戶用電行為降低負(fù)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(cè)管理可以通過合理安排用戶用電行為，調(diào)節(jié)用電負(fù)荷，優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)載分布，從而延緩電網(wǎng)投資的需求，降低電網(wǎng)運營成本。一方面，電力需求側(cè)管理能夠通過實現(xiàn)清潔用能等目標(biāo)，優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)，降低對電網(wǎng)的負(fù)荷壓力，減少對電網(wǎng)的擴建需求。另一方面，電力需求側(cè)管理還可以通過建立靈活的市場機制，提高電網(wǎng)利用效率，降低電網(wǎng)調(diào)度成本，推動電網(wǎng)的升級改造和智能化建設(shè)，進(jìn)一步提高電網(wǎng)的利用率和運行效率。

降低尖峰負(fù)荷，保障電力安全

電力需求側(cè)管理可以通過分時段的電價差異或者獎勵機制，引導(dǎo)用戶在高峰時段減少用電或者轉(zhuǎn)移用電，從而降低尖峰負(fù)荷。尖峰負(fù)荷容易導(dǎo)致電力供應(yīng)短缺、電壓不穩(wěn)、設(shè)備損壞等問題，嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。實施電力需求側(cè)管理可以通過采用降低用電峰值、平移負(fù)荷谷值、提高谷負(fù)荷、調(diào)整負(fù)荷曲線等多種方式，有效控制尖峰負(fù)荷，避免電力系統(tǒng)因為尖峰負(fù)荷過高而引發(fā)的供需失衡問題，減少電力系統(tǒng)運行壓力，降低發(fā)生供電不足的風(fēng)險，保障電力系統(tǒng)的安全和可靠運行。

提升系統(tǒng)靈活性，緩解新能源接入壓力

電力需求側(cè)管理可以提升電力系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，降低新能源接入對電力系統(tǒng)的影響，減少新能源波動對電網(wǎng)的影響，降低調(diào)度成本。電力需求側(cè)管理還可以通過改變用戶能源消費結(jié)構(gòu)，鼓勵使用分布式能源、儲能系統(tǒng)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(tǒng)的可靠性。

系統(tǒng)推進(jìn)電力需求側(cè)管理深化和升級，減輕高峰用電負(fù)荷壓力，實現(xiàn)節(jié)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(tǒng)安全穩(wěn)定運行與高質(zhì)量發(fā)展。具體來說，應(yīng)做好以下3個方面的工作。

一是堅持市場化改革，優(yōu)化電力市場體制實施市場調(diào)節(jié)機制

利用電價差異化、用電峰谷電價制度等方式，引導(dǎo)用戶在用電高峰期時適度降低用電，從而調(diào)節(jié)用電負(fù)荷，減輕供電系統(tǒng)壓力；建立透明度高、公正規(guī)范的電力市場環(huán)境，推進(jìn)電力市場化改革，完善市場化體系和市場監(jiān)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(wù)，為電力市場提供更加便捷、透明的交易服務(wù)；加強市場監(jiān)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(jié)約用電，推廣需求響應(yīng)積極

推廣需求響應(yīng)，加強需求響應(yīng)頂層設(shè)計，明確規(guī)范要求，推動需求響應(yīng)納入電力規(guī)劃，健全需求響應(yīng)激勵機制，鼓勵引導(dǎo)大工業(yè)用戶參與實時需求響應(yīng)改造；制定節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，限制能耗大的行業(yè)在特定時間段的用電量，企業(yè)建立完善的節(jié)能管理體系，制定自主的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和措施；完善用電峰谷電價制度，結(jié)合新能源出力實際情況，調(diào)整差異化電價，引導(dǎo)用戶在峰谷電價差異較大的情況下，調(diào)整用電行為，降低高峰用電負(fù)荷；加大節(jié)能措施推廣力度，政府通過財政補貼等方式，推廣使用節(jié)能燈具、節(jié)能家電、新能源設(shè)備，鼓勵企業(yè)、居民、公共機構(gòu)等采用節(jié)能技術(shù)措施。

三是堅持技術(shù)支撐，提升數(shù)字化水平

推動信息通信技術(shù)、設(shè)施與能源領(lǐng)域深度融合，優(yōu)化完善電力需求側(cè)管理平臺，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，分析用電數(shù)據(jù)，實現(xiàn)用電預(yù)測和用電調(diào)度，調(diào)節(jié)用電峰谷負(fù)荷，減輕高峰用電負(fù)荷壓力；利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，建立用電監(jiān)管平臺，實現(xiàn)對用電情況的實時監(jiān)測和控制，加強對用電行為的監(jiān)管和管理；推廣互聯(lián)網(wǎng)+電力服務(wù)模式，實現(xiàn)對用戶的精準(zhǔn)服務(wù)，提高用戶用電體驗，引導(dǎo)用戶在用電時有意識地降低用電量，降低高峰用電負(fù)荷。

--本章節(jié)引自華北電力大學(xué)曾鳴、王永利《實施需求側(cè)管理，緩解低碳電力系統(tǒng)尖峰壓力》

3

電力需求側(cè)管理和電力負(fù)荷管理數(shù)字化解決方案

《電力需求側(cè)管理辦法（征求意見稿）》和《電力負(fù)荷管理辦法（征求意見稿）》的出臺正逢其時，結(jié)合了新型電力系統(tǒng)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(jù)報道，近期全國多地成立市/縣級電力負(fù)荷管理中心，標(biāo)志著各地在電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的建設(shè)改革邁出了實質(zhì)性的關(guān)鍵一步，對加快推進(jìn)電力需求側(cè)管理和電力負(fù)荷管理具有重要意義。比如寧波市能源大數(shù)據(jù)管理中心(電力負(fù)荷管理中心)已接入寧波1萬余戶規(guī)上企業(yè)及3079家用能企業(yè)用能數(shù)據(jù)、698個公共建筑單位空調(diào)負(fù)荷數(shù)據(jù)，上線了公共建筑空調(diào)負(fù)荷管理、產(chǎn)業(yè)園能源管理、綠色工廠能源監(jiān)測等20余項能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)級微電網(wǎng)的需求管理和負(fù)荷管理，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，可實現(xiàn)企業(yè)電網(wǎng)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、負(fù)荷預(yù)測、照明控制、主要負(fù)荷監(jiān)控、充電樁運營管理、光伏發(fā)電監(jiān)控、儲能管理、需求響應(yīng)等功能，提高企業(yè)配電和用電智能化，幫助企業(yè)實現(xiàn)用電可靠、安全、節(jié)約、有序用電。同時系統(tǒng)可以作為區(qū)域電力需求側(cè)平臺和電力負(fù)荷管理平臺的子系統(tǒng)，接受上級平臺的需求響應(yīng)指令，成為電力需求側(cè)管理和電力負(fù)荷管理系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，安科瑞作為電力需求側(cè)管理服務(wù)機構(gòu)，一直以來為企業(yè)提供需求側(cè)管理和負(fù)荷管理解決方案。

圖1 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖2 安科瑞電力需求側(cè)管理服務(wù)機構(gòu)能力評定證書

3.1 電力監(jiān)控

AcrelEMS對企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)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(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、接點溫度進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，監(jiān)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(jiān)控功能

3.2光伏發(fā)電監(jiān)控

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

圖4 光伏發(fā)電監(jiān)控

3.3儲能管理

監(jiān)測儲能系統(tǒng)（EMS）、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)運行模式、控制策略，監(jiān)測電池電流、溫度、SOC/SOH，檢測系統(tǒng)絕緣狀況，并根據(jù)企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設(shè)置儲能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲能系統(tǒng)充放電，實現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本。

圖5 儲能系統(tǒng)監(jiān)控

3.4功率預(yù)測

系統(tǒng)基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，結(jié)合天氣因素、企業(yè)生產(chǎn)計劃等，預(yù)測企業(yè)下個周期的功率需求和光伏發(fā)電功率曲線，為企業(yè)提前安排能源計劃、申報需求響應(yīng)提供數(shù)據(jù)支持。

圖6 發(fā)電功率預(yù)測

3.5 能耗分析

采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪?，進(jìn)行分類分項能耗統(tǒng)計，計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢，對標(biāo)主要用能設(shè)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(dá)峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

圖7 能耗分析功能

3.6 照明負(fù)荷控制

智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實現(xiàn)定時控制、光照感應(yīng)控制、場景控制、調(diào)光控制等，并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器，實現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅，并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實現(xiàn)集中控制，為企業(yè)節(jié)約照明用電。

圖8 照明控制功能

3.7 充電樁負(fù)荷管理

監(jiān)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(jiān)測功能，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和需求側(cè)管理平臺指令調(diào)節(jié)充電樁功率，使企業(yè)微電網(wǎng)安全平穩(wěn)運行，響應(yīng)上級平臺的功率需求。

圖9 充電樁管理

3.8 需求管理

根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動數(shù)據(jù)，再結(jié)合上級平臺的調(diào)度指令，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng)，平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略，調(diào)整充發(fā)電時間。平臺在需求響應(yīng)時間段調(diào)整可控負(fù)荷功率，停止給可中斷負(fù)荷供電，并且可以根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略，實現(xiàn)一鍵響應(yīng)。

3.9 電力需求側(cè)管理相關(guān)硬件設(shè)備

電力需求和負(fù)荷管理需要軟件配合各種電力監(jiān)測和控制設(shè)備來實現(xiàn)，具體包括高低壓綜合保護和監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量監(jiān)測治理設(shè)備、各類智能電表、物聯(lián)網(wǎng)電表、照明控制傳感器、充電樁、接點測溫、遠(yuǎn)程控制設(shè)備等，安科瑞可以為企業(yè)側(cè)電力需求和負(fù)荷管理提供一站式服務(wù)。

4

結(jié)束語

電力需求側(cè)管理是基于全社會用電企業(yè)的數(shù)字化系統(tǒng)，做好電力需求側(cè)管理需要從企業(yè)微電網(wǎng)的智能化管理開始。而電力需求側(cè)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(chǔ)保障，是實現(xiàn)清潔能源消納和能源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑。在中國現(xiàn)代化能源體系建設(shè)過程中，電力需求側(cè)管理將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，推動我國能源消費方式和能源供應(yīng)方式的轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的雙贏。