【国家电网】2024新型配用电荷侧灵活性数智化管控研究报告_39页_10mb

新型配用电网荷侧灵活性数智化管控总结

核心内容

新型配用电网呈现出显著的“双高双峰”和“双侧不确定性”的“三双”运行特性，亟需通过数智化技术提升其灵活性以应对源荷的不确定性。灵活性资源包括用户侧储能、5G通信基站、电动汽车、温控负荷、微电网等，这些资源具备潜力但需要通过智能技术实现高效无感调控。

主要观点

1. 灵活性资源的多样性

   • 储能系统可作为灵活性资源，尤其在电价差异大时进行削峰填谷。
   • 5G通信基站中的备用电池在电力系统停电时可作为灵活性资源，但平时使用率低。
   • 电动汽车，尤其是私家车，具备较大的灵活性潜力，但聚合响应技术难度较高。
   • 温控负荷，如空调，具有调节温度和运行模式的潜力，可显著降低负荷。

2. 数智化互动技术的重要性

   • 通过“云大物移智链边”等技术实现海量异构资源的接入和高效互动。
   • 能源聚合无感响应控制器集成了通信、计量、边缘计算、机器学习等技术，实现灵活调控。
   • 储能温控复合技术结合电池与变频空调，实现功率与能量的互补控制。
   • 车网融合技术通过V2G充电桩、EMS/BMS、AI大数据等技术实现电动汽车与电网的互动。

3. 挑战与解决方案

   • 新型配用电网面临灵活性资源信息交互难、调控难等问题。
   • 需要构建自跟踪、自适应的互动模型，提升调控效率。
   • 非侵入式终端与推演技术可实现最小化部署，降低设备成本。
   • 自适应技术通过就地调节和指令受控模式，实现功率因数优化和无功平衡。

关键信息

• 灵活性定义：配用电系统灵活性指在一定时空尺度和约束条件下，通过互动调控和拓扑切换，快速改变自身发电特性以平衡供需两侧功率与电能波动的能力。
• 约束条件：调控和拓扑切换应无感且成本低，避免对用户使用造成影响。
• 温控负荷：空调负荷调节潜力大，调节温度1℃可降低4%-10%的负荷，调节域和调节模式因用户类型而异。
• 用户侧储能：2024年电化学储能价格大幅下降，提前完成国家“十四五”规划目标，储能可参与灵活性调控。
• 5G通信基站：备用电池储存电量约5700万kWh，具备潜力但使用率低。
• 电动汽车：预计2040年保有量达3亿辆，储能潜力巨大，但聚合响应技术仍需探索。
• 微电网：可实现自平衡、自调度，提升配电网的灵活性，适用于工商业用户。
• 虚拟电厂：通过智能聚合和优化控制，形成大电厂，实现发电与用电的自我调节。
• 智慧能源综合管理平台：聚合多元资源，实现节能降损、多能互补和助力双碳目标。

典型应用

1. 温控协同技术

   • 建立基于模糊子集的温控负荷能效计算指标，实现空调的智能调节。
   • 利用相变材料（PCM）进行蓄冷，实现负荷调节与储能结合。

2. 车网融合技术

   • 通过V2G充电桩和EMS/BMS实现电动汽车与电网的双向互动。
   • 支持无功控制和四象限运行，提升电网稳定性。

3. 微电网·市场

   • 义乌虚拟电厂平台整合光伏、储能、照明、空调、电动汽车等资源，形成楼宇微网源荷储“内循环”及与电网互动“外循环”的双循环模式。
   • 某物流园通过光伏+储能+充电桩系统实现有序充电和V2G放电，优化配电网运行。

4. 微电网·园区

   • 余热回收利用：如空压机余热和热排风余热回收，降低冷热负荷。
   • 分布式光伏发电：整合园区屋顶和立面资源，优先供园区使用，富余电量储存。
   • 用户侧储能系统：实现能源生产与消费解耦，支持峰谷套利和备电。
   • 零碳数字化管理平台：识别排放源，完成碳排放核算与监测，实现碳减排资产交易。
   • 水蓄冷系统+空调群控：通过精准预测和多策略运行算法优化系统效能，节省用能成本。

建设成效

• 电网故障离网运行：在电网故障情况下，系统可离网运行2小时。
• 削峰填谷能力：光伏和储能系统可削峰2.0MW，储能可填谷0.75MW。
• 节能降损：年节约电费达116万元，25年可产生绿电3193.4万kWh。
• 碳减排：减少碳排放8686吨，助力实现碳中和目标。

总结

新型配用电网灵活性数智化管控通过整合多种灵活性资源，结合先进的数智化技术，提升了电网的适应性和稳定性。未来需进一步突破技术瓶颈，实现更高效的调控和更广泛的资源聚合，以支持双碳目标的实现。