2022-12-02-中国电机工程学会-新型电力系统下供需互动挑战及技术支撑体系_71页_37mb

报告摘要

新型电力系统下供需互动挑战及技术支撑体系总结

核心内容概述

随着我国电力系统向新型电力系统转型，电力供需互动面临一系列挑战，包括极端天气导致的供需矛盾、可再生能源接入带来的灵活性调节资源紧缺、分布式新能源并网增加负荷预测难度、用户多元化需求服务要求以及市场机制不成熟等问题。为应对这些挑战，构建了涵盖数据监测、潜力分析、控制策略、机制模式、标准应用等方面的技术支撑体系，以提升电力系统调节能力和用户参与度。

主要观点

电力供需矛盾加剧
- 极端天气频发，导致局部区域电力供需矛盾频发，2022年8月5日最高负荷达10.69亿千瓦，预计2025年和2030年将分别达到12.8亿千瓦和14.07亿千瓦。
- 分布式光伏装机容量持续增长，预计2025年达1.8亿千瓦，2030年达3.0亿千瓦，影响负荷预测精度与调峰难度。
灵活性调节资源紧缺
- 风、光等可再生能源装机容量持续增长，预计2025年达10亿千瓦，带来5.62亿千瓦的调节需求。
- 传统调节手段（如灵活煤电机组、抽水蓄能、电化学储能）的调节能力有限，需大力发展新型调节资源。
用户多元化需求服务迫切
- 随着“双碳”目标的提出，用户节能降碳、市场交易等需求日益增长，需提升电力负荷弹性。
- 到2025年，电力需求侧响应能力需达到最大负荷的3%~5%，其中华东、华中、南方等地区需达到5%。
市场机制与用户参与度待提升
- 当前需求响应资金来源有限，市场机制尚不成熟，用户参与意愿较低。
- 需建立成熟的市场机制，包括辅助服务市场交易、实时电价等，以激励用户参与。
标准化建设滞后
- 用户侧系统与电网互操作相关标准不完善，需推动IEC标准的转化与应用。
- 缺乏统一的信息模型和标准体系，导致设备接入与数据交换困难。

关键信息

一、业务现状

商业楼宇：具有较高调节潜力，主要可调节设备包括暖通空调和照明，综合可调节潜力达25%。
工业用户：削峰负荷容量达2078.20万千瓦，占可调节负荷容量的35.52%；填谷负荷容量达674.56万千瓦，占45.38%。
区域应用：截至2021年底，国网经营区已有20个省份出台需求响应试点政策，南网经营区如广东、广西、贵州也已出台相关措施。

二、技术支撑体系

感知交互
- 构建统一的分层级互联系统架构，支持用户EMS系统和智能设备接入。
- 推广应用基于DL/T1867标准的信息交换规范，提升接入调试便捷性。
潜力分析
- 采用“模型-数据-知识”联合驱动方法，实现可调节负荷的精细化预测。
- 工业用户如钢铁、污水处理等行业，通过设备与工序模型分析调节潜力。
控制策略
- 电压型、电流型、频率型等控制技术被广泛应用于调节用户侧负荷。
- 通过调节设备参数（如电极深度、设定温度等）实现精准控制。
效果测量与验证
- 基线负荷计算与修正，用于判断互动有效性。
- 节约电力与消纳电量计算，支持收益结算。
- 效益评估包括用户电费减少、激励补偿、可靠性提升、电网运营成本降低等。
成果与应用
- 可调节负荷互动响应系统及终端：支持多种可调节负荷接入，应用在多个省市，累计接入容量达40.67万千瓦。
- 可调节负荷资源普查与容量核证系统：已应用于12个省份，累计普查用户1.6万户，容量达4500万千瓦。
- 数字仿真系统：用于模拟用户侧典型资源运行状态，支持策略验证与设备测试。
- 客户侧柔性资源互动运营平台：提供档案管理、交易辅助决策、结算服务等功能，支持电力市场交易。
- 现场负荷管理运维检测仪：用于检测负荷管理终端及关键设施状态，提升运维效率。
- 非侵入式负荷辨识系列产品：识别用户侧用电设备类型和状态，支持动态电价制定与用电优化。

工作展望

推动标准化建设：完善用户侧系统与电网互操作标准，提升数据接入与系统贯通效率。
提升市场机制成熟度：建立更完善的激励机制，推动用户常态化参与需求响应。
深化用户侧调节能力：通过技术手段提升用户侧负荷调节能力，实现削峰填谷、新能源消纳等目标。
加强用户侧数据应用：利用大数据分析和智能监测设备，提升负荷预测精度与能效管理水平。
拓展应用场景：推动可调节负荷参与电力市场交易，提升电力系统综合调节能力。

总结

新型电力系统下的供需互动面临多方面的挑战，包括极端天气、调节资源紧缺、负荷预测难度增加、用户参与意愿不足及标准化建设滞后。为应对这些问题，构建了以数据监测、潜力分析、控制策略、市场机制和标准应用为核心的技术支撑体系，涵盖多个应用场景和系统功能。未来需进一步完善标准、提升市场机制、增强用户侧调节能力，以实现电力系统的高效、灵活与可持续发展。

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