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        中電調查丨源隨荷動 荷隨網動

        來源: 中國電力新聞網      日期:19.06.27

        源隨荷動  荷隨網動

        ——“互聯網+”智慧能源示范項目調查②

        中國電力新聞網記者 趙冉

          項目名稱 江蘇大規模源網荷友好互動系統示范工程

          項目背景 我國電力系統面臨兩大現實難題:一是清潔能源發展迅速但消納不足,清潔能源安全傳輸對電網的壓力增大;二是清潔能源的波動性疊加用戶負荷的不確定性帶來電網供需平衡問題突出。作為受端的江蘇電網安全穩定運行壓力增大,投入巨資建設年利用小時低的調峰電廠將會造成社會資源的極大浪費。

          啟動時間 2016年8月 驗收時間 2019年5月6日

          達成目標 目標是“變革電網互動模式,將傳統單一的源隨荷動模式轉變為‘源隨荷動、荷隨網動’的友好互動模式,建立全時間尺度大規模源網荷友好互動技術體系”。

          專家評價 周孝信院士:“項目應用了基于‘互聯網+’市場模式的源網荷儲運營機制,實現非工業柔性調控2715戶,工業剛性調控1726戶,主動需求響應20.8萬戶的接入,通過需求側響應激勵機制,可中斷負荷商業化運營機制,引導電力市場主體積極參與產業鏈上下游的互動,為提升整個產業鏈的經濟效益和社會效益奠定基礎。”

          “江蘇大規模源網荷友好互動系統示范工程”是國家能源局公布的首批“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)55個示范項目之一,是示范項目中“基于靈活性資源的能源互聯網示范項目”2個之一。項目由國網江蘇省電力有限公司申報,2016年8月啟動,目標是“變革電網互動模式,將傳統單一的源隨荷動模式轉變為‘源隨荷動、荷隨網動’的友好互動模式,建立全時間尺度大規模源網荷友好互動技術體系”。項目于5月6日正式通過驗收。

          “一方面能將用戶側分散的海量可中斷負荷集中起來進行精準控制,在特高壓電網故障等應急場景中,通過毫秒級、秒級精準負荷控制手段,保障電網在應急場景下的瞬時、短時平衡;另一方面,通過電網與電源、負荷三者的友好互動方式,對用戶側空調、電動汽車、儲能等柔性負荷進行調控,保障電網在非應急場景下的時段平衡,實現削峰填谷。”江蘇電力營銷部市場處處長楊斌告訴記者。

          隨時可中斷的用電和柔性調控空調

          位于江蘇省南京市中心的珠江壹號是一座集商場、賓館、寫字樓為一體的大型綜合體。在金鷹天地購物中心總配電房內,一個像冰箱大小的柜子便是智能網荷互動終端。通過這種終端,江蘇電網可毫秒級切除客戶負荷,使電網脫離緊急事故。

          珠江壹號用電典型負荷約為4500千瓦。通過互動終端接入可中斷回路0.4千伏出線6回,可控負荷達1800千瓦,可中斷負荷占用電負荷比例約為40%。

          智能網荷互動終端是“江蘇大規模源網荷友好互動系統”中“大規模源網荷精準負荷控制子系統”安裝在用戶側的部分。“大規模源網荷精準負荷控制子系統”是“江蘇大規模源網荷友好互動系統”中面向應急場景的子系統,共設置4個控制主站,16個控制子站,主要功能是統計本終端可切負荷總量并上送至對應控制子站,并執行切負荷命令。據介紹,源網荷友好互動系統要求用戶側終端能夠毫秒級切除用戶可中斷負荷。

          “在推動清潔能源發展的背景下,我國電力系統面臨兩大現實難題:一是清潔能源發展迅速但消納不足,清潔能源安全傳輸對電網的壓力增大;二是清潔能源的波動性疊加用戶負荷的不確定性帶來電網供需平衡問題突出。作為受端的江蘇電網安全穩定運行壓力增大,投入巨資建設年利用小時低的調峰電廠將會造成社會資源的極大浪費。”楊斌介紹說,“江蘇大規模源網荷友好互動系統示范工程”就是基于這種背景而建立的。

          “近年來,江蘇空調負荷高速增長,已成為夏(冬)季負荷尖峰的主要因素。2018年,江蘇全省最高負荷達到10288萬千瓦,其中空調負荷占比36%,而南京地區空調負荷更是高達50%。”楊斌說。

          在珠江壹號的空調監控平臺上記者看到,寫字樓空調系統一共接入了冷水機組2臺、冷凍水及冷卻水泵4臺、冷卻塔6臺。以上設備滿負荷時功率約為1000千瓦,柔性調控最大可控負荷約為300千瓦。

          基于空調削峰子系統,2017年7月25日,江蘇電網通過主站調控空調負荷用戶參與需求響應1497戶(中央空調+分散空調),用戶空調負荷降低24萬千瓦。珠江壹號參與了當日13時~13時30分的實時需求響應,合計降低負荷386.14千瓦,獲得激勵收益11584.2元。

          多時間尺度可靈活組合的負荷控制

          “江蘇大規模源網荷友好互動系統示范工程”建立了一個龐大的系統。它通過創建“源隨荷動、荷隨網動”的大規模源網荷友好互動模式,從電網態勢感知技術、優化決策技術、協調控制技術、負荷恢復技術、用戶負荷感知技術、負荷預測、柔性調控技術以及效果評估技術等方面進行研究,構建了面向應急場景與非應急場景的兩種響應模式。

          面向應急場景的子系統由適應毫秒級和秒級的大規模源網荷精準負荷控制子系統和智能網荷互動終端構成。通過對工業和商業用戶的改造,在感知電網相關故障后,通過全網協調控制和負荷快速響應實現電網瞬時平衡。

          面向非應急場景,開發了空調削峰子系統及需求響應子系統。空調削峰子系統通過需求響應終端對工商業非工空調進行動態感知和分鐘級柔性調控。針對工業和居民用戶,需求響應子系統可以引導簽約用戶參與電網互動,實現小時、日內或日前的需求響應。

          據介紹,源網荷友好互動系統建設中,最大難點在于如何協助用戶將可中斷負荷細分并接入源網荷友好互動系統。為此,江蘇電力深入研究用戶側各類負荷特性,挖掘可中斷負荷價值,將空調、照明、工業非連續性生產負荷納入可中斷負荷范圍,該類負荷中斷不會對用戶生產生活造成實質影響。

          2017年5月24日,項目組進行了錦蘇直流實切驗證,人工閉鎖直流303萬千瓦。共有233戶用戶參與了實切驗證,江蘇精準切負荷系統動作準確率100%,245毫秒內切除全部參與簽約用戶,共計25.5萬千瓦,與華東頻率控制系統一起迅速填補了錦蘇特高壓直流閉鎖造成的有功功率缺失,驗證了大規模源網荷友好互動系統保障大電網安全的有效性。

          截至目前,在負荷控制領域,江蘇省已完成工業用戶源網荷改造1726戶,完成非工空調改造2715戶,居民主動需求響應改造20.8萬戶;在負荷控制能力提升方面,實現秒級可中斷負荷376萬千瓦,毫秒級可中斷負荷260萬千瓦,各項指標均遠超申報書要求。

          在2018年春節期間,基于需求響應子系統,江蘇電力組織國內最大規模“填谷”需求響應,單次最大提升低谷用電負荷168萬千瓦,3日累計提升低谷用電負荷928萬千瓦,促進新能源消納7424萬千瓦時。2018年10月1~3日,江蘇電力開展國內首次通過競價模式的填谷電力需求響應,在凌晨和腰荷兩個時段的平均響應負荷分別達到59.68萬千瓦和79.93萬千瓦,最大提升低谷用電142萬千瓦,通過競價方式節約激勵資金67.5萬元。

          建立兩種場景合理可行的商業模式

          “互聯網+”智慧能源首批示范項目除了先進的技術架構外,產業化和經濟社會效益也是考察的重點內容之一。

          江蘇電力針對應急場景與非應急場景下的源網荷互動形式制定了合理可行的商業模式,在政府部門的監督下,電網公司負責運營資金池,通過主動需求響應的尖峰電價機制獲得收益,并用于補償主動需求響應的可中斷負荷機制、精準切負荷機制與柔性負荷調控機制的支出。

          “面向應急場景商業模式,我們綜合考慮了企業與用戶的接受程度,針對切負荷時間及用戶損失,制定了切負荷的激勵標準。當負荷中斷持續時間在0~10分鐘時,激勵標準為20元/千瓦;當中斷持續時間為10~30分鐘時,激勵標準為50元/千瓦;若中斷持續時間為30~60分鐘時,激勵標準則為100元/千瓦。

          截至目前,全省已簽訂源網荷友好互動協議1726份,累計支付激勵資金537.35萬元。”楊斌說。

          面向非應急場景的友好互動商業模式則分為柔性負荷調控與主動需求響應兩種形式。其中,柔性負荷調控商業模式是通過市場化方式引導用戶削減或轉移尖峰用電需求。據悉,柔性負荷調控激勵標準分三個類別:小于等于60分鐘,電價標準為30元/千瓦;60~120分鐘為36元/千瓦;大于等于120分鐘為45元/千瓦。

          主動需求響應商業模式分為面向工商業用戶與居民用戶兩種。其中面向工商業用戶的商業模式包括尖峰電價機制與可中斷負荷機制。尖峰電價機制一般在每年七八月份執行,當日最高氣溫超過35攝氏度(不含),針對315千伏安及以上大工業用戶,在10時~11時,在原價格基礎上,每千瓦時增收0.1元。可中斷負荷電價政策是針對通過需求響應臨時性減少的可中斷負荷,按照其響應類型和響應速度實行可中斷負荷電價激勵。

          “項目應用了基于‘互聯網+’市場模式的源網荷儲運營機制,實現非工業柔性調控2715戶,工業剛性調控1726戶,主動需求響應20.8萬戶的接入,通過需求側響應激勵機制,可中斷負荷商業化運營機制,引導電力市場主體積極參與產業鏈上下游的互動,為提升整個產業鏈的經濟效益和社會效益奠定基礎。”以中國科學院周孝信院士為組長的驗收組在“通過驗收”的意見中評價說。

          據介紹,截至2018年底,三期項目工程資金總投資14.6億元,可獲經濟效益達453.66億元,其中直接經濟效益(新增售電效益)2.33億元,間接效益(包括可避免容量成本、可避免輸配電網成本)達451.33億元。

        責任編輯:周小博  投稿郵箱:網上投稿

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