中國電科院研發(fā)可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)

　　隨著“雙碳”進程加快與能源轉型深入推進，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)正在向清潔低碳、安全可控、靈活高效、開放互動、智能友好的新型電力系統(tǒng)演進。電力系統(tǒng)“雙高”(高比例可再生能源、高比例電力電子設備)特征進一步凸顯，需要更多需求側可調節(jié)資源參與電網運行調節(jié)。實施電力需求響應，是提升電網控制靈活性、促進可再生能源消納和電力供需協(xié)調優(yōu)化的重要支撐手段。

　　需求響應是指電力用戶對實施機構發(fā)布的價格信號或激勵機制作出響應，并改變電力消費模式的行為。近年來，國家發(fā)展改革委、國家能源局等出臺多項需求響應相關政策?！?ldquo;十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，大力提升電力負荷彈性，加強電力需求側響應能力建設，力爭到2025年，電力需求側響應能力達到最大負荷的3%～5%。

　　國家電網有限公司深入實施電力需求側管理。各省級電力公司積極開展需求響應可調節(jié)資源庫建設，挖掘不同類型需求側資源的可調節(jié)潛力。

　　需求響應可調節(jié)資源庫涉及的資源類型各異，數(shù)據統(tǒng)計分析工作量大。傳統(tǒng)模式下，需求響應資源庫建設工作通常需要制作紙質化表單，組織市縣供電公司專業(yè)人員開展線下普查。普查結束后，工作人員還要將數(shù)據錄入電腦，統(tǒng)計上報。普查工作要在多地開展，在多人之間流轉，費時費力。同時，由于缺乏專業(yè)應用，典型負荷資源的調節(jié)潛力大多由用戶或普查員憑經驗確定，資源數(shù)據無法在線校核。這導致資源庫數(shù)據質量不夠高，不同供電公司之間的同類資源潛力差異較大，影響需求響應業(yè)務有序規(guī)范發(fā)展。

　　要實現(xiàn)需求響應業(yè)務高質量開展，對可調節(jié)負荷資源的普查與潛力分析是基礎環(huán)節(jié)。為此，中國電力科學研究院有限公司結合省級電力公司需求響應實際業(yè)務需求，開展了一系列需求側可調節(jié)資源潛力預測、分析、評估技術研究，構建了涵蓋工業(yè)、樓宇建筑、居民及新興負荷等6大類59小類需求側典型用戶的可調節(jié)潛力計算模型，并完成“可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”研發(fā)，實現(xiàn)可調節(jié)負荷資源在線化普查、分析與核證。目前，系統(tǒng)已在中國電科院統(tǒng)一計算運營平臺試點上線。

　　多功能合一提升需求側管理質量效率

　　“可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”由中國電科院用電與能效研究所自主研發(fā)，是集資源管理全景駕駛艙、潛力計算、多維聚合分析、靈活開放式核證等功能模塊于一體的需求響應資源庫構建與分析支持系統(tǒng)。系統(tǒng)運用大數(shù)據、機器學習等前沿技術，實現(xiàn)電力用戶側柔性可調節(jié)資源全方位全層級全要素靈活感知、多維動態(tài)可視和精益高效管理。

　　傳統(tǒng)的需求響應數(shù)據分析與匯集主要依靠人的經驗，其質量很大程度上取決于各級管理者的經驗積累和管理水平，所使用的方法無法被標準化大范圍推廣。“可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”融合需求響應業(yè)務長期發(fā)展過程中的零散數(shù)據、實施成效數(shù)據，將資源數(shù)據匯集過程進行標準化梳理、數(shù)字化建模，固化形成數(shù)字化分析服務工具包，力爭“人人是數(shù)據分析能手”。

　　“可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”利用數(shù)智協(xié)同、大數(shù)據分析等技術，對6大類59小類典型用戶資源進行全面收集整理和深入分類解析。

　　其中，資源管理全景駕駛艙這一應用“用數(shù)據說話”，助力各級管理者直觀了解資源數(shù)量、資源類型、資源分布等，實現(xiàn)公司總部、省公司兩級資源匯集管理、普查工作質效相關信息在線瀏覽，解決各省級資源庫互聯(lián)互通效果不佳、同類典型資源潛力分析能力不均衡等問題，提升了需求響應資源庫建設的工作效率和數(shù)據分析治理質量。

　　“可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”還對資源庫涵蓋的數(shù)據公共模型進行了標準化處理，按照用戶資源類型相同、字段含義相同的原則，總結抽象為59類用戶數(shù)據模型，并擴展出175類單一設備級數(shù)據模型，利用強化學習打造數(shù)據全息網絡，支撐普查計算類、分析展示類、輔助決策類應用及資源庫構建。

　　例如，針對樓宇建筑用戶大類，系統(tǒng)根據用戶屬性類別派生出大型商業(yè)綜合體這一小類，又根據用戶內部主要用電設備及可參與電網互動調節(jié)情況，衍生出集中式空調機組、變制冷劑流量多聯(lián)式空調系統(tǒng)、照明設備等單一設備級模型，并按照響應速度、響應時間分層分級設計了不同潛力計算數(shù)據參數(shù)項。通過“用戶級-單一設備級-潛力參數(shù)級”潛力普查設計邏輯體系，系統(tǒng)構建了典型用戶可調節(jié)資源種類圖譜，為數(shù)據接入、融合、治理提供了清晰鏈路，提升了數(shù)據挖掘分析的準確性和效率。

　　系統(tǒng)在省級電網應用成效顯著

　　目前，“可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”已接入公司經營區(qū)內13個省級電網的可調節(jié)負荷資源數(shù)據，覆蓋用戶約1.7萬戶，削峰響應容量和填谷響應容量分別達2990萬千瓦和1563萬千瓦。

　　“可調節(jié)負荷資源普查與容量核證分析系統(tǒng)”是供電公司開展電力需求響應業(yè)務的基礎支撐平臺。在應用平臺的供電公司，市場營銷專業(yè)的普查人員可以快速配置需求響應普查的權限、人員及普查清單。系統(tǒng)還支持自定義添加待普查用戶，普查人員可以通過在線錄入或選擇的方式快速完成用戶可調節(jié)資源普查。通過內置的統(tǒng)一可調節(jié)潛力計算校驗模型，可調節(jié)負荷資源潛力數(shù)值與相關數(shù)據都將得到實時計算校驗，普查人員可以在系統(tǒng)中看到實時可調節(jié)負荷資源的潛力信息以及本單位負荷資源潛力匯總信息等，大幅提升普查工作效率與資源潛力數(shù)據質量。

　　研究團隊將完善平臺應用，開展靜態(tài)與動態(tài)相結合的可調節(jié)負荷資源分析評估工作，加快系統(tǒng)功能迭代升級;擴大成果應用范圍，支撐公司總部及各省級電力公司資源庫建設，并為需求響應業(yè)務各主體開展可調節(jié)負荷資源數(shù)據分析及評價咨詢服務，讓需求響應資源管理更高效、用戶服務更智能。（陳珂 陳宋宋）