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新能源及节能技术

需求背景

为顺应全球绿色低碳发展潮流，我国提出了“碳达峰、碳中和”的能源发展目标。为此，构建清洁、低碳、安全高效的新型电力系统，推进电力源网荷储一体化和多能互补，成为当今能源系统发展的主要方向。综合能源系统集成电、热、天然气等多种能源，可以实现能源的互联，有效降低系统的碳排放量，解决严重的“弃风弃光”现象。

综合能源系统具有多重不确定性，环境条件，负荷需求，能源价格等因素都会影响系统的运行。以风电和光伏为代表的可再生能源出力具有随机性、间歇性、波动性等特点，其大规模并网对当地电力系统和综合能源系统的稳定，安全，高效的运行带来了挑战。企业从负荷侧需求响应开展研究，积极引导各种负荷参与需求响应，既可以提高新能源的消纳比例，又可以保障系统的稳定运行。此外中国的新能源汽车产业一直在增长，不断迈上新台阶。经过这几年的发展，目前，中国的新能源汽车渗透率已超过10%，预计到2025年会突破30%，如此高比例的可再生能源汽车的充电将会给综合能源系统带来不确定因素。

企业研究如何利用负荷侧需求响应来实现“削峰填谷”，保证系统稳定运行，同时提高新能源的消纳比例是亟待解决的问题。

国内需求响应（乃至世界其他国家）的主流还是在工商业用电，居民需求响应仅能够“锦上添花”。工商业用电基数大，电力需求曲线较为规律，需求集中好管理，便于进行调节控制。相比之下，居民用电零散、基数小，每户能贡献的响应负荷一天也就几度电，收益少。居民用电能进行的需求响应不保证天天都有，需要有专门的负荷聚合商，对成百上千家庭的需求响应统一管理，这一步就需要较高的技术门槛和设备成本。即便接入负荷聚合商，居民用电也有较强的不确定性，有居民强行开启负载的风险，同时大量居民的信息保护问题也不可忽视。

需解决的主要技术难题

基建成本高：需求响应的效果评估除了需要精确的计量，还需要准确的数据传输，计量设备和在线监测系统是需求响应的两个重要技术支撑。目前我国各地的需求响应在线监测设备由电网公司或负荷集成商投资为用户安装及维护，需求响应在线监测系统由政府和电网公司投资建设。随着需求响应的推进和发展，建立和完善需求响应系统，仍需在计量设备的安装及维护、数据的传输及维护方面投入大量资金成本。

市场化程度低：现阶段我国的需求响应大多依赖于政府政策补贴，且以奖励为主，缺少罚款机制，对需求响应执行效果造成了一定的制约，不能体现需求响应的市场化本质。缺少实时和分时电价，峰谷电价的价差不够大，无法吸引到最有潜力的储能等需求侧资源

自动化程度待提高：我国的需求响应发展还处在半自动需求响应阶段，需求响应的自动化还未真正实现。智能化终端、通讯技术、自动需求响应系统等均有待进一步的研究和开发。

机制待完善：目前执行的大部分需求响应项目以约定形式开展，部分实时需求响应也远未达到自动化水平，对电网起到一定的削峰作用，但其响应速度慢、响应效果存在不确定性，调峰能力欠佳；需求响应在“填谷”（尤其是消纳新能源）方面的作用还有待开发。

新能源汽车充电管理：新能源汽车具有无序和有序充放两种模式。新能源汽车的无序充放可能拉大综合能源系统用电负荷的峰谷差；而有序充放电则可有目的地控制其充放时间及能量，从而起到削峰填谷的效果，如何通过电价等条件引导用户进行有序充电，积极参数负荷需求响应是亟待解决的技术问题。

期望实现的主要技术目标

1. 充分唤醒负荷侧沉睡资源，引导客户优化用电负荷，促进源、网、荷、储友好互动，增强电网应急调节能力，参与需求响应的负荷以“虚拟电厂”的身份参与到综合能源系统中，吸引大量的储能资源，预计将新型储能装机容量增加30%左右。与此同时，新能源汽车将实现有序充电，作为综合能源系统中灵活的储能资源，参与系统“调峰削谷”，电网基本具备5%以上的尖峰负荷响应能力。

2. 需求侧响应可以作为售电公司的一项增值业务。售电公司通过收集用户的用电数据，对不同用电设备进行精细化管理，为用户提供智能化、个性化的用电与节电服务。同时售电公司可作为负荷集成商，打包资源参与需求侧响应项目，以此获得额外收益，预计收益将提高10%以上。

3. 支持、激励各类电力市场参与方开发和利用需求响应资源，提供有偿调峰、调频等服务，逐步形成占年度最大用电负荷3%左右的需求侧机动调峰能力，保障非严重缺电情况下的电力供需平衡。

4. 新能源的消纳比例大幅提高，“弃风弃光”现象减少，直至消失，预计新能源发电量将占用电总量的40%以上，同时碳排放量将降低20%左右。

需求解析

解析单位：江苏省徐州市 解析时间：2023-03-15

孟庆才

徐州市发明协会

副会长

综合评价

1.基建成本高：需求响应的效果评估除了需要精确的计量，还需要准确的数据传输，计量设备和在线监测系统是需求响应的两个重要技术支撑。目前我国各地的需求响应在线监测设备由电网公司或负荷集成商投资为用户安装及维护，需求响应在线监测系统由政府和电网公司投资建设。随着需求响应的推进和发展，建立和完善需求响应系统，仍需在计量设备的安装及维护、数据的传输及维护方面投入大量资金成本。 2.市场化程度低：现阶段我国的需求响应大多依赖于政府政策补贴，且以奖励为主，缺少罚款机制，对需求响应执行效果造成了一定的制约，不能体现需求响应的市场化本质。缺少实时和分时电价，峰谷电价的价差不够大，无法吸引到最有潜力的储能等需求侧资源自动化程度待提高：我国的需求响应发展还处在半自动需求响应阶段，需求响应的自动化还未真正实现。智能化终端、通讯技术、自动需求响应系统等均有待进一步的研究和开发。 3.机制待完善：目前执行的大部分需求响应项目以约定形式开展，部分实时需求响应也远未达到自动化水平，对电网起到一定的削峰作用，但其响应速度慢、响应效果存在不确定性，调峰能力欠佳；需求响应在“填谷”（尤其是消纳新能源）方面的作用还有待开发。

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