論壇丨碎片資源喚醒聚合技術(shù)的義烏實踐分析
來源：《中國電力報》 時間：2023-07-13 10:12
我國正處于能源清潔化與智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期。能源體系清潔化發(fā)展轉(zhuǎn)型對電力系統(tǒng)的彈性及穩(wěn)定性提出更高要求；信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)成為提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的新手段。碎片資源喚醒聚合技術(shù)攻破了用戶資源感知難、碎片資源匯聚難、用戶積極性調(diào)動難三大難題，實現(xiàn)碎片資源能力喚醒和價值聚合，助力電力系統(tǒng)彈性和穩(wěn)定性提高，促進能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展。
碎片資源喚醒聚合技術(shù)可實現(xiàn)三大功能
需求側(cè)的碎片資源主要包括分布式能源、分布式儲能、微電網(wǎng)系統(tǒng)、電動汽車充電樁、空調(diào)負荷、5G基站等。海量碎片資源喚醒聚合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)精準挖掘、潛力排序、最優(yōu)控制三大功能。
碎片資源喚醒聚合技術(shù)以35千伏及以下的高壓用戶為響應(yīng)對象，對用戶的儲能潛力和可調(diào)資源潛力進行深入分析，最終輸出用戶可調(diào)潛力能力清單，結(jié)合需求響應(yīng)補貼政策，測算最優(yōu)能效。首先，通過碎片資源挖掘聚類技術(shù)，篩選出各類型負荷曲線特征下的可調(diào)資源潛力用戶。其次，通過資源可調(diào)潛力能力測算技術(shù)，對可調(diào)資源潛力用戶進行可調(diào)資源的容量、時長以及效益測算，綜合以上指標輸出可調(diào)資源用戶能力排名，并剔除可調(diào)資源低潛力用戶，形成資源池。最后，基于可調(diào)資源有效響應(yīng)率結(jié)合需求響應(yīng)補貼政策，測算最優(yōu)響應(yīng)方案，輸出區(qū)域碎片資源可調(diào)節(jié)潛力和資源分布。
碎片資源挖掘聚類技術(shù)基于用戶負荷特性曲線，挖掘出儲能潛力用戶、空調(diào)潛力用戶及可中斷負荷三大類可調(diào)潛力用戶。儲能潛力用戶是指能通過儲能進行負荷調(diào)節(jié)的用戶；空調(diào)潛力用戶是指不能通過儲能調(diào)節(jié)負荷，但可以通過調(diào)節(jié)空調(diào)，進行柔性負荷調(diào)節(jié)的用戶；可中斷負荷潛力用戶是指通過中斷用戶的生產(chǎn)設(shè)備來調(diào)節(jié)負荷。
資源可調(diào)潛力能力測算技術(shù)在依托碎片資源挖掘聚類技術(shù)已經(jīng)篩選出儲能潛力用戶、空調(diào)負荷潛力、可中斷負荷潛力用戶的基礎(chǔ)上，進一步構(gòu)建潛力用戶可調(diào)容量及時長模型。在可調(diào)指標測算的基礎(chǔ)上，構(gòu)建響應(yīng)能力評價模型，按照可調(diào)潛力能力，對用戶進行可調(diào)潛力高、中、低排名。
需求響應(yīng)排序最優(yōu)測算技術(shù)參考了分布式系統(tǒng)的概念，整合區(qū)域內(nèi)各種分散的可調(diào)節(jié)資源，結(jié)合電網(wǎng)拓撲、供電區(qū)域等信息形成可調(diào)節(jié)負荷資源池?；诳烧{(diào)節(jié)負荷響應(yīng)容量、持續(xù)時間、響應(yīng)概率，結(jié)合需求響應(yīng)補貼政策，測算電網(wǎng)需求與資源響應(yīng)最優(yōu)方案。
基于碎片資源喚醒聚合技術(shù)的義烏虛擬電廠初具規(guī)模
隨著國家推出“新基建”戰(zhàn)略，5G、大數(shù)據(jù)中心、充電樁等被列為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點。5G基站、大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運維成本較高，其大量后備電池處于閑置狀態(tài)，造成資源浪費。國網(wǎng)浙江義烏市供電有限公司聯(lián)合國網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院創(chuàng)新研發(fā)終端智控裝置及虛擬電廠平臺，以電力設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施共建、共治、共享為解決方案，喚醒用戶后備電池、空調(diào)等沉睡資源，開展削峰填谷和電力需求響應(yīng)，以資源協(xié)同、價值共享實現(xiàn)節(jié)能降費和柔性互動，增強電網(wǎng)靈活調(diào)度能力，實現(xiàn)清潔能源高比例安全、經(jīng)濟消納。
義烏虛擬電廠平臺是碎片資源喚醒聚合技術(shù)在能源數(shù)字化智能化中的應(yīng)用實踐。平臺整合凝聚了基站、用戶側(cè)儲能、空調(diào)、充電樁、路燈、精準可調(diào)節(jié)負荷6類碎片負荷資源，可實現(xiàn)一鍵調(diào)荷、一鍵預(yù)算、微能源網(wǎng)、企業(yè)用能監(jiān)測等功能。一鍵調(diào)荷：建立可調(diào)資源的分層分區(qū)分時分類響應(yīng)體系，實現(xiàn)一鍵調(diào)控、動態(tài)跟蹤；一鍵預(yù)算：根據(jù)聚合資源精準畫像，自動生成企業(yè)負荷預(yù)算指標和企業(yè)電量預(yù)算指標，為能耗雙控和碳效管控提供支撐；微能源網(wǎng)：挖掘用戶側(cè)新能源典型應(yīng)用場景，探索打造了郵政光充儲放一體化車棚、小商品城二區(qū)東綜合樓、模具城光儲3個微能源網(wǎng)示范項目；企業(yè)用能：為政府歸集展示企業(yè)用能情況，為開展“供電+能效”服務(wù)提供依據(jù)。義烏虛擬電廠平臺目前已接入用戶3538戶，監(jiān)測負荷約82.42萬千瓦，6類資源共接入863個，最高可調(diào)負荷約2.6萬千瓦。
義烏虛擬電廠建設(shè)取得了資源喚醒、快速推廣、匯集增效、精準投資四方面成效。
一是資源喚醒，喚醒零星資源緩解電網(wǎng)壓力。碎片資源喚醒聚合技術(shù)通過用戶與電網(wǎng)的拓撲關(guān)系，分層分區(qū)計算出各變電站及線路的需求側(cè)響應(yīng)能力及響應(yīng)時間，結(jié)合變電站及線路的運行特性，可調(diào)整變電站及線路的接入容量，解決設(shè)備的重載問題。以義烏為例，通過模型分析，高峰時刻可進行需求側(cè)響應(yīng)的用戶142戶，響應(yīng)容量3100千瓦。
二是快速推廣，提升需求響應(yīng)資源推廣效率。該成果的應(yīng)用可實現(xiàn)可調(diào)節(jié)資源的精準定位，快速為不同用戶定制差異化的響應(yīng)策略，讓“數(shù)據(jù)多跑路，用戶少跑腿”，提高需求響應(yīng)資源的簽約效率。同時可與義烏已經(jīng)在用的能源全聚得終端進行融合，在更大范圍內(nèi)喚醒可調(diào)資源，提高用戶體驗感和獲得感。
三是匯集增效，提高用戶的經(jīng)濟效益。項目已完成對義烏通信基站，綜合商城等中低壓用戶的可調(diào)資源潛力掃描。目前，能源全聚得已服務(wù)義烏121個通信基站和1個用戶側(cè)儲能，聚合可調(diào)資源相當于一個2000千瓦的電站，如在義烏模具城用戶側(cè)儲能，調(diào)控其梯次電池，參與需求側(cè)響應(yīng)，僅2021年1月8日單日就獲得7876元補貼。
四是精準投資，輔助電網(wǎng)前期規(guī)劃布局。負荷聚類技術(shù)基于負荷特性將用戶準確地分類為日間與夜間負荷、峰谷與腰荷負荷等可互補負荷類型，可應(yīng)用該分類結(jié)果分析各行業(yè)的負荷特性，為變電站及線路的供區(qū)布局提供合理建議，在有效保障電網(wǎng)可靠性及安全性的同時，減少電網(wǎng)投資。
碎片資源喚醒聚合技術(shù)在通信基站、儲能、分布式能源、建筑節(jié)能領(lǐng)域有較大推廣應(yīng)用潛力。針對全國海量碎片化資源挖掘潛力，主要有四種推廣應(yīng)用模式。一是應(yīng)用于通信基站，通過調(diào)控基站中閑置的后備電池，定制充放電策略，削峰填谷，降低電費；參與需求響應(yīng)，獲取高額響應(yīng)補貼；采集環(huán)境溫度信息，自動調(diào)節(jié)空調(diào)開關(guān)，降低空調(diào)負荷，降低能耗。二是應(yīng)用于用戶側(cè)儲能，通過削峰填谷降低電量電費，通過平滑負荷曲線降低基本電費，通過需求響應(yīng)獲取收益，回收部分儲能建設(shè)成本，促進儲能健康發(fā)展；通過調(diào)控儲能逆變器的剩余無功能力，動態(tài)輸出無功，改善并網(wǎng)電能質(zhì)量。三是應(yīng)用于充電樁、分布式光伏，通過調(diào)控逆變器的剩余無功能力，動態(tài)輸出無功，改善電能質(zhì)量。四是應(yīng)用于建筑節(jié)能，通過采集環(huán)境溫度，自動控制空調(diào)等溫控開關(guān)，平衡人體溫感和電網(wǎng)調(diào)峰需求，實現(xiàn)無感、柔性調(diào)節(jié)，實現(xiàn)環(huán)境溫度平滑變化，降低建筑空調(diào)和采暖能耗。（作者：國網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，邵波為國網(wǎng)浙江義烏市供電有限公司 周全 王鵬為）
責任編輯：張棟鈞
