AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理系統(tǒng)-強化電力需求側管理，緩解電力系統(tǒng)峰值壓力

安科瑞王璐月

摘要

近年來全國用電負荷特別是居民用電負荷的快速增長，全國范圍內夏季、冬季用電負荷“雙峰”特征日益突出，極端氣候現(xiàn)象多發(fā)增加了電力安全供應的壓力。具有隨機性、波動性、間歇性特征的可再生能源大規(guī)模接入電網對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來新的挑戰(zhàn)，同時社會各方面對電力安全穩(wěn)定供應的要求不斷提高，迫切需要兜牢電力安全保供的底線。在這種情況下國家發(fā)改委5月19日就《電力需求側管理辦法（征求意見稿）》和《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》向社會公開征求意見，此次公開征求意見的時間為2023年5月19日至2023年6月18日。

1 主要內容

《電力需求側管理辦法（征求意見稿）》根據(jù)2017年發(fā)布的《電力需求側管理辦法》修訂形成，《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》則在2011年發(fā)布的《有序用電管理辦法》基礎上修訂形成。

發(fā)改委在《電力需求側管理辦法（征求意見稿）》修訂說明中指出，電力需求側管理是指加強全社會用電管理，綜合采取合理可行的技術、經濟和管理措施，優(yōu)化配置電力資源，在用電環(huán)節(jié)實施需求響應、節(jié)約用電、電能替代、綠色用電、有序用電，推動電力系統(tǒng)安全降碳、提效降耗。電力需求側管理將在全方位發(fā)揮需求側資源潛力，加速源網荷儲協(xié)同互動，助力新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設中發(fā)揮重要作用。

相較現(xiàn)行《電力需求側管理辦法》，《電力需求側管理辦法（征求意見稿）》新增需求響應章節(jié)，指應對短時的電力供需緊張、可再生能源電力消納困難等情況，通過經濟激勵為主的措施，引導電力用戶根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需求自愿調整用電行為，實現(xiàn)削峰填谷，提高電力系統(tǒng)靈活性，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，促進可再生能源電力消納。

《電力需求側管理辦法（征求意見稿）》指出，到2025年，各省需求響應能力達到最大用電負荷的3%~5%，其中年度最大用電負荷峰谷差率超過40%的省份達到5%或以上。到2030年，形成規(guī)?；膶崟r需求響應能力，結合輔助服務市場、電能量市場交易可實現(xiàn)電網區(qū)域內可調節(jié)資源共享互濟。

結合全國電力負荷管理工作面臨的新形勢、新要求、新內涵，《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》同樣新增了需求響應章節(jié)，除此之外，《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》還細化了有序用電要求，新增了系統(tǒng)支撐章節(jié)。

《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》指出，所謂有序用電，是指在可預知電力供應不足等情況下，依靠提升發(fā)電出力、市場組織、需求響應、應急調度等各類措施后，仍無法滿足電力電量供需平衡時，通過行政措施和技術方法，依法依規(guī)控制部分用電負荷，維護供用電秩序平穩(wěn)的管理工作。

《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》明確，不得在有序用電方案中濫用限電措施，影響正常的社會生產生活秩序。不得以國家和地方節(jié)能目標責任評價考核的名義對用能企業(yè)、單位等實施無差別的有序用電。

《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》還明確提出，制定有序用電方案時，有五類應被重點限制：包括違規(guī)建成或在建項目，產業(yè)結構調整目錄中淘汰類、限制類企業(yè)，單位產品能耗高于國家或地方強制性能耗限額標準的企業(yè)，景觀照明、亮化工程和其他高耗能、高排放、低水平企業(yè)。

在系統(tǒng)支撐方面，《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》指出，各地電力運行主管部門、能源監(jiān)管機構、電網企業(yè)、電力用戶應加強新型電力負荷管理系統(tǒng)的建設、運維及安全監(jiān)管。

新型電力負荷管理系統(tǒng)包括用于對電力用戶、負荷聚合商、虛擬電廠等開展負荷信息采集、預測分析、測試、調控、服務的軟硬件平臺，是開展電力需求側管理的信息技術輔助系統(tǒng)，是負荷管理工作的重要實施平臺。

2 實施電力需求側管理和電力負荷管理的意義

在“雙碳”目標背景下，發(fā)電側新增裝機以風電、光伏等清潔可再生能源為主，但在現(xiàn)有技術條件下，風電和光伏發(fā)電尚難以提供穩(wěn)定且可調節(jié)的出力。為了保障電力供應的穩(wěn)定性和可靠性，電力需求側管理逐漸成為保障電網安全穩(wěn)定、優(yōu)化能源結構的必要手段。電力需求側管理是通過調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。實施電力需求側管理可以通過改變用戶用電行為降低負荷峰值，提高電網利用率、保障電力安全、緩解新能源接入壓力。

延緩電網投資，提升電網利用率

電力需求側管理可以通過合理安排用戶用電行為，調節(jié)用電負荷，優(yōu)化電網負載分布，從而延緩電網投資的需求，降低電網運營成本。一方面，電力需求側管理能夠通過實現(xiàn)高效能耗、清潔用能等目標，優(yōu)化用電結構，降低對電網的負荷壓力，減少對電網的擴建需求。另一方面，電力需求側管理還可以通過建立靈活的市場機制，提高電網利用效率，降低電網調度成本，推動電網的升級改造和智能化建設，進一步提高電網的利用率和運行效率。

降低尖峰負荷，保障電力安全

電力需求側管理可以通過分時段的電價差異或者獎勵機制，引導用戶在高峰時段減少用電或者轉移用電，從而降低尖峰負荷。尖峰負荷容易導致電力供應短缺、電壓不穩(wěn)、設備損壞等問題，嚴重威脅到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。實施電力需求側管理可以通過采用降低用電峰值、平移負荷谷值、提高谷負荷、調整負荷曲線等多種方式，有效控制尖峰負荷，避免電力系統(tǒng)因為尖峰負荷過高而引發(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

電力需求側管理可以提升電力系統(tǒng)的靈活性和適應性，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的影響，降低調度成本。電力需求側管理還可以通過改變用戶能源消費結構，鼓勵使用分布式能源、儲能系統(tǒng)等新技術的方式，進一步緩解新能源接入壓力，提高了系統(tǒng)的可靠性。

系統(tǒng)推進電力需求側管理深化和升級，減輕高峰用電負荷壓力，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，促進電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行與高質量發(fā)展。具體來說，應做好以下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節(jié)機制

利用電價差異化、用電峰谷電價制度等方式，引導用戶在用電高峰期時適度降低用電，從而調節(jié)用電負荷，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，為電力市場提供更加便捷、高效、透明的交易服務；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，推廣需求響應積

極推廣需求響應，加強需求響應頂層設計，明確規(guī)范要求，推動需求響應納入電力規(guī)劃，健全需求響應激勵機制，鼓勵引導大工業(yè)用戶參與實時需求響應改造；制定節(jié)能標準，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)能標準和措施；完善用電峰谷電價制度，結合新能源出力實際情況，調整差異化電價，引導用戶在峰谷電價差異較大的情況下，調整用電行為，降低高峰用電負荷；加大節(jié)能措施推廣力度，政府通過財政補貼等方式，推廣使用高效節(jié)能燈具、節(jié)能家電、新能源設備，鼓勵企業(yè)、居民、公共機構等采用節(jié)能技術措施。

三是堅持技術支撐，提升數(shù)字化水平

推動信息通信技術、設施與能源領域深度融合，優(yōu)化完善電力需求側管理平臺，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術，分析用電數(shù)據(jù)，實現(xiàn)用電預測和用電調度，調節(jié)用電峰谷負荷，減輕高峰用電負荷壓力；利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，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+電力服務模式，實現(xiàn)對用戶的精準服務，提高用戶用電體驗，引導用戶在用電時有意識地降低用電量，降低高峰用電負荷。

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

3 電力需求側管理和電力負荷管理數(shù)字化解決方案

《電力需求側管理辦法（征求意見稿）》和《電力負荷管理辦法（征求意見稿）》的出臺正逢其時，結合了新型電力系統(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/縣級電力負荷管理中心，標志著各地在電力負荷管理系統(tǒng)的建設改革邁出了實質性的關鍵一步，對加快推進電力需求側管理和電力負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(電力負荷管理中心)已接入寧波1萬余戶規(guī)上企業(yè)及3079家重點用能企業(yè)用能數(shù)據(jù)、698個公共建筑單位空調負荷數(shù)據(jù)，上線了公共建筑空調負荷管理、產業(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)產品。

AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)級微電網的需求管理和負荷管理，結合物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)技術，可實現(xiàn)企業(yè)電網電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、負荷預測、照明控制、主要負荷監(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、高效、有序用電。同時系統(tǒng)可以作為區(qū)域電力需求側平臺和電力負荷管理平臺的子系統(tǒng)，接受上級平臺的需求響應指令，成為電力需求側管理和電力負荷管理系統(tǒng)建設的基礎，安科瑞作為電力需求側管理服務機構，一直以來為企業(yè)提供需求側管理和負荷管理解決方案。

圖1 AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理系統(tǒng)網絡結構

圖2 安科瑞電力需求側管理服務機構能力評定證書

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設備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、接點溫度進行實時監(jiān)測和控制，監(jiān)測企業(yè)微電網主要回路的電能質量并進行治理，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功率預測

系統(tǒng)基于歷史負荷數(shù)據(jù)，結合天氣因素、企業(yè)生產計劃等，預測企業(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、申報需求響應提供數(shù)據(jù)支持。

圖6 發(fā)電功率預測

3.5 能耗分析

采集企業(yè)電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統(tǒng)計，計算單位面積或單位產品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達峰、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、光照感應控制、場景控制、調光控制等，并結合紅外傳感器、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)負荷率變化和需求側管理平臺指令調節(jié)充電樁功率，使企業(yè)微電網安全平穩(wěn)運行，響應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)負荷波動數(shù)據(jù)，再結合上級平臺的調度指令，決定以何種方式參與電網需求響應，平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略，調整充發(fā)電時間。平臺在需求響應時間段調整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電，并且可以根據(jù)企業(yè)可控負荷數(shù)據(jù)制定需求響應控制策略，實現(xiàn)一鍵響應。

圖10 需求響應示意圖

3.9 電力需求側管理相關硬件設備

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

4 結束語

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

審核編輯 黃宇