新能源電力系統中需求側響應技術應用及發展

林茸

摘 要目前化石能源正在逐漸地減少，而且氣候變化問題也變得非常嚴重，針對這種情況，發展新能源已經受到世界各國的廣泛關注。在日益復雜的電力系統背景下，能源形式及多方主體的用能形式越發多樣化，分布式電源的滲透率不斷增加。因此為了實現能源優化配置，減少能源傳遞過程中的能耗并實現能源梯級利用，在新能源電力系統中充分利用需求響應（DR）技術來提高電網發展適應性、安全可靠性及經濟穩定性是非常有必要的。本文就新能源電力系統中需求側響應技術應用及發展進行研究。

【關鍵詞】新能源電力系統 需求側響應 應用 發展

隨著我國國民經濟各方面的飛速發展，我國全社會電力消費量呈上升趨勢。然而我國單位國內生產總值能耗水平約為世界平均水平的2倍，是發達國家的3～11倍，“高消耗、低效益、高排放”式粗放的經濟增長方式沒有得到根本緩解。為了推動能源領域結構性改革，有效促進能源和信息深度融合，不僅需大力發展新能源技術，更應在新能源電力系統中充分應用需求響應（DR）技術。需求響應（DR）技術具有響應速度快、成本低、環境污染小等諸多優勢，同時還可以建立電力交易機制，以電價信號為經濟杠桿，影響用戶的用電行為，從而實現電網負載的削峰填谷，緩解用電緊張，維持電網穩定。

1 新能源電力系統中需求側響應技術

在新能源電力系統中充分利用需求響應（DR）技術，與電力系統中其他相關業務系統實現信息交互。通過收集需求側負荷信息，通過分析、編排組合和優化策略生成調控計劃和調控策略，將調控策略或負荷限額指令發送到前置采集和監視服務器，通過前置采集服務器發送給需求響應終端或相關的能源管理系統執行。自動需求響應技術還可通過營銷業務系統建設相應客戶檔案信息，同時記錄需求響應的實施效果。

1.1 兼容DR的綜合資源規劃技術

對于新能源電力系統而言，必須要綜合考慮供應側與需求側資源，并嚴格按照相關標準，實施綜合資源規劃，這樣就可以降低新能源發電規模化接入對電力系統所造成的不利影響，此外，還能夠為DR技術真正發揮其應有的作用提供很大幫助。在實際應用DR技術的時候，一定要對系統運行狀態自身的多樣性進行綜合考慮。

1.2 需求側負荷的協調優化控制技術

由于傳統能源與新能源在實際運行的過程中存在著一定的差異。因此具有不可控性，而運用DR技術就能夠是這一問題得到有效地解決。和集中調控方式相比，如果采用聚合方式接入的DR資源，一般所使用的控制技術就會更加的復雜。目前研究主要集中在單一DR資源的控制策略設計以及多種DR資源的協調配合這2個方面。對一些研究數據進行分析發現，如果合理的運用調控策略，那么將能夠有效的提升系統處理外部問題的能力。

1.3 新能源電力系統中DR的效益評價

通過合理地運用DR不僅可以為電力系統的運行提供安全保障，而且也能夠降低系統運行期間的能耗：對于電網企業而言，可以使新能源發電并網所造成的影響得到顯著的降低，此外，還使設備的利用率得到顯著的提升，進而為企業帶來更高的效益；與此同時，能夠使發電成本大幅下降，還可以有效地減少碳排放；對于用戶，通過積極地參與DR，將會使自身的電費支出大幅減少。就目前來看，在電力系統中合理的運用DR能夠帶來非常可觀的經濟效益。

1.4 新能源電力系統中DR的市場化運作機制

新能源電力系統中應用DR探索建立響應的靈活性資源的分時、實時價格體系和交易機制。DR技術不能會對電力系統的安全運行提供很大幫助，此外，還能夠為企業和社會帶來較高的經濟效益，因此，應當進行積極地推廣，這就需要借助完善市場化運作機制來實現。目前大部分DR示范項目均采用技術手段與商業運營機制相結合的方式，而市場化運作模式的選擇則與DR技術特點密切相關。總的來看，現有DR市場化運作機制主要包括基于價格與基于激勵2種類型。

2 發展及建議

2.1 完善發展電力系統技術

在符合電力負荷管理系統的安全防護要求下，實現需求響應主站與終端設備、智能交互終端與傳感采集設備之間通信，各種能源側及用能側監控系統接口交互，形成網絡互動和即時連接，實現可靠交互式供用電服務。首先針對電力系統雙側隨機性的特點，利用計算機系統對用戶的用電情況進行采集、梳理、總結，對局部輸電網規劃設計提出優化方案，進而在需求側盡可能減少不確定性；其次升級調度控制技術，提升電力系統調度能力，研發、升級相關軟件。

2.2 建立投資促進機制

不但要在技術層面進行創新，同時還需要得到政府機構的大力支持。首先對于電力系統而言，必須要做好相應的統籌規劃，積極地為DR項目進行融資，讓社會認識到項目的重要性，這樣才能夠獲得更多的資金來支撐項目的發展；其次建立投資補貼機制，以基金方式針對新能源并網的DR項目進行投資補貼；此外還可引入市場化項目投資機制，采用合同能源管理方式推動DR項目投資，建立風險與收益雙方均攤機制。

2.3 完善經濟補償機制，建立對DR資源提供輔助服務的補償機制，充分調動用戶參與的積極性

首先建立涵蓋DR技術的輔助服務分擔共享機制，適應新能源并網條件下系統調峰、調頻等輔助服務新要求，完善DR項目的輔助服務考核機制和補償機制；其次適時建立涵蓋DR技術的輔助服務市場，針對新能源并網運行特性，在條件成熟時建立供需雙向投標的輔助服務交易機制，在經濟蓬勃發展的前景下為DR的高速發展提供平臺。

3 總結

新能源電力系統中需求側響應（DR）技術強調信息和能量的雙向流動、強調能源的高效利用、強調用戶的主動參與程度。應用DR技術與其他相關業務系統實現信息交互、協同統籌管理，可有效克服新能源發電的間歇性問題，提高電網對新能源的利用效率；同時通過采集需求側負荷信息生成調控策略，合理規劃并引導用能，提高需求側用能的經濟性，實現源網荷互動與協同增效。因此，新能源電力系統中需求側響應（DR）技術具有廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]劉吉臻.大規模新能源電力系統建模與控制[M].北京：科學出版社，2014.

[2]張欽，王錫凡，王建學，等.電力市場下需求響應研究綜述[J].電力系統自動化，2008，32（03）：97-106.

作者單位

南瑞電力設計有限公司 江蘇省南京市 210000