新能源電力系統(tǒng)中需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展

林茸

摘 要目前化石能源正在逐漸地減少，而且氣候變化問(wèn)題也變得非常嚴(yán)重，針對(duì)這種情況，發(fā)展新能源已經(jīng)受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。在日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)背景下，能源形式及多方主體的用能形式越發(fā)多樣化，分布式電源的滲透率不斷增加。因此為了實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化配置，減少能源傳遞過(guò)程中的能耗并實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，在新能源電力系統(tǒng)中充分利用需求響應(yīng)（DR）技術(shù)來(lái)提高電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性、安全可靠性及經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性是非常有必要的。本文就新能源電力系統(tǒng)中需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】新能源電力系統(tǒng) 需求側(cè)響應(yīng) 應(yīng)用 發(fā)展

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各方面的飛速發(fā)展，我國(guó)全社會(huì)電力消費(fèi)量呈上升趨勢(shì)。然而我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗水平約為世界平均水平的2倍，是發(fā)達(dá)國(guó)家的3～11倍，“高消耗、低效益、高排放”式粗放的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式?jīng)]有得到根本緩解。為了推動(dòng)能源領(lǐng)域結(jié)構(gòu)性改革，有效促進(jìn)能源和信息深度融合，不僅需大力發(fā)展新能源技術(shù)，更應(yīng)在新能源電力系統(tǒng)中充分應(yīng)用需求響應(yīng)（DR）技術(shù)。需求響應(yīng)（DR）技術(shù)具有響應(yīng)速度快、成本低、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可以建立電力交易機(jī)制，以電價(jià)信號(hào)為經(jīng)濟(jì)杠桿，影響用戶的用電行為，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)載的削峰填谷，緩解用電緊張，維持電網(wǎng)穩(wěn)定。

1 新能源電力系統(tǒng)中需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)

在新能源電力系統(tǒng)中充分利用需求響應(yīng)（DR）技術(shù)，與電力系統(tǒng)中其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交互。通過(guò)收集需求側(cè)負(fù)荷信息，通過(guò)分析、編排組合和優(yōu)化策略生成調(diào)控計(jì)劃和調(diào)控策略，將調(diào)控策略或負(fù)荷限額指令發(fā)送到前置采集和監(jiān)視服務(wù)器，通過(guò)前置采集服務(wù)器發(fā)送給需求響應(yīng)終端或相關(guān)的能源管理系統(tǒng)執(zhí)行。自動(dòng)需求響應(yīng)技術(shù)還可通過(guò)營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)相應(yīng)客戶檔案信息，同時(shí)記錄需求響應(yīng)的實(shí)施效果。

1.1 兼容DR的綜合資源規(guī)劃技術(shù)

對(duì)于新能源電力系統(tǒng)而言，必須要綜合考慮供應(yīng)側(cè)與需求側(cè)資源，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施綜合資源規(guī)劃，這樣就可以降低新能源發(fā)電規(guī)?；尤雽?duì)電力系統(tǒng)所造成的不利影響，此外，還能夠?yàn)镈R技術(shù)真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用提供很大幫助。在實(shí)際應(yīng)用DR技術(shù)的時(shí)候，一定要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)自身的多樣性進(jìn)行綜合考慮。

1.2 需求側(cè)負(fù)荷的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)

由于傳統(tǒng)能源與新能源在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中存在著一定的差異。因此具有不可控性，而運(yùn)用DR技術(shù)就能夠是這一問(wèn)題得到有效地解決。和集中調(diào)控方式相比，如果采用聚合方式接入的DR資源，一般所使用的控制技術(shù)就會(huì)更加的復(fù)雜。目前研究主要集中在單一DR資源的控制策略設(shè)計(jì)以及多種DR資源的協(xié)調(diào)配合這2個(gè)方面。對(duì)一些研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，如果合理的運(yùn)用調(diào)控策略，那么將能夠有效的提升系統(tǒng)處理外部問(wèn)題的能力。

1.3 新能源電力系統(tǒng)中DR的效益評(píng)價(jià)

通過(guò)合理地運(yùn)用DR不僅可以為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供安全保障，而且也能夠降低系統(tǒng)運(yùn)行期間的能耗：對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)而言，可以使新能源發(fā)電并網(wǎng)所造成的影響得到顯著的降低，此外，還使設(shè)備的利用率得到顯著的提升，進(jìn)而為企業(yè)帶來(lái)更高的效益；與此同時(shí)，能夠使發(fā)電成本大幅下降，還可以有效地減少碳排放；對(duì)于用戶，通過(guò)積極地參與DR，將會(huì)使自身的電費(fèi)支出大幅減少。就目前來(lái)看，在電力系統(tǒng)中合理的運(yùn)用DR能夠帶來(lái)非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1.4 新能源電力系統(tǒng)中DR的市場(chǎng)化運(yùn)作機(jī)制

新能源電力系統(tǒng)中應(yīng)用DR探索建立響應(yīng)的靈活性資源的分時(shí)、實(shí)時(shí)價(jià)格體系和交易機(jī)制。DR技術(shù)不能會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供很大幫助，此外，還能夠?yàn)槠髽I(yè)和社會(huì)帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益，因此，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行積極地推廣，這就需要借助完善市場(chǎng)化運(yùn)作機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前大部分DR示范項(xiàng)目均采用技術(shù)手段與商業(yè)運(yùn)營(yíng)機(jī)制相結(jié)合的方式，而市場(chǎng)化運(yùn)作模式的選擇則與DR技術(shù)特點(diǎn)密切相關(guān)?？偟膩?lái)看，現(xiàn)有DR市場(chǎng)化運(yùn)作機(jī)制主要包括基于價(jià)格與基于激勵(lì)2種類型。

2 發(fā)展及建議

2.1 完善發(fā)展電力系統(tǒng)技術(shù)

在符合電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的安全防護(hù)要求下，實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)主站與終端設(shè)備、智能交互終端與傳感采集設(shè)備之間通信，各種能源側(cè)及用能側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)接口交互，形成網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)和即時(shí)連接，實(shí)現(xiàn)可靠交互式供用電服務(wù)。首先針對(duì)電力系統(tǒng)雙側(cè)隨機(jī)性的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行采集、梳理、總結(jié)，對(duì)局部輸電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提出優(yōu)化方案，進(jìn)而在需求側(cè)盡可能減少不確定性；其次升級(jí)調(diào)度控制技術(shù)，提升電力系統(tǒng)調(diào)度能力，研發(fā)、升級(jí)相關(guān)軟件。

2.2 建立投資促進(jìn)機(jī)制

不但要在技術(shù)層面進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)還需要得到政府機(jī)構(gòu)的大力支持。首先對(duì)于電力系統(tǒng)而言，必須要做好相應(yīng)的統(tǒng)籌規(guī)劃，積極地為DR項(xiàng)目進(jìn)行融資，讓社會(huì)認(rèn)識(shí)到項(xiàng)目的重要性，這樣才能夠獲得更多的資金來(lái)支撐項(xiàng)目的發(fā)展；其次建立投資補(bǔ)貼機(jī)制，以基金方式針對(duì)新能源并網(wǎng)的DR項(xiàng)目進(jìn)行投資補(bǔ)貼；此外還可引入市場(chǎng)化項(xiàng)目投資機(jī)制，采用合同能源管理方式推動(dòng)DR項(xiàng)目投資，建立風(fēng)險(xiǎn)與收益雙方均攤機(jī)制。

2.3 完善經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償機(jī)制，建立對(duì)DR資源提供輔助服務(wù)的補(bǔ)償機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)用戶參與的積極性

首先建立涵蓋DR技術(shù)的輔助服務(wù)分擔(dān)共享機(jī)制，適應(yīng)新能源并網(wǎng)條件下系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)新要求，完善DR項(xiàng)目的輔助服務(wù)考核機(jī)制和補(bǔ)償機(jī)制；其次適時(shí)建立涵蓋DR技術(shù)的輔助服務(wù)市場(chǎng)，針對(duì)新能源并網(wǎng)運(yùn)行特性，在條件成熟時(shí)建立供需雙向投標(biāo)的輔助服務(wù)交易機(jī)制，在經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的前景下為DR的高速發(fā)展提供平臺(tái)。

3 總結(jié)

新能源電力系統(tǒng)中需求側(cè)響應(yīng)（DR）技術(shù)強(qiáng)調(diào)信息和能量的雙向流動(dòng)、強(qiáng)調(diào)能源的高效利用、強(qiáng)調(diào)用戶的主動(dòng)參與程度。應(yīng)用DR技術(shù)與其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交互、協(xié)同統(tǒng)籌管理，可有效克服新能源發(fā)電的間歇性問(wèn)題，提高電網(wǎng)對(duì)新能源的利用效率；同時(shí)通過(guò)采集需求側(cè)負(fù)荷信息生成調(diào)控策略，合理規(guī)劃并引導(dǎo)用能，提高需求側(cè)用能的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷互動(dòng)與協(xié)同增效。因此，新能源電力系統(tǒng)中需求側(cè)響應(yīng)（DR）技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]劉吉臻.大規(guī)模新能源電力系統(tǒng)建模與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2014.

[2]張欽，王錫凡，王建學(xué)，等.電力市場(chǎng)下需求響應(yīng)研究綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32（03）：97-106.

作者單位

南瑞電力設(shè)計(jì)有限公司 江蘇省南京市 210000