2024年新型配用电荷侧灵活性数智化管控报告

国网浙江省电力公司义乌市供电公司正高级工程师五级专家 C目录CONTENTS 灵活性资源 数智化互动技术 典型应用 2020年9月22日，中国主席习近平在第七十五届联合国大会上郑重宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 能源是主战场电力是主力军电网是排头兵配用电网是桥头堡 背景 背景 挖掘新型配用电网源网荷储深度互助的沿力提升灵活性，已成为电力学科研究热点和焦点而新型配用电网海量异构灵活性资源的广泛接入、密集互动的基础就是无大物移敏造边等先进数字化智能化技术的应用；先进数字化、智能化技术的关键是电力物联网和人工智能技术。 C目录CONTENTS 前言 数智化互动技术 典型应用 灵活性资源 灵活性定义 约束条件 是荷侧互动调控和拓扑切换时影响小或无酷的没有破坏性，也就是不影响到使用者使用电力；二是互动调控和拓扑切换的虚本底也就是前期建设灵活性能力和灵活运行的成本投资低，灵活性运行对设备的损耗和寿命影响小。 配用电系统灵活性是指在一定时空足和的惠样下，通过互动调控和拓扑切换，各类资源快速改变自身发用电特佳平衡供需两侧功率与电能波动的能力，也就是电力和电通平3569 6800 灵活性资源 用户侧储能 储能作为能源领域的重要组成部分，在国家战略中具有重要的作用和发展前景。2024年电化学储能价格大幅下降，提前两年完成了国家十四五规划中设定的3000万千瓦新型储能装机目标。自前储能系统的收益主要来源于峰谷价差，在平时根据峰谷价差自行进行削峰填谷，若此时基于激 励的需求响应启动，储能就没有参与的空间了。因此能量和时间解耦的储能才是一种灵活性资源，也就是在电网需求强烈的时段它原本应该是沉睡的。 5G通信基站 用户侧能源聚合无感响应控制器融入了通信、计量、边缘计算、机器学习等技术于一体的智能化设备。具备电力电子变流器协同无功响应，智能温控技术调节有功、灵活性负荷无感调控、多模式自主运行等功能，集成化程度高，安装方便，即装即用，入选2021年浙江省电力公司首台首套。并在浙江科技新兴公司进行了成果转化。 目前国内5G通信基站数量达到380万座，按每座基站通信设备功率平均5kW计算，合计功率1900万kW，基站中安装有备用电池，总储存电量约5700万Wh，在电力系统停电时为通信设备供电。平常备用电池处于浮充状态整个生命周期使用率极低。它就是一种沉睡的灵活性资源 电动汽车 预计到2040年，中国电动车保有量达到3亿辆，每辆车平均电量65kWh，则电动车储存电能200亿干瓦时，与我国每天电能消耗总量基本相当。考虑电动车交通移动属性，2030年电动车可用于灵活性的电能如果有10%，就占最高负荷20%。电动车储能比固定式储能风险低、成本低，但也存在看聚合响应技术难度大（全程监控、车桩改造电池升级、在线率）等问题。目前，通过放电模式参与互动的还是探索示范阶段。 低压配电网 ①V2H：与家庭分布式光伏协同（农村地区典型场景）V2B：城市楼宇和停车场互动集群后可参与V2G①V2mG（AC)：配合小型火电机组和可再生能源单元>OV2mG(DC)：直流微网系统集群后可参与V2G 中压配电网 电动汽车 营运车辆受峰谷电价和自身营运特性影响，高峰充电时间基本在电力低谷时段，电力高峰时段可调节容量并不大。私家车（自的地）的特性与单位的负荷特性是可以很好耦合的，互补性很强，今后电动汽车和电网互动的最大潜力在于私家车电动汽车的快速入网底挑战，优剪机适。对电网冲击会很大，利 用好打就品优质灵活性盗膜 温控负荷 春季典型日负荷曲线 夏季典型日负荷曲线 （1）日负荷峰谷差拉大，典型日负荷峰谷差率为39.4%。尖峰负荷持续时间较短2）负荷夏季三峰特征明显，高峰负荷均从约10点开始延续到17点，出现两个高峰，17点以后还会有高峰（3）夏季制冷负荷约达到110万干瓦，占最大负荷的35%，最大负荷增速高于用电量。 温控负荷 温控负荷占比大，35% 空调负荷调节方式：一是调节温度；二是直接关停；三是建设蓄冷装置。空调单体容量小、分布散、特性差异大，在舒适度制约下，难以持续、快速、大规模调控 在制冷模式下，若将空调温度升高1℃可降低4%15%的负荷，在制热模式下，若将空调温度降低1℃可降低3%10%的负荷。 灵活性资源 温控负荷 蓄冷媒介为相变材料 相变材料（PCM-PhaseChangeMaterial）是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质，相变过程中相变材料将吸收或释放大量的潜热； 消防水池就是一个闲置的蓄冷装置 某企业利用现有生产消防水池改造为4363m3蓄冷水池（蓄冷水深6.1m），蓄冷温度6℃/12℃C（温差为6℃，释冷时板换二次侧温度按7C/13C设计）：蓄冷量26795kWh（7621RTh，等效电量约5400kWh），按10小时放冷计算，可减少电功率540kW。 可中断负荷 对于可中断负荷，我们通过向签订合约的用户发送中断信号，得到用户响应后转移其部分或全部负荷或启动自备发电机，向电网提供灵活性调节服务，具有较快的响应速度，且经济性较好，但具有一定的破坏性，一般适用于大型工商业用户。在用户灵活性负荷处安装融入了物联网、通讯、计量、边缘计算、区块链等技术于一体的测量、计量、控制、跳合闸、通讯保护六合一能源聚合智控器，使灵活性潜力得到充分释放。 应用场景 微电网 微电网是新型配用电网有效组成形式，可在每个微电网内自平衡、自调度，实现外部功率约束下内部局部能量平衡。微电网并网运行时，可以作为大小可变的智能负荷，能在数秒内做出响应以满足系统需要。按自前电能管理模式，工商业企业可作为一个单元通过综合能源管理成为一个微电网。 C目录CONTENTS 前言 灵活性资源 皆化互技术 典型应用 数智化互动技术 挑战1：新型配用电网灵活性资源信息双向交互难 新型配用电系统可现可通可调可控“四可”环节的增多，使配用电网数据规模和互动业务激增：然而目前配用电系统数智化基础薄弱，难以承接互动对象和高可靠互动业务驱待突破低成本，高互动传感器、智控器等装备。 四可”对象数据将达到亿级海量、异构、多模态 数智化互动技术 挑战2：新型配用电网灵活性资源高效无感调控难 新能源出力和新型灵活负荷呈现极强不确定性和社会对供电高品质要求导致互动需求激增：然而传统电力电量平衡和电能质量优化方法难以有效应对新型源荷频繁高效精准互动：驱待构建自跟踪、自适应的高效无感互动模型。 数智化互动技术 数智化互动技术 低代码设备 传感器、智控器采用事件驱动方式，将嗨涩难懂的控制策略转化为带权有向图结构，并编写为标准配置文件并导入控制器，实现无需编写代码的硬件在环对象控制，有助于非编程技术背景的电气工程专业人员进行电气控制策略开发和完善改进， 数智化互动技术 智能断路器 通过嵌入TMR电流传感模组，相对自前普遍应用的电磁感应线圈的减小智能断路器装置体积。通过可热插拔智能断路器模块的安装和可热插拔的智能控制器的构造，实现保护量测、通信、拓扑识别等功能模块的热插拨，可以快速进行带电更换，迅速解决故障，减少平均可修复时间。设计断路器检测单元和分断单元，通过快速响应的检测装置实现断路器故障快速自诊断、低时延响应，采用分断单元采用混合式结构，提升开断速度。 数智化互动技术 非侵入式终端（推演） 针对新型配用电系统亿级的“四可”对象，不可能每个对象都安装设备，通过非侵入式和口推演技术实现最小化部署。 数智化互动技术 温控协同技术 结合电价以及建筑内外部温度，建立基于模糊子集的温控负荷能效的计算指标，对基站的空调应用分段带回的温度控制策略进行智能调节，达到降低空调能耗的目的，从而提高温控负荷的能效水平和用户满意度，实现无感调控 温度轮控技术 诸能温控复合技术 ■针对源荷双侧强不确定性，提出了电池-变频空调复合储能模型多时间尺度功率能量互补控制策略，空调延时响应时储能提供功率，空调响应时为储能充电，解决了空调调控的强不确定延时和功率反弹问题，实现快速精准跟踪平滑功率曲线 数智化互动技术 车网融合技术 数智化互动技术 车网融合技术 数智化互动技术 自适应技术 C目录CONTENTS 前言 灵活性资源 数智化互动技术 应用场景 虚拟电厂 虚拟电厂没有改变现有灵活性资源与电网的连接方式，而是相当于一个智能的“电力管家”，通过通信技术与智能计量技术，进行有效聚合、优化控制和管理，形成更加稳定、可控的“大电厂”实现发电和用电自我调节。 应用场景 应用场景 微电网·市场 第34页 微电网·市场 应用场景 微电网·园区 应用场景 微电网·园区 6零碳数字化管理平台 1余热回收利用 空压机余热回收：加装热能转化器回收空压机油、气热量。热排风余热回收：空调系统加装排风热回收装回收热/冷量来降低室内冷热负荷。 识别园区排放源，完成碳排放核算及监测提供智能化交易管理和分析，实现企业完成敬减排资产交易、碳配额交易及履约任务实现源网荷储协局管控 5水蓄冷系统+空调群控 2分布式光伏发电 拟建设27.BMWh水蓄冷系统，优化系统运行达到节省电费的自的，动力站制冷系统配置空调群控系统，基于精准预测的多策略运行算法与全变频柔性控效相结合，实现系统整体效能最优，减少用能成本 整合园区屋顶和立面资源，拟建设24.8MW屋顶分布式光伏和1.9MW光伏建筑优先供园区使用，富余电量传输至储能系统进行储存。 3用户侧储能系统 4绿色交通充电设施 拟建设光伏车棚与储能系统结合，形成光储充体系统，建设充电桩满足园区工作人员新能源汽车充电。 以建设5MW/10MWh电化学储能，实现能源生产与消费的解耦，实现峰谷套利同时，对重要负荷备电。 应用场景 微电网·物流 某物流园有200多辆电动物流车，与乡镇网点组成短驳的物流网，日邮件处理量达40多万件。园内配电网通过光伏+电化学储能+充放电桩组成微网。可以控制充电桩功率和时间进行有序充电，在晚高峰电动货车停驶时通过V2G桩进行放电 敬请各位批评指正