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攻关可调节负荷分析技术 让电力需求响应资源管理更智能

2022-08-16 08:37来源:国家电网报作者:陈珂 陈宋宋关键词:电力需求响应需求侧管理可调节负荷收藏点赞

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核心提示 实施电力需求响应,是提升电网控制灵活性、促进电力供需协调优化的重要支撑手段。高质量开展需求响应业务,离不开对可调节负荷资源的普查与潜力分析。中国电科院研发“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”,实现已接入系统的可调节负荷资源在线化普查、分析与核证。

电力需求响应业务需数字化赋能

随着“双碳”进程加快与能源转型深入推进,传统电力系统正在向清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动、智能友好的新型电力系统演进。电力系统“双高”(高比例可再生能源、高比例电力电子设备)特征进一步凸显,需要更多需求侧可调节资源参与电网运行调节。实施电力需求响应,是提升电网控制灵活性、促进可再生能源消纳和电力供需协调优化的重要支撑手段。

需求响应是指电力用户对实施机构发布的价格信号或激励机制作出响应,并改变电力消费模式的行为。近年来,国家发展改革委、国家能源局等出台多项需求响应相关政策。《“十四五”现代能源体系规划》提出,大力提升电力负荷弹性,加强电力需求侧响应能力建设,力争到2025年,电力需求侧响应能力达到最大负荷的3%~5%。

国家电网有限公司深入实施电力需求侧管理。各省级电力公司积极开展需求响应可调节资源库建设,挖掘不同类型需求侧资源的可调节潜力。

需求响应可调节资源库涉及的资源类型各异,数据统计分析工作量大。传统模式下,需求响应资源库建设工作通常需要制作纸质化表单,组织市县供电公司专业人员开展线下普查。普查结束后,工作人员还要将数据录入电脑,统计上报。普查工作要在多地开展,在多人之间流转,费时费力。同时,由于缺乏专业应用,典型负荷资源的调节潜力大多由用户或普查员凭经验确定,资源数据无法在线校核。这导致资源库数据质量不够高,不同供电公司之间的同类资源潜力差异较大,影响需求响应业务有序规范发展。

要实现需求响应业务高质量开展,对可调节负荷资源的普查与潜力分析是基础环节。为此,中国电力科学研究院有限公司结合省级电力公司需求响应实际业务需求,开展了一系列需求侧可调节资源潜力预测、分析、评估技术研究,构建了涵盖工业、楼宇建筑、居民及新兴负荷等6大类59小类需求侧典型用户的可调节潜力计算模型,并完成“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”研发,实现可调节负荷资源在线化普查、分析与核证。目前,系统已在中国电科院统一计算运营平台试点上线。

多功能合一提升需求侧管理质量效率

“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”由中国电科院用电与能效研究所自主研发,是集资源管理全景驾驶舱、潜力计算、多维聚合分析、灵活开放式核证等功能模块于一体的需求响应资源库构建与分析支持系统。系统运用大数据、机器学习等前沿技术,实现电力用户侧柔性可调节资源全方位全层级全要素灵活感知、多维动态可视和精益高效管理。

传统的需求响应数据分析与汇集主要依靠人的经验,其质量很大程度上取决于各级管理者的经验积累和管理水平,所使用的方法无法被标准化大范围推广。“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”融合需求响应业务长期发展过程中的零散数据、实施成效数据,将资源数据汇集过程进行标准化梳理、数字化建模,固化形成数字化分析服务工具包,力争“人人是数据分析能手”。

“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”利用数智协同、大数据分析等技术,对6大类59小类典型用户资源进行全面收集整理和深入分类解析。

其中,资源管理全景驾驶舱这一应用“用数据说话”,助力各级管理者直观了解资源数量、资源类型、资源分布等,实现公司总部、省公司两级资源汇集管理、普查工作质效相关信息在线浏览,解决各省级资源库互联互通效果不佳、同类典型资源潜力分析能力不均衡等问题,提升了需求响应资源库建设的工作效率和数据分析治理质量。

“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”还对资源库涵盖的数据公共模型进行了标准化处理,按照用户资源类型相同、字段含义相同的原则,总结抽象为59类用户数据模型,并扩展出175类单一设备级数据模型,利用强化学习打造数据全息网络,支撑普查计算类、分析展示类、辅助决策类应用及资源库构建。

例如,针对楼宇建筑用户大类,系统根据用户属性类别派生出大型商业综合体这一小类,又根据用户内部主要用电设备及可参与电网互动调节情况,衍生出集中式空调机组、变制冷剂流量多联式空调系统、照明设备等单一设备级模型,并按照响应速度、响应时间分层分级设计了不同潜力计算数据参数项。通过“用户级-单一设备级-潜力参数级”潜力普查设计逻辑体系,系统构建了典型用户可调节资源种类图谱,为数据接入、融合、治理提供了清晰链路,提升了数据挖掘分析的准确性和效率。

系统在省级电网应用成效显著

目前,“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”已接入公司经营区内13个省级电网的可调节负荷资源数据,覆盖用户约1.7万户,削峰响应容量和填谷响应容量分别达2990万千瓦和1563万千瓦。

“可调节负荷资源普查与容量核证分析系统”是供电公司开展电力需求响应业务的基础支撑平台。在应用平台的供电公司,市场营销专业的普查人员可以快速配置需求响应普查的权限、人员及普查清单。系统还支持自定义添加待普查用户,普查人员可以通过在线录入或选择的方式快速完成用户可调节资源普查。通过内置的统一可调节潜力计算校验模型,可调节负荷资源潜力数值与相关数据都将得到实时计算校验,普查人员可以在系统中看到实时可调节负荷资源的潜力信息以及本单位负荷资源潜力汇总信息等,大幅提升普查工作效率与资源潜力数据质量。

研究团队将完善平台应用,开展静态与动态相结合的可调节负荷资源分析评估工作,加快系统功能迭代升级;扩大成果应用范围,支撑公司总部及各省级电力公司资源库建设,并为需求响应业务各主体开展可调节负荷资源数据分析及评价咨询服务,让需求响应资源管理更高效、用户服务更智能。

(作者单位:中国电科院用电与能效研究所)


原标题:攻关可调节负荷分析技术 让电力需求响应资源管理更智能
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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