曾鳴:基于能源互聯(lián)網(wǎng)平臺的供給側(cè)改革與需求側(cè)響應(yīng)

發(fā)布時(shí)間: 2016-05-10   來源:中國電力企業(yè)管理

  實(shí)現(xiàn)能源供需的高度協(xié)調(diào)匹配是能源領(lǐng)域供給側(cè)改革的核心目標(biāo)之一,這意味著實(shí)施供給側(cè)改革的過程中必須重視需求側(cè)響應(yīng)的關(guān)鍵作用。在能源互聯(lián)網(wǎng)的支撐下,綜合能源服務(wù)解決方案將是踐行供給側(cè)改革、推動(dòng)需求側(cè)響應(yīng)的關(guān)鍵手段,也是未來各類能源公司的發(fā)展重點(diǎn)。

  逐步降低高污染、不可再生資源比例,建立以新能源為主的能源供應(yīng)體系,這既是淘汰落后產(chǎn)能、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的主要推動(dòng)力,也是改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的唯一途徑。因此,能源體系的供給側(cè)改革已經(jīng)刻不容緩。那么,關(guān)注供給側(cè)改革是否就意味著可以放棄需求側(cè)呢?其實(shí)不然,只有供給需求雙側(cè)協(xié)調(diào)配合才能實(shí)現(xiàn)上述供給側(cè)改革目標(biāo),因此需求側(cè)響應(yīng)是實(shí)現(xiàn)供給側(cè)改革目標(biāo)的關(guān)鍵手段之一。同時(shí),作為供給側(cè)改革與需求側(cè)響應(yīng)的關(guān)鍵支撐平臺,能源互聯(lián)網(wǎng)將是促成供需有效匹配的重要工具,其落腳點(diǎn)則是綜合能源服務(wù)解決方案。

  需求側(cè)響應(yīng)是實(shí)現(xiàn)供給側(cè)改革目標(biāo)的關(guān)鍵手段之一

  在我國能源系統(tǒng)的發(fā)展過程中,一直將能源需求作為一種剛性需求,各個(gè)能源行業(yè)的發(fā)展也基本遵循著“擴(kuò)張保供”的思路,這一點(diǎn)在電力行業(yè)尤其明顯:當(dāng)電力供需矛盾突出時(shí),單純增加發(fā)電裝機(jī)和輸配電容量來滿足日益增長的用電需求,同時(shí)輔助以有序用電、負(fù)荷控制等行政手段來減少高峰用電負(fù)荷。然而,我國的能源革命不僅要關(guān)注開源,更要關(guān)注節(jié)流,統(tǒng)籌兼顧全部資源的合理配置。因此要實(shí)現(xiàn)從無限滿足電力需求走向有限(合理)滿足電力需求的思維轉(zhuǎn)變,改變依靠增加能源供應(yīng)來滿足需求增長的傳統(tǒng)模式。在這方面,需求側(cè)響應(yīng)將起到重要作用。

  第一,實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)有利于轉(zhuǎn)變電力供給側(cè)發(fā)展方式。在傳統(tǒng)的發(fā)展模式下,為保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)滿足高峰用電負(fù)荷,主要的方法是在供給側(cè)增加調(diào)峰容量、擴(kuò)建電網(wǎng)輸配容量來滿足短暫的尖峰負(fù)荷。然而,傳統(tǒng)模式的投資成本較大,電網(wǎng)和電廠的資產(chǎn)利用效率、投資回報(bào)率都較低,這種只注重供給側(cè)改革卻忽略需求側(cè)資源的做法會(huì)帶來大量的資源浪費(fèi)。因此要從根本上轉(zhuǎn)變單純依靠擴(kuò)大供給規(guī)模來滿足電力需求的思路,充分調(diào)用供需兩側(cè)資源。具體來講,就是在用戶側(cè)實(shí)施需求側(cè)響應(yīng),削減或轉(zhuǎn)移用戶的部分高峰負(fù)荷并降低峰谷差,從而減少系統(tǒng)對新增發(fā)電容量和輸配電系統(tǒng)擴(kuò)容的需求。這樣做既可以提高現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)備的利用效率,同時(shí)還能提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性,并節(jié)省土地、資金、人力等多種關(guān)鍵社會(huì)資源。因此實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)能夠幫助調(diào)整電力供給側(cè)發(fā)展方式,把有限的資源投入到真正需要的地方。

  第二,實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)有利于調(diào)整電力供給結(jié)構(gòu)。能源消費(fèi)和供給革命要求我們必須將傳統(tǒng)的化石能源供應(yīng)體系逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉垂?yīng)體系,能源供給的思路也要由“有什么供應(yīng)什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆裁春霉?yīng)什么”。目前,風(fēng)電和太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電的“逆負(fù)荷”特性帶來了嚴(yán)重的消納難題。以我國西北地區(qū)為例,風(fēng)電出力在夜間達(dá)到高峰,卻正好遇到負(fù)荷低谷而無法消納,白白浪費(fèi)了大量珍貴的風(fēng)資源。因此為配合供給側(cè)改革的“低碳化”,應(yīng)當(dāng)積極實(shí)施需求側(cè)響應(yīng),設(shè)計(jì)合理的價(jià)格及激勵(lì)機(jī)制,配合分布式、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等靈活的需求側(cè)響應(yīng)資源,引導(dǎo)用戶負(fù)荷主動(dòng)追蹤可再生能源發(fā)電出力,從而在大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電并網(wǎng)的背景下提高供需雙側(cè)的匹配度,顯著降低“逆負(fù)荷”特性給可再生能源發(fā)電消納帶來的不利影響。因此,實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)能夠幫助協(xié)調(diào)能源供需平衡,促進(jìn)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整。

  第三,實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)有利于提高能源供給側(cè)的精細(xì)化管理水平。需求側(cè)響應(yīng)資源的開發(fā)和利用關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的優(yōu)化、能源效率的提升。實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)后,能源供應(yīng)商能夠通過大數(shù)據(jù)分析、用電診斷、信息挖掘等手段掌握用戶的用能特點(diǎn)、負(fù)荷發(fā)展特性等,從而針對不同用戶提供更為個(gè)性化的用能服務(wù)模式。因此,實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)能夠使能源供給更為精細(xì)化,使能源供給與用戶的實(shí)際用能需求更為貼合。 綜上所述,未來應(yīng)當(dāng)把需求側(cè)響應(yīng)資源作為一種與供應(yīng)側(cè)對等的系統(tǒng)資源,不斷開拓創(chuàng)新,將需求響應(yīng)思維滲透到系統(tǒng)運(yùn)行的每一個(gè)環(huán)節(jié)和每一個(gè)參與者,從而倒逼能源供給側(cè)變革,倒逼能源部門轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,倒逼企業(yè)提升能源管理水平。在能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下,需求側(cè)響應(yīng)對供給側(cè)改革的推動(dòng)作用將變得更加明顯。

  能源互聯(lián)網(wǎng)對供給側(cè)改革及需求側(cè)響應(yīng)的支撐作用

  作為一個(gè)跨領(lǐng)域且不斷演化的概念,能源互聯(lián)網(wǎng)目前還沒有一個(gè)普遍認(rèn)可的定義。然而將互聯(lián)網(wǎng)思想引入能源產(chǎn)業(yè)后,能源互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)我國不同能源行業(yè)之間、能源行業(yè)與其他行業(yè)之間的深度融合,從而能夠在最大程度上提高各行業(yè)對化石能源的利用效率,充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的樞紐作用,從而提高清潔能源在終端能源消費(fèi)的比重,進(jìn)而改變我國能源消費(fèi)和供應(yīng)的基本模式,理順我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與能源消費(fèi)的相互關(guān)系。因此,能源互聯(lián)網(wǎng)對能源革命的推動(dòng)作用目前已得到了社會(huì)各界的廣泛認(rèn)可,作為能源革命的重要環(huán)節(jié),能源互聯(lián)網(wǎng)對供給側(cè)改革及需求側(cè)響應(yīng)的促進(jìn)作用也十分明顯,這主要體現(xiàn)在以下三方面:

  一是推動(dòng)以用戶為中心的發(fā)展思維轉(zhuǎn)變。目前受到自然壟斷特性影響,我國能源行業(yè)的資源集中度高、市場競爭意識較弱,能源領(lǐng)域長期以來按照“跑馬圈地”的粗放式、擴(kuò)張式的發(fā)展模式,對用戶的實(shí)際用能需求考慮較少。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及理念的迅速發(fā)展,將改變現(xiàn)有的能源系統(tǒng)架構(gòu)及運(yùn)營模式,轉(zhuǎn)變成與更多消費(fèi)者互動(dòng)的集中式能源輔以大量分布式能源的能源網(wǎng)絡(luò),這將產(chǎn)生新的利益區(qū)塊,催生多元化的新商業(yè)模式和投資機(jī)會(huì),吸引更多投資者進(jìn)入。現(xiàn)有能源體系的封閉、壟斷結(jié)構(gòu)將被徹底打破,新的能源體系將從以供給主體為中心徹底轉(zhuǎn)向以用戶需求為中心。在新形勢下,各能源企業(yè)只有更好地滿足用戶能源需求、解決用戶的用能難題、提供系統(tǒng)的能源服務(wù)解決方案,才能繼續(xù)占據(jù)能源產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)權(quán)。同時(shí)用戶的需求側(cè)響應(yīng)將進(jìn)一步擴(kuò)大為用戶的綜合用能管理,這是綜合能源服務(wù)解決方案的重要組成部分,配合分布式能源、微網(wǎng)、儲(chǔ)能等設(shè)備,用戶將既是“生產(chǎn)者”也是“消費(fèi)者”,這也要求能源互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營商要拓寬思路,逐步提供定制化能源管理服務(wù)、設(shè)備維護(hù)服務(wù)、節(jié)能服務(wù)等增值服務(wù)。

  二是推動(dòng)廣域內(nèi)能源的協(xié)調(diào)及優(yōu)化配置。在能源互聯(lián)網(wǎng)開放、互聯(lián)、對等、分享的特征影響下,系統(tǒng)運(yùn)營商能夠以用戶需求為導(dǎo)向,在規(guī)劃階段就充分考慮未來的系統(tǒng)運(yùn)營需求,以分布式能源、微網(wǎng)等分散式能源模塊與大規(guī)模風(fēng)電、光伏等集中能源模塊相協(xié)調(diào)為基礎(chǔ),打造一個(gè)多主體共贏互利的生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)廣域內(nèi)能源的協(xié)調(diào)及優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)能量的梯級優(yōu)化利用,為未來能源系統(tǒng)“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

  三是推動(dòng)多種類能源橫向跨界融合與優(yōu)勢互補(bǔ)。在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的運(yùn)營模式下,各個(gè)能源種類之間處于相對割裂的狀態(tài)。能源互聯(lián)網(wǎng)能夠打破這種現(xiàn)存的能源界限,統(tǒng)籌考慮一次能源和二次能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、建設(shè)、改造和技術(shù)升級,實(shí)現(xiàn)各類用能網(wǎng)絡(luò)的無縫對接及其在運(yùn)行控制和管理維護(hù)上的高度智能化管理,達(dá)到各類能源網(wǎng)絡(luò)整合、能源綜合利用以及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的目標(biāo),從而在系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)整個(gè)能源利用體系的橫向“多能互補(bǔ)”和縱向“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”協(xié)調(diào)。

  綜上所述,能源互聯(lián)網(wǎng)將有效整合現(xiàn)有能源供需雙側(cè)的規(guī)劃、運(yùn)行等系統(tǒng)要素,將是支撐供給側(cè)改革及需求側(cè)響應(yīng)的重要支撐手段。當(dāng)具體落實(shí)到用戶端時(shí),未來能源互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)運(yùn)營商應(yīng)當(dāng)為用戶提供綜合能源解決方案,以充分發(fā)揮這種支撐作用。

  綜合能源服務(wù)解決方案的框架與基本模式

  綜合能源服務(wù)解決方案是在一定區(qū)域及范圍內(nèi),綜合能源服務(wù)商或能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營商全面考慮用戶端能源供用特征,依托微網(wǎng)端、分布式能源端的智能控制系統(tǒng),滿足用戶包括電、熱、油、氣等在內(nèi)的多種能源需求的用能方案。

  綜合能源服務(wù)解決方案的基本框架

  綜合能源服務(wù)解決方案主要包含電源側(cè)、智能控制側(cè)及用戶側(cè)三個(gè)部分。

  電源側(cè):能源互聯(lián)網(wǎng)的電源供應(yīng)主要由分布式清潔能源和部分用于調(diào)峰的柴油機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組組成,為網(wǎng)絡(luò)中的用戶提供能源供應(yīng)。

  智能控制側(cè):在能源互聯(lián)網(wǎng)框架下,主要依靠微網(wǎng)將電源與用戶直接相連,同時(shí)需要在微網(wǎng)上架構(gòu)一個(gè)智能控制中心協(xié)調(diào)整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行,在電源側(cè)實(shí)現(xiàn)分布式清潔能源與調(diào)峰機(jī)組之間的互補(bǔ)協(xié)調(diào),同時(shí)配合儲(chǔ)能電池的有序充放電,通過發(fā)掘用戶的需求側(cè)響應(yīng)資源,使用戶端的負(fù)荷能夠主動(dòng)追蹤清潔能源發(fā)電出力。

  用戶側(cè):用戶端的負(fù)荷控制主要通過需求側(cè)響應(yīng)、用電診斷等工具來實(shí)現(xiàn)??刂浦行膶槊總€(gè)用戶提供一份詳細(xì)的用能方案,幫助用戶減少電網(wǎng)用電、增加自發(fā)自用電。

  綜合能源服務(wù)解決方案的運(yùn)營模式

  整個(gè)綜合能源服務(wù)解決方案的運(yùn)營過程主要包括以下幾個(gè)步驟:

  步驟一:在系統(tǒng)運(yùn)營商的控制下,系統(tǒng)的能源供應(yīng)主要由電源側(cè)的分布式發(fā)電來提供,配合儲(chǔ)能設(shè)備的有序充放電,提高出力功率的穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性。

  步驟二:當(dāng)電源側(cè)的功率注入微網(wǎng)后,由智能控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)中的潮流分布和走向,同時(shí)負(fù)責(zé)發(fā)布微網(wǎng)兩端的電力供需信息,并計(jì)算得到不同用戶的優(yōu)化用電方案。微網(wǎng)控制單元的運(yùn)行也由綜合能源服務(wù)商來管控。

  步驟三:用戶側(cè)使用微網(wǎng)網(wǎng)端傳來的電能,用戶按照智能控制系統(tǒng)制定的優(yōu)化用電方案來錯(cuò)峰用電和儲(chǔ)能,實(shí)現(xiàn)供需雙向協(xié)調(diào)。

  步驟四:智能控制系統(tǒng)根據(jù)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、用戶用電彈性、用戶需求側(cè)響應(yīng)特性等數(shù)據(jù),預(yù)測第二日的負(fù)荷曲線,制定微網(wǎng)小范圍的能源調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃。

  上述內(nèi)容是綜合能源服務(wù)解決方案的基本運(yùn)營模式,然而由于不同的地理?xiàng)l件、生活習(xí)慣對用戶的用能行為特征都會(huì)產(chǎn)生影響,因此在具體實(shí)施時(shí),綜合能源服務(wù)商還應(yīng)當(dāng)因地制宜地對上述運(yùn)營模式做針對性的修改。

  綜合能源服務(wù)商的具體職責(zé)

  綜合能源服務(wù)商(或者叫系統(tǒng)運(yùn)營商)是綜合能源服務(wù)解決方案的核心和紐帶,在整個(gè)能源服務(wù)的過程中至關(guān)重要。綜合能源服務(wù)商的職責(zé)主要有以下三點(diǎn):

  投資者:綜合能源服務(wù)商是整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的投資方,需要投資電源側(cè)、智能控制側(cè)、用戶側(cè)的硬件設(shè)施及軟件設(shè)施,為開展多項(xiàng)能源服務(wù)打下基礎(chǔ)。

  運(yùn)營者:綜合能源服務(wù)商負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行方案設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)控等,是實(shí)現(xiàn)多能源系統(tǒng)之間、多種能源之間互補(bǔ)協(xié)調(diào)的關(guān)鍵。

  經(jīng)營者:通過對整個(gè)綜合能源服務(wù)的投資及運(yùn)營,綜合能源服務(wù)商可獲取電費(fèi)、供暖費(fèi)用、信息服務(wù)費(fèi)用等利潤。


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