論壇丨碎片資源喚醒聚合技術的義烏實踐分析
來源：《中國電力報》 時間：2023-07-13 10:12
我國正處于能源清潔化與智能化轉型發展的關鍵時期。能源體系清潔化發展轉型對電力系統的彈性及穩定性提出更高要求；信息技術、互聯網、物聯網等技術成為提升電網調節能力的新手段。碎片資源喚醒聚合技術攻破了用戶資源感知難、碎片資源匯聚難、用戶積極性調動難三大難題，實現碎片資源能力喚醒和價值聚合，助力電力系統彈性和穩定性提高，促進能源系統轉型發展。
碎片資源喚醒聚合技術可實現三大功能
需求側的碎片資源主要包括分布式能源、分布式儲能、微電網系統、電動汽車充電樁、空調負荷、5G基站等。海量碎片資源喚醒聚合技術能夠實現精準挖掘、潛力排序、最優控制三大功能。
碎片資源喚醒聚合技術以35千伏及以下的高壓用戶為響應對象，對用戶的儲能潛力和可調資源潛力進行深入分析，最終輸出用戶可調潛力能力清單，結合需求響應補貼政策，測算最優能效。首先，通過碎片資源挖掘聚類技術，篩選出各類型負荷曲線特征下的可調資源潛力用戶。其次，通過資源可調潛力能力測算技術，對可調資源潛力用戶進行可調資源的容量、時長以及效益測算，綜合以上指標輸出可調資源用戶能力排名，并剔除可調資源低潛力用戶，形成資源池。最后，基于可調資源有效響應率結合需求響應補貼政策，測算最優響應方案，輸出區域碎片資源可調節潛力和資源分布。
碎片資源挖掘聚類技術基于用戶負荷特性曲線，挖掘出儲能潛力用戶、空調潛力用戶及可中斷負荷三大類可調潛力用戶。儲能潛力用戶是指能通過儲能進行負荷調節的用戶；空調潛力用戶是指不能通過儲能調節負荷，但可以通過調節空調，進行柔性負荷調節的用戶；可中斷負荷潛力用戶是指通過中斷用戶的生產設備來調節負荷。
資源可調潛力能力測算技術在依托碎片資源挖掘聚類技術已經篩選出儲能潛力用戶、空調負荷潛力、可中斷負荷潛力用戶的基礎上，進一步構建潛力用戶可調容量及時長模型。在可調指標測算的基礎上，構建響應能力評價模型，按照可調潛力能力，對用戶進行可調潛力高、中、低排名。
需求響應排序最優測算技術參考了分布式系統的概念，整合區域內各種分散的可調節資源，結合電網拓撲、供電區域等信息形成可調節負荷資源池。基于可調節負荷響應容量、持續時間、響應概率，結合需求響應補貼政策，測算電網需求與資源響應最優方案。
基于碎片資源喚醒聚合技術的義烏虛擬電廠初具規模
隨著國家推出“新基建”戰略，5G、大數據中心、充電樁等被列為新型基礎設施建設重點。5G基站、大數據中心的建設和運維成本較高，其大量后備電池處于閑置狀態，造成資源浪費。國網浙江義烏市供電有限公司聯合國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院創新研發終端智控裝置及虛擬電廠平臺，以電力設施和基礎設施共建、共治、共享為解決方案，喚醒用戶后備電池、空調等沉睡資源，開展削峰填谷和電力需求響應，以資源協同、價值共享實現節能降費和柔性互動，增強電網靈活調度能力，實現清潔能源高比例安全、經濟消納。
義烏虛擬電廠平臺是碎片資源喚醒聚合技術在能源數字化智能化中的應用實踐。平臺整合凝聚了基站、用戶側儲能、空調、充電樁、路燈、精準可調節負荷6類碎片負荷資源，可實現一鍵調荷、一鍵預算、微能源網、企業用能監測等功能。一鍵調荷：建立可調資源的分層分區分時分類響應體系，實現一鍵調控、動態跟蹤；一鍵預算：根據聚合資源精準畫像，自動生成企業負荷預算指標和企業電量預算指標，為能耗雙控和碳效管控提供支撐；微能源網：挖掘用戶側新能源典型應用場景，探索打造了郵政光充儲放一體化車棚、小商品城二區東綜合樓、模具城光儲3個微能源網示范項目；企業用能：為政府歸集展示企業用能情況，為開展“供電+能效”服務提供依據。義烏虛擬電廠平臺目前已接入用戶3538戶，監測負荷約82.42萬千瓦，6類資源共接入863個，最高可調負荷約2.6萬千瓦。
義烏虛擬電廠建設取得了資源喚醒、快速推廣、匯集增效、精準投資四方面成效。
一是資源喚醒，喚醒零星資源緩解電網壓力。碎片資源喚醒聚合技術通過用戶與電網的拓撲關系，分層分區計算出各變電站及線路的需求側響應能力及響應時間，結合變電站及線路的運行特性，可調整變電站及線路的接入容量，解決設備的重載問題。以義烏為例，通過模型分析，高峰時刻可進行需求側響應的用戶142戶，響應容量3100千瓦。
二是快速推廣，提升需求響應資源推廣效率。該成果的應用可實現可調節資源的精準定位，快速為不同用戶定制差異化的響應策略，讓“數據多跑路，用戶少跑腿”，提高需求響應資源的簽約效率。同時可與義烏已經在用的能源全聚得終端進行融合，在更大范圍內喚醒可調資源，提高用戶體驗感和獲得感。
三是匯集增效，提高用戶的經濟效益。項目已完成對義烏通信基站，綜合商城等中低壓用戶的可調資源潛力掃描。目前，能源全聚得已服務義烏121個通信基站和1個用戶側儲能，聚合可調資源相當于一個2000千瓦的電站，如在義烏模具城用戶側儲能，調控其梯次電池，參與需求側響應，僅2021年1月8日單日就獲得7876元補貼。
四是精準投資，輔助電網前期規劃布局。負荷聚類技術基于負荷特性將用戶準確地分類為日間與夜間負荷、峰谷與腰荷負荷等可互補負荷類型，可應用該分類結果分析各行業的負荷特性，為變電站及線路的供區布局提供合理建議，在有效保障電網可靠性及安全性的同時，減少電網投資。
碎片資源喚醒聚合技術在通信基站、儲能、分布式能源、建筑節能領域有較大推廣應用潛力。針對全國海量碎片化資源挖掘潛力，主要有四種推廣應用模式。一是應用于通信基站，通過調控基站中閑置的后備電池，定制充放電策略，削峰填谷，降低電費；參與需求響應，獲取高額響應補貼；采集環境溫度信息，自動調節空調開關，降低空調負荷，降低能耗。二是應用于用戶側儲能，通過削峰填谷降低電量電費，通過平滑負荷曲線降低基本電費，通過需求響應獲取收益，回收部分儲能建設成本，促進儲能健康發展；通過調控儲能逆變器的剩余無功能力，動態輸出無功，改善并網電能質量。三是應用于充電樁、分布式光伏，通過調控逆變器的剩余無功能力，動態輸出無功，改善電能質量。四是應用于建筑節能，通過采集環境溫度，自動控制空調等溫控開關，平衡人體溫感和電網調峰需求，實現無感、柔性調節，實現環境溫度平滑變化，降低建筑空調和采暖能耗。（作者：國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院，邵波為國網浙江義烏市供電有限公司 周全 王鵬為）
責任編輯：張棟鈞
