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售电侧改革背景下“互联网+”电能替代发展路线

2017-01-10 08:27来源:电网技术关键词:电能替代电能替代技术售电侧改革收藏点赞

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4.1 提升增量负荷可响应/可消纳潜力评估精确度

增量负荷的调控目标一方面可以是消纳风电,通过大量分布式的电暖设备以热能的形式进行存储,主要考量其面向风电出力波动性的可消纳潜力;另一方面可以是为电网提供调峰调频等辅助服务,即考虑可响应潜力。两者在评估中所涉及的外部因素和场景虽有不同,但基本理论和方法相近。

潜力评估是需求侧资源调控策略制定的基础。

用户响应潜力受到技术、政策、客观条件等多种因素的影响,影响机理复杂,其评估的精确性必然存在一定限制,因此评估技术的优化旨在于一定的颗粒度下尽可能提升评估的全面性和精确性。现有评估方法可大致分为 2 类:一类是从负荷出发,根据负荷模型分析进行理想化的负荷可响应能力评估,辅以影响因素分析修正[23];另一类则是从用户出

发,分析各外界因素对用户能动性的影响,根据用户历史响应水平和外界因素的关联性分析,进行预测性可响应量估计[24]。但上述 2 类方法更多地关注日前计划等带有预测性的负荷评估,对于负荷的实时运行状态考虑不足;但在应对调峰调频等实时性服务需求时,负荷的运行状态从根本上决定了其剩余的可调节空间,如设空调可调节边界为[24,30]℃,实际运行状态处于 26℃和 28℃, 可响应潜力显然不同,而该问题在前述模型中并未体现。

因此,在目前已有潜力评估技术研究基础上,为实现更加精细化的评估,需从 2 方面进行提升:1)负荷的精细化模型建立。深入探讨负荷设定参数变化量与功率变量的耦合关系以及温湿度等外部因素对这一关系的影响作用,建立离散化负荷状态模型。 2)大数据技术的深化应用。大数据技术旨在分析海量数据中的关联性,目前已有研究主要考虑的多为结构化数据,以数据挖掘的方式对可响应潜力进行评估[25];但对于海量的外部关联性非结构化数据,如政策影响、经济指数等, 缺乏相应的深入研究,亟待展开全面深层次的潜力分析。

4.2 基于实时需求的负荷群动态集群优化

集群技术最早出现在计算机学科中,旨在通过高速网络将一群相互独立的计算机互联,形成一个具有独立服务器功能的系统,从而在付出较低成本的情况下获得在可靠性、灵活性、可伸缩性等方面相对较高的收益[26]。目前集群技术在需求侧的应用主要是针对不同类型的负荷进行聚类,预先将负荷划分为若干类进而提出针对性策略。

电能替代增量负荷可聚合性强、数量大、分布离散、单一功率额有限、运行状态相对独立且负荷的类型相对较少,因此分布式的集群处理能有升其调控效率。然而现有集群方法为前期固定聚类,对负荷所处动态离散状态空间的考虑不足,且缺乏面向实时供需差额的动态集群过程。实现基于电网供需变化和负荷实时状态的动态集群优化是下一步发展的关键之一。这一技术的基础是统一云端信息处理平台以及深度应用的大数据分析技术,而通过因果分析与统计分析相结合的大数据思维[27-28]形成全方位负荷状态集分析技术、近实时动态集群机制则是实现的关键。

4.3 多时空域协同控制策略

多时空域的协同控制关键技术涵盖两方面的技术发展需求:从研究角度而言,需要考虑多时空维度的负荷群最优组合调控策略及跨区域互补优化机制、计及可再生能源出力不确定性和负荷响应随机性[29]的微网到大电网全面稳定性分析[30]、面向不同时间片需求的灵活降负荷任务分配机制、具有可追溯性的层次化控制效果评价指标体系[31]及可自学习的多轮调控方法[32]等关键技术;从技术实现角度而言,需要深化发展信息物理融合技术,实现信息流、电力流和能量流之间的集成交互,形成具有自适应性、自主性、高效性、功能性、可靠性、安全性的信息物理系统,提供动态开放接入机制及分布式异构的协作控制实现,支撑基于系统实时状态需求的智能化决策计算的实现。

4.4 研究多元主体跨界融合运营模式

售电改革背景的“互联网+”电能替代发展路线下,电能的交易由购售电差价利润转化为以具备售电能力的负荷集成商为枢纽的多元主体跨界融合运营模式。因而新运营模式下各主体的职能、定价以及收益模式都有所转变,在计及电能替代外部成本、增量负荷服务增收、可再生能源利用率提升等新增成本和收益的情况下,如何基于合理定价、职能交叉融合和灵活多样的服务增收形成多方共赢的均衡可持续发展运营模式,是亟待研究的关键技术之一。

5 多主体效益分析

售电侧改革为“互联网+”电能替代的实施提供了更加灵活的市场环境,在新市场背景下,多元主体之间的收益方式和平衡关系也呈现新的态势。从本文发展路线的总体上而言, 成本主要在于电能替代负荷设备推广和控制平台系统建设的投资成本以及因电能替代推广导致的散烧煤供应商的收益损失等外部成本;总体的收益来源为可再生能源的利用提升所创造的收益、发电企业污染性外部成本降低、以及用电侧电能替代所带来的环保性外部效益;此外,前期推广规模较小的情况下,市场局部环节收益可能不足以平衡投资成本,因此需要一定程度的政策扶持,如可再生能源发电补贴、清洁型设备推广补贴。具体路线中所涉及各个主体的收益关系如图 4 所示。

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