肖偉棟 劉 耀 蔣純冰 張 吉 劉曉華△ 彭 放

(1.國家電網(wǎng)有限公司華北分部,北京;2.清華大學,北京;3.國家電網(wǎng)有限公司大數(shù)據(jù)中心,北京)

0 引言

數(shù)據(jù)作為新的生產(chǎn)要素,正在改變?nèi)鐣纳a(chǎn)生活方式[1]。能源產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術(shù)融合發(fā)展是新時代推動我國能源產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的重要引擎[2]。新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵[3]。伴隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進[4],電力系統(tǒng)迫切需要借助于先進的計算機技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)更新和提升電力技術(shù)監(jiān)督手段[5],以保障新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行[6]。云計算、大數(shù)據(jù)、電力物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計算等“云大物移智鏈邊”數(shù)字化新興技術(shù)為電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了有力支持[7]。

建筑部門是電力系統(tǒng)重要的終端用戶,也是造成碳排放的主要責任領(lǐng)域之一,建筑相關(guān)用能(含建造和運行)約占我國社會總能耗的1/3[8]。為促進建筑節(jié)能,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2007年發(fā)布《關(guān)于加強國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實施意見》[9],要求對建筑能耗數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測,作為建筑能源審計、節(jié)能診斷和節(jié)能改造等工作的重要依據(jù)。2010年起,隨著能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示工作在全國的展開,國家根據(jù)各地工作進展,陸續(xù)支持具備條件的省市建立能耗監(jiān)測平臺。2011年7月,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部組織編制并印發(fā)了《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)上報規(guī)范》,用以指導各省(市)級監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳工作,規(guī)范部級監(jiān)測系統(tǒng)和省(市)級監(jiān)測系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)容、方式和格式,保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性、完整性和準確性。2017年1月,為進一步規(guī)范省級公共建筑能耗監(jiān)測平臺與部級監(jiān)測平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸,強化數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部修訂印發(fā)了《省級公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)上報規(guī)范》,省級公共建筑能耗監(jiān)測平臺的政策文件體系初步健全。在人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的推動下,建筑也正邁向信息化和智能化[10]。

數(shù)據(jù)對電力系統(tǒng)運行、對建筑節(jié)能工作推進等均具有重要意義,也是重要的研究熱點。建筑數(shù)據(jù)方面,李懷等人總結(jié)了我國建筑智能化系統(tǒng)應(yīng)用的現(xiàn)存問題,指出多數(shù)智能化系統(tǒng)有數(shù)據(jù)記錄功能,但無自動分析功能,大量極具價值的運行數(shù)據(jù)無法有效用于指導運行[11]。劉伊生等人對建筑全壽命周期內(nèi)多源異構(gòu)的用能數(shù)據(jù)展開敘述,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有獲取渠道來源多樣,統(tǒng)計口徑不統(tǒng)一,無法獲取目標用能信息[12]。劉燁等人對民用建筑現(xiàn)狀指標數(shù)據(jù)調(diào)研分析發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有微觀數(shù)據(jù)存在采集數(shù)據(jù)不統(tǒng)一、能源邊界不一致、數(shù)據(jù)不互通共享等問題[13]。電網(wǎng)數(shù)據(jù)方面,國網(wǎng)北京市電力公司提出了基于“云邊”協(xié)同技術(shù)的能源數(shù)據(jù)知識挖掘和基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)知識共享框架[14],形成了以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐,電網(wǎng)、天然氣、供水、交通等其他網(wǎng)絡(luò)緊密耦合的復雜多網(wǎng)流系統(tǒng)[15]。廣西電網(wǎng)為滿足企業(yè)進行數(shù)據(jù)交互、統(tǒng)一開發(fā)與應(yīng)用的需求,提出了電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享應(yīng)用平臺架構(gòu)設(shè)計,以提供數(shù)據(jù)信息作為主要服務(wù)[16]。文獻[17]對電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用進行了綜述,并研究了數(shù)據(jù)共享對相關(guān)利益者的價值和風險。文獻[18]從電力零售的角度提出了電力側(cè)和用電側(cè)交易的數(shù)據(jù)共享機制,說明了數(shù)據(jù)共享可以降低能源交易中的不確定性,從而提高決策盈利能力。文獻[19]系統(tǒng)地梳理了數(shù)據(jù)共享中確權(quán)和隱私保護2個關(guān)鍵問題,為可信的數(shù)據(jù)開放共享提供了根本保障。

如何實現(xiàn)建筑與電力系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)協(xié)同、數(shù)據(jù)共享,對更好地滿足建筑用戶的使用需求[20]、更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)[21]、更好地促進新型電力系統(tǒng)的源荷有效互動[22]等具有重要意義。但當前尚未形成以促進源荷互動為目標的數(shù)據(jù)共享模式或機制。為此,本文聚焦于如何實現(xiàn)電力系統(tǒng)與建筑等用戶側(cè)的數(shù)據(jù)共享和源荷互動,對建筑用電側(cè)和電力供應(yīng)側(cè)用電數(shù)據(jù)的監(jiān)測與應(yīng)用現(xiàn)狀進行調(diào)研,分析建筑與電網(wǎng)互動模式與互動機制的現(xiàn)狀,并從技術(shù)、市場與運行機制3個維度提出相應(yīng)的發(fā)展需求和政策建議,以期為建筑能源系統(tǒng)的革新和未來建筑-電網(wǎng)友好互動提供有益參考。

1 用電數(shù)據(jù)監(jiān)測與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 建筑用電側(cè)

建筑側(cè)用能數(shù)據(jù)通常來自于建筑能耗監(jiān)測平臺,在分類分項能耗采集的基礎(chǔ)上(耗電量主要分為照明插座用電、供暖空調(diào)用電、動力用電、特殊用電[23]),集能耗監(jiān)測、統(tǒng)計分析、能效評估與節(jié)能優(yōu)化等功能模塊為一體[24]。通過建筑能耗數(shù)據(jù)及其他相關(guān)信息的采集,不僅可以使建筑用戶掌握能源系統(tǒng)運行情況,還可以幫助建筑物管理者對能源系統(tǒng)的低效率、準故障進行診斷,例如為暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化運行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。據(jù)不完全統(tǒng)計,多個省市已對1.1萬余棟公共建筑(共2.4億m2)開展了能耗動態(tài)監(jiān)測平臺建設(shè),監(jiān)測計量點超過11萬個[25],如表1所示。

表1 部分省市公共建筑能耗監(jiān)測平臺運行狀況調(diào)研結(jié)果

在建筑能耗監(jiān)測管理平臺建設(shè)基礎(chǔ)上,對于系統(tǒng)維護及數(shù)據(jù)的挖掘與應(yīng)用方面尚存在提升空間,如何使平臺數(shù)據(jù)發(fā)揮出更大價值也是值得探索的問題。另一方面,建筑用能數(shù)據(jù)監(jiān)測多是對單個建筑、建筑群的能耗監(jiān)測,未來需要進一步回答如何將建筑自身監(jiān)測目標與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)目標之間有效銜接的問題。

1.2 電力供應(yīng)側(cè)

電力系統(tǒng)對用戶側(cè)用電數(shù)據(jù)建立了完備的計量采集體系,例如國家電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)是對用戶的用電信息進行實時采集、處理和監(jiān)控的系統(tǒng),是智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)的重要基礎(chǔ)和用戶用電信息的重要來源,為智能用電服務(wù)提供基礎(chǔ)用電信息數(shù)據(jù),實現(xiàn)營銷業(yè)務(wù)的智能化應(yīng)用,構(gòu)建電網(wǎng)不同用戶之間的能量流、信息流、業(yè)務(wù)流的實時互動,系統(tǒng)框架如圖1所示。至今采集系統(tǒng)累計接入智能電能表5.2億只、采集終端4 600余萬臺,覆蓋率和采集成功率均達99%以上[36]。未來國家電網(wǎng)智能物聯(lián)電能表還將實現(xiàn)與客戶的用能互動和能效管理,支持國家分時電價政策執(zhí)行,支撐電費實時結(jié)算需要,支持與用戶互動。

圖1 電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集架構(gòu)

為提升能源數(shù)據(jù)匯聚、管理和應(yīng)用效率,國家電網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心建設(shè)了“數(shù)據(jù)中臺”,用以提供“數(shù)據(jù)接入”“大數(shù)據(jù)計算存儲”“數(shù)據(jù)分析”“統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)”“數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理”“數(shù)據(jù)運營管理”六大功能服務(wù),以打破數(shù)據(jù)壁壘,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享融通,推進公司用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)驅(qū)動存量業(yè)務(wù)優(yōu)化與新興業(yè)務(wù)培育等。

從電力系統(tǒng)對用戶側(cè)用電數(shù)據(jù)的采集發(fā)展現(xiàn)狀來看,數(shù)據(jù)監(jiān)測和采集是為了服務(wù)于用戶的用電計量。如何將電力系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)與未來電力系統(tǒng)需求的源荷互動目標相結(jié)合,如何在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需求下推動電力用戶的計量數(shù)據(jù)發(fā)揮更大的作用,也是值得探索的重要問題。

2 建筑-電網(wǎng)互動模式

“雙碳”目標和新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要建筑與電網(wǎng)之間進行友好互動,電網(wǎng)互動型能效建筑(grid-interactive efficient buildings,GEB)采用智能技術(shù)提供柔性負荷需求,優(yōu)化能源成本,以滿足電網(wǎng)和用戶的需求和偏好[37]。當前建筑參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)、響應(yīng)電網(wǎng)供需關(guān)系變化的有效途徑通常有電力需求側(cè)響應(yīng)(以下簡稱需求響應(yīng))及其衍生的負荷聚集商與虛擬電廠3種模式。

2.1 需求響應(yīng)

需求響應(yīng)是指電力用戶根據(jù)市場的價格信號或激勵機制主動調(diào)整用電方式的市場參與行為[38],以保證系統(tǒng)運行的安全性和可靠性[39],同時提高終端用電效率,實現(xiàn)節(jié)能降耗。2010年,國家發(fā)展改革委印發(fā)《電力需求側(cè)管理辦法》[40],支持和激勵電網(wǎng)企業(yè)和用戶主要在電力領(lǐng)域開展需求側(cè)管理;2015年,國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于完善電力應(yīng)急機制做好電力需求側(cè)管理城市綜合試點工作的通知》[41],首次突出了需求響應(yīng)對提升城市電力應(yīng)急保障能力的作用;2016年,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》[42],指出要大力提高需求側(cè)響應(yīng)能力;2017年,國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、國務(wù)院國資委、國家能源局六部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于深入推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革 做好新形勢下電力需求側(cè)管理工作的通知》[43],結(jié)合新形勢和新任務(wù),對2010年發(fā)布的《電力需求側(cè)管理辦法》進行修訂,在原基礎(chǔ)上擴展范圍,明確推進工業(yè)、建筑等領(lǐng)域電力需求側(cè)管理。

近年來,隨著樓宇能源系統(tǒng)的智能化發(fā)展,建筑領(lǐng)域成為電力需求側(cè)管理的重要應(yīng)用場景。公共建筑中可調(diào)節(jié)負荷主要有空調(diào)、電蓄熱、照明、儲能等,可控性較強;居民住宅中可調(diào)節(jié)負荷主要有分散式空調(diào)、電熱水器、電冰箱、電動汽車等,單個用戶通常功率小、分布分散,但數(shù)量龐大、靈活性較高。閻俏等人將建筑內(nèi)用電負荷按可參與需求響應(yīng)的程度進行了分類,建立了集中空調(diào)系統(tǒng)柔性調(diào)控策略的響應(yīng)能力計算模型,提出了一種綜合響應(yīng)能力雙層優(yōu)化決策方法[44]。程杉等人計及建筑蓄熱能力,提出了考慮綜合需求響應(yīng)的樓宇綜合能量優(yōu)化管理方法[45]。袁金斗等人提出了樓宇可調(diào)節(jié)負荷樹狀普查體系,在云管邊端的物理架構(gòu)下設(shè)計了樓宇可調(diào)節(jié)負荷參與電力需求響應(yīng)的信息交互規(guī)范[46]。

2.2 負荷聚集商

建筑-電網(wǎng)交互往往有容量門檻和調(diào)節(jié)性能要求,建筑可調(diào)節(jié)負荷體量小、不確定性大,而且不同建筑之間的負荷差異也很大,單一建筑用戶難以滿足準入條件。為了給閑置的中小負荷提供參與市場調(diào)節(jié)的途徑,負荷聚集商作為一種專業(yè)化負荷側(cè)資源管理模式,整合分散的用戶需求響應(yīng)資源并將其引入市場交易[47]。

建筑負荷聚集商負責匹配電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求和建筑調(diào)節(jié)能力,需要配置電力市場交易算法、建筑可調(diào)節(jié)潛力評估算法、建筑收益分配算法等,以滿足對電網(wǎng)管理平臺的交易需求,對建筑的調(diào)節(jié)目標拆解下發(fā)、效果檢測、效益分配等需求[48],基于建筑負荷聚集商的電力交互模式如圖2所示。此外,負荷聚集商平臺還會根據(jù)建筑的特性和需求提供柔性改造服務(wù),催生新的業(yè)態(tài)。魏震波等人基于納什討價還價理論,對負荷調(diào)峰效果、負荷聚集商出清能力等因素進行量化并作為不同博弈主體的談判籌碼,提出了計及聯(lián)盟內(nèi)部博弈的負荷聚集商優(yōu)化運營策略[49]。

圖2 基于建筑負荷聚集商的電力交互模式

2.3 虛擬電廠

虛擬電廠是電力需求響應(yīng)的創(chuàng)新模式,將分布式發(fā)電、需求側(cè)響應(yīng)和儲能等資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制,響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得分散資源更經(jīng)濟、高效地參與輔助服務(wù)市場,參與邀約響應(yīng)項目,充分發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓作用[50]。該技術(shù)的核心是建立在高效、安全和雙向交互的通信體系上,通過各類優(yōu)化算法對虛擬電廠內(nèi)的組成元素進行調(diào)度控制,實現(xiàn)供電側(cè)和用電側(cè)的靈活互動,其組成架構(gòu)如圖3所示。

將建筑尤其是大體量的公共建筑打造成電網(wǎng)中的虛擬電廠,是非常有潛力的用戶側(cè)調(diào)節(jié)資源創(chuàng)新模式。自2016年起,上海市積極開展國家級需求側(cè)管理示范項目“上海黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范項目”,投入日常運行的公共建筑130幢,面積達627萬m2[51]。虛擬發(fā)電資源潛力主要來源為集中空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、生活用水及新風系統(tǒng)負荷,虛擬發(fā)電機資源模型注冊了550個可調(diào)資源(其中空調(diào)資源占比74%,其他資源占比26%)。從試點情況來看,黃浦區(qū)商業(yè)建筑峰值負荷削減潛力巨大,單體建筑最大負荷削減可達25%,全部建筑平均負荷削減達到10%(持續(xù)4 h),10%的商業(yè)建筑具備分鐘級自動需求響應(yīng)能力。2018年至今,虛擬電廠累計發(fā)電調(diào)度超過1 200幢次,累計響應(yīng)削峰負荷超200 MW。

3 建筑-電網(wǎng)互動機制

從用戶響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度的動機角度來看,建筑-電網(wǎng)互動機制可以分為兩大類:基于價格的需求響應(yīng)和基于激勵的需求響應(yīng)[52],如圖4所示。

圖4 建筑-電網(wǎng)互動機制

3.1 價格機制

基于價格的需求響應(yīng)互動機制是指終端消費者直接面對多種價格信號并自主改變固有用電模式,主要包括:分時電價、實時電價、尖峰電價[53]。

1) 分時電價。

分時電價是一種有效反映電力系統(tǒng)不同時段供電成本差別的電價機制。可根據(jù)不同時段劃分為峰谷電價,根據(jù)不同日期劃分為豐枯電價[54],根據(jù)不同季節(jié)劃分為季節(jié)電價。我國峰谷分時電價制度出現(xiàn)于20世紀80年代,直至2003年國家發(fā)展改革委下發(fā)《關(guān)于運用價格杠桿調(diào)節(jié)電力供求促進合理用電有關(guān)問題的通知》[55]后分時電價得到全面推廣。

2) 實時電價。

實時電價是一種動態(tài)定價機制,更新周期可以達到1 h或者更短,能反映短期內(nèi)生產(chǎn)電能的成本,包含日前實時電價機制和日內(nèi)實時電價機制[56]。實時電價能夠彌補分時電價當系統(tǒng)出現(xiàn)短期容量短缺時不能給予用戶進一步削減負荷的激勵的不足。此外,實時電價的更新周期是確定電價體系時的一個重要考慮因素,周期越短,則電價的杠桿作用發(fā)揮越充分,但對技術(shù)支持的要求也越高。目前,國外實時電價的更新周期最短可達5 min,而我國仍處于實時電價理論研究和電力市場建設(shè)初期。

3) 尖峰電價。

尖峰電價是在分時電價和實時電價的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的動態(tài)電價機制[57],在峰時段電價基礎(chǔ)上向上浮動部分電價,上浮的電價比例稱為疊加尖峰費率。2021年7月國家發(fā)展改革委通知建立尖峰電價機制,上浮比例不低于20%,其疊加的尖峰費率可以反映電力系統(tǒng)的真實供電成本。

截至2021年,我國已在29個省市實施了分時電價機制[58],各地普遍按日劃分峰、平、谷時段,執(zhí)行峰谷分時電價,部分省市在此基礎(chǔ)上增加了尖峰時段。上海等地按季劃分為夏季、非夏季。然而過去大部分省市長時間未進行分時時段劃分調(diào)整,缺乏動態(tài)調(diào)整機制,存在時段劃分不夠準確、峰谷電價價差偏小等問題,缺乏對需求側(cè)調(diào)節(jié)的作用。2021年8月,國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于進一步完善分時電價機制的通知》[59],要求各地完善峰谷電價機制,強化尖峰電價、深谷電價機制與電力需求側(cè)管理政策的銜接協(xié)同,充分挖掘需求側(cè)調(diào)節(jié)能力,上年或當年預(yù)計最大系統(tǒng)峰谷差率超過40%的地方,峰谷電價比原則上不低于4∶1,其他地方原則上不低于3∶1,并建立尖峰電價機制,尖峰電價在峰段電價基礎(chǔ)上上浮比例原則上不低于20%。受此新政影響,各省市結(jié)合電力系統(tǒng)凈負荷特性,均對分時電價時段劃分和峰谷電價差進行調(diào)整,適當增大了電價差,并建立了定期動態(tài)調(diào)整機制,加強與現(xiàn)貨電能量市場的銜接。另外山東省提出在容量市場運行前,參與現(xiàn)貨電能量市場的發(fā)電機組容量補償費用從用戶側(cè)收取,并參考現(xiàn)貨電能量市場分時電價信號,探索基于峰荷責任法的容量補償電價收取方式,引導電力用戶削峰填谷[60]。

3.2 激勵機制

基于激勵的需求響應(yīng)互動機制是指在電力系統(tǒng)的安全性受到威脅或穩(wěn)定裕度低于標準值時,采用直接補償或電價折扣的方式來激勵和引導用戶及時調(diào)整負荷、優(yōu)化用電行為。其中主要包括兩類激勵模式[52],分別是:基于計劃的激勵模式,包括直接負荷控制、可調(diào)度負荷控制;基于市場的激勵模式,用戶上報可調(diào)節(jié)容量范圍、時段等信息,或參與市場競價,在得到調(diào)度指令后及時調(diào)節(jié)負荷,包括需求側(cè)競價、容量市場項目、輔助服務(wù)項目、緊急需求響應(yīng)。

目前,基于計劃的邀約激勵模式相對較多,多地省政府根據(jù)管理辦法類、指導意見類文件要求,出臺本省實施方案類、電力價格類、電力市場類政策。政府、電網(wǎng)公司提前與用戶或者負荷聚集商簽訂約定實施響應(yīng)、實時需求響應(yīng)等協(xié)議,然后在接收信號后進行邀約確認、響應(yīng)執(zhí)行、響應(yīng)監(jiān)測、執(zhí)行終止、效果評估、補貼發(fā)放等。在實施方案及細則中,對邀約激勵項目的申請條件、實施流程、基線負荷、補償標準、補償資金來源進行明確,其中典型補償標準匯總?cè)绫?所示。

4 發(fā)展需求與政策建議

建筑與電力系統(tǒng)交互的意義在于用電側(cè)需求和供電側(cè)能力的信息互通與資源優(yōu)化配置,但是目前建筑與電網(wǎng)間的互動方式尚不能充分發(fā)揮建筑實時參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的作用,規(guī)?；植际劫Y源的物理節(jié)點分散、信息獲取困難、利益主體眾多,其聚合互動輔助電力系統(tǒng)運行還需要破解諸多技術(shù)瓶頸[69],比如:安全通信網(wǎng)絡(luò)承載海量異構(gòu)終端的低時延信息互動問題、電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度及靈活資源間的協(xié)同控制問題、用戶參與電力市場體系的商業(yè)互動模式問題等。

4.1 發(fā)展需求

1) 技術(shù)方面。

電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型將融合多專業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。一是大規(guī)模靈活資源優(yōu)化配置、運行調(diào)控策略與電網(wǎng)運行控制等理論研究與實踐應(yīng)用有待深入;二是需求響應(yīng)資源雙向互動技術(shù)、通信技術(shù)、能效管理系統(tǒng)及終端等技術(shù)和標準需要進一步完善;三是需求響應(yīng)能力評估、效益評估等相關(guān)技術(shù)仍然欠缺,利用先進的數(shù)字化技術(shù),加強對可調(diào)節(jié)資源的監(jiān)測、分類、預(yù)測和展示,利用海量多維數(shù)據(jù)進行智能決策、自動執(zhí)行決策等,使得需求響應(yīng)更加實時、智慧、可靠。

2) 市場方面。

需求響應(yīng)是電力需求側(cè)管理在競爭性電力市場下的新發(fā)展,良好的市場化機制是需求響應(yīng)資源融入市場、參與電力系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)。我國電力市場建設(shè)還處于初期階段,尤其是現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等建設(shè)尚在起步探索階段,缺乏完整成熟的市場體系和運行機制支撐需求響應(yīng)資源價值的開發(fā)。因此,應(yīng)加快推動將需求響應(yīng)納入電力市場,探索建立科學合理的定價機制,健全包括尖峰電價、中斷補償、將用戶側(cè)資源納入輔助服務(wù)市場等在內(nèi)的需求側(cè)響應(yīng)激勵機制。

3) 運行機制方面。

一是用戶市場意識有待培育;二是缺乏較為成熟的商業(yè)模式,負荷聚集商或電力用戶可獲得的經(jīng)濟收益期待值有限;三是缺乏健全的需求響應(yīng)市場運行機制,各類市場主體的角色不明晰,參與渠道仍未完全暢通;四是目前需求響應(yīng)地區(qū)發(fā)展不平衡,缺乏可復制、可推廣的電力需求響應(yīng)市場建設(shè)方案。

4.2 政策建議

1) 支持數(shù)據(jù)平臺建設(shè)與長效數(shù)據(jù)治理。

不斷加快需求響應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,對接電力業(yè)務(wù)系統(tǒng)、負荷聚集商系統(tǒng)等,支持虛擬電廠、中低壓用戶等多種主體參與。實施響應(yīng)全流程管理和線上辦理。深化需求響應(yīng)大數(shù)據(jù)分析,在響應(yīng)潛力挖掘、響應(yīng)行為分析、行業(yè)用電趨勢預(yù)測等領(lǐng)域深化大數(shù)據(jù)應(yīng)用,為政策制定、發(fā)展規(guī)劃等提供支撐,科學指導需求響應(yīng)工作。因此,應(yīng)加強支持需求響應(yīng)數(shù)據(jù)平臺建設(shè),并采取監(jiān)督體制保障數(shù)據(jù)長效治理。

2) 統(tǒng)一部署及組織實施。

需求響應(yīng)試點過程中,由于缺乏統(tǒng)一的標準規(guī)范,各需求響應(yīng)服務(wù)商的業(yè)務(wù)流程、需求響應(yīng)基線負荷計算方法不一致,需求響應(yīng)產(chǎn)品制造商所生產(chǎn)的需求響應(yīng)系統(tǒng)、終端等接口型式不一、通信協(xié)議多樣,這對需求響應(yīng)業(yè)務(wù)監(jiān)管、需求響應(yīng)系統(tǒng)互聯(lián)互通、需求響應(yīng)產(chǎn)品檢測認證等造成了極大影響,既無法提高需求響應(yīng)業(yè)務(wù)的運行水平,又直接阻礙了需求響應(yīng)業(yè)務(wù)的規(guī)?；l(fā)展。因此,亟需加快開展需求響應(yīng)領(lǐng)域標準化工作,從標準體系入手,通過研究不斷完善電力需求響應(yīng)標準體系框架,促使國內(nèi)產(chǎn)學研相關(guān)單位在標準制(修)訂、驗證等環(huán)節(jié)相互協(xié)作,推動國內(nèi)需求響應(yīng)業(yè)務(wù)更好、更快地發(fā)展。

3) 完善市場化長效機制。

電價是激勵用戶改變用電結(jié)構(gòu)、調(diào)整用電方式的根本手段。在不完全競爭的電力市場下,我國現(xiàn)行的單一制電價或分時分類電價機制,使得大量用戶群體對電價的敏感度較低,且各類用戶電價交叉補貼嚴重,導致電力資源的極大浪費。因此需要研究不同的電價政策對用戶群體行為的影響,建立適應(yīng)需求響應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟模型和電價敏感度模型,更重要的是研究適合市場競爭、準確反映電力供需變化的完善電價機制,加大激勵力度,擴大實施范圍,引導和激勵電力用戶參與電力需求側(cè)管理。

5 結(jié)論

未來新型電力系統(tǒng)中,源荷互動成為智能電網(wǎng)發(fā)展和建筑能源系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如何實現(xiàn)建筑與電力系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)協(xié)同、數(shù)據(jù)共享,對促進新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要意義。本文對目前建筑與電網(wǎng)的互動模式與機制展開了研究,主要結(jié)論如下:

1) 建筑側(cè)能耗管理平臺的建設(shè)與平臺上留存的數(shù)據(jù)如何更好地發(fā)揮其價值還有待進一步探索,未來也需要進一步回答如何將建筑自身監(jiān)測目標與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)目標之間有效銜接的問題。

2) 新型電力系統(tǒng)需要重新認識電力需求側(cè)對供需平衡的重要作用,目前建筑與電網(wǎng)間的互動方式主要表現(xiàn)為基于價格/激勵的需求響應(yīng),不能充分發(fā)揮建筑實時參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的作用,互動輔助電力系統(tǒng)運行還需要破解數(shù)據(jù)安全通信、優(yōu)化調(diào)度、商業(yè)模式等諸多技術(shù)瓶頸。

3) 電力系統(tǒng)中用戶的用電數(shù)據(jù)與電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之間如何有效共享、有效整合,還需要新的模式和機制,應(yīng)進一步在整合電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶、電能服務(wù)公司等的用電數(shù)據(jù)資源方面發(fā)展新的利用方式,真正實現(xiàn)源荷互動,在滿足建筑等電力用戶需求的基礎(chǔ)上更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)目標。