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背景

中國將力爭于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2021年3月15日主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議明確了實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的基本思路和主要舉措。其中構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，為我國能源清潔低碳轉(zhuǎn)型指明了方向。

新型電力系統(tǒng)具備四個(gè)方面的特性：一個(gè)趨勢、二個(gè)矛盾、三個(gè)價(jià)值、四個(gè)變化。

一個(gè)趨勢：

大規(guī)模新能源接入催生電網(wǎng)“雙高"“雙峰"新特征。電能是新能源最為便捷高效的利用方式。而新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性。隨著風(fēng)電、光伏等大規(guī)模接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)高比例可再生能源、高比例電力電子設(shè)備的“雙高"特征，以及用電需求冬、夏“雙峰"特征。電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)生深刻變化 。

終端各類用電用能形態(tài)不斷涌現(xiàn)推進(jìn)電氣化水平提升。我國終端電氣化率呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等交互式能源設(shè)施快速發(fā)展，各種新型用能形式不斷涌現(xiàn)。構(gòu)建能源資源大范圍優(yōu)化配置平臺(tái)，打造支撐我國大規(guī)模新能源開發(fā)利用的核心物理基礎(chǔ)，是推動(dòng)我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

兩個(gè)矛盾：

電網(wǎng)季節(jié)性尖峰負(fù)荷增長。2020年“三華"地區(qū)各省最大負(fù)荷95%以上尖峰持續(xù)時(shí)間7-60小時(shí)，97%以上尖峰持續(xù)時(shí)間僅為20多小時(shí)，通過調(diào)峰電廠及配套電網(wǎng)投資約2850億元，將會(huì)造成較嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

新能源消納矛盾日益突出。2030、2050新能源裝機(jī)分別達(dá)到17和30億千瓦，日最大功率波動(dòng)將從目前1億多千瓦上升至2030年4億千瓦、2050年12億千瓦；這對傳統(tǒng)的“源隨荷變"的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式提出了極大挑戰(zhàn)。

三個(gè)價(jià)值：

經(jīng)濟(jì)價(jià)值——解決電網(wǎng)供需平衡問題：“三華"地區(qū)電網(wǎng)2019年最高負(fù)荷95%以上峰值負(fù)荷的利用小時(shí)數(shù)僅為5-81小時(shí)，通過調(diào)峰電廠的方式緩解調(diào)峰壓力，相關(guān)電廠及配套電網(wǎng)建設(shè)投入約為2850億元。而實(shí)施同等效果需求響應(yīng)的年成本約為20億元左右，可以顯著降低系統(tǒng)高峰供電壓力，更加經(jīng)濟(jì)地解決電網(wǎng)供需平衡問題。

環(huán)保價(jià)值——促進(jìn)新能源消納：能夠改變用戶傳統(tǒng)用電方式，有利于需求側(cè)電力負(fù)荷與供給側(cè)新能源出力曲線的趨同，促進(jìn)新能源的規(guī)模化發(fā)展應(yīng)用，對于減少傳統(tǒng)化石能源利用、保護(hù)環(huán)境具有重要意義。

客戶價(jià)值——實(shí)現(xiàn)用能優(yōu)化，降低用能成本：實(shí)現(xiàn)客戶用能優(yōu)化，降低能源消耗強(qiáng)度和總體用能成本。促進(jìn)用戶對價(jià)格或者激勵(lì)信號(hào)做出響應(yīng)，參與電力需求響應(yīng)和現(xiàn)貨交易，增加客戶收入。

四個(gè)變化：

電源發(fā)生深刻變化：常規(guī)發(fā)電建設(shè)緊縮，清潔能源發(fā)電裝機(jī)持續(xù)快速增長。新能源大量替代傳統(tǒng)火電，電力系統(tǒng)慣量水平下降（英國8.9大停電重要原因）。電源清潔比例上升、調(diào)節(jié)能力下降、不穩(wěn)定性增加。

電網(wǎng)發(fā)生深刻變化：電力主干網(wǎng)架從超高壓向特高壓演變。中東部電源受入比例不斷增大，傳統(tǒng)調(diào)節(jié)能力有限，特高壓直流閉鎖風(fēng)險(xiǎn)加大。電網(wǎng)運(yùn)行和穩(wěn)定控制方式發(fā)生重大改變。

負(fù)荷發(fā)生深刻變化：客戶側(cè)分布式發(fā)電（分布式光伏、冷熱電一體化）、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車發(fā)展迅速，客戶從“無源"變?yōu)椤坝性?。一般工商業(yè)和居民負(fù)荷比重增加，空調(diào)負(fù)荷推高電網(wǎng)尖峰。

市場環(huán)境深刻變化：電力體制改革深入推進(jìn)，電網(wǎng)盈利、輸配電價(jià)面臨嚴(yán)格監(jiān)審，傳統(tǒng)投資模式難以持續(xù)。市場化交易日益靈活，現(xiàn)貨交易迫在眉睫，用戶參與度極大提升。

需求側(cè)管理是平抑電力供需缺口的重要手段：有序用電，依法控制部分用電需求，維護(hù)用電秩序平穩(wěn)的管理工作。確保電網(wǎng)負(fù)荷高峰、發(fā)電能力不足時(shí)，民生、公共服務(wù)及重要用戶用電。

總體原則

開放性和擴(kuò)展性

采用主流的技術(shù)和產(chǎn)品都應(yīng)滿足開放性的要求。在底層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上實(shí)現(xiàn)開放，采用模塊化建設(shè)模式，采用通用軟件開發(fā)平臺(tái)，支持多種硬件平臺(tái)，具備良好的開放性和可移植性，適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的需求。

系統(tǒng)的各功能可以保持相對獨(dú)立，但各個(gè)子模塊必須符合相關(guān)技術(shù)條件和數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約的要求，為保證投資效益，系統(tǒng)應(yīng)具備良好的擴(kuò)展性，滿足軟件功能擴(kuò)充等要求，系統(tǒng)可分期、分層建設(shè)，并可根據(jù)發(fā)展應(yīng)用需要進(jìn)行平穩(wěn)完善和升級(jí)。

安全性和可靠性

軟硬件資源需要保障太原市電力需求側(cè)管理平臺(tái)的7×24小時(shí)不間斷、可靠運(yùn)行，因此必須配備完善的可靠性措施設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的高度可靠，充分考慮關(guān)鍵應(yīng)用的可靠性要求，包括數(shù)據(jù)庫、主機(jī)、應(yīng)用部署、網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)配備多種高可靠性方案。

準(zhǔn)確性和完整性

在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，終端數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性以及平臺(tái)數(shù)據(jù)處理的完整性應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)用性和先進(jìn)性

以實(shí)用為基礎(chǔ)，盡量采用技術(shù)成熟的產(chǎn)品，同時(shí)考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性，保證系統(tǒng)技術(shù)水平和應(yīng)用水平滿足未來三到五年內(nèi)的應(yīng)用需要。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

需求響應(yīng)終端持續(xù)監(jiān)測工業(yè)用戶可調(diào)負(fù)荷資源（車間/產(chǎn)線/設(shè)備）的運(yùn)行狀態(tài)及負(fù)荷數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)測算需求響應(yīng)能力并上報(bào)電力需求側(cè)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)平臺(tái)。

在電網(wǎng)啟動(dòng)需求響應(yīng)時(shí)，平臺(tái)根據(jù)上報(bào)的需求響應(yīng)能力，智能分配負(fù)荷調(diào)控指標(biāo)，通過需求響應(yīng)終端下發(fā)需求響應(yīng)事件至信息交互終端，并同時(shí)短信通知電力用戶；

用戶對需求響應(yīng)事件進(jìn)行決策，并通過交互設(shè)備反饋平臺(tái)決策結(jié)果，若選擇參與則由用戶下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)整方案，生產(chǎn)員工調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備以滿足負(fù)荷調(diào)控指標(biāo)。

需求響應(yīng)終端

基于國產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)芯片的可調(diào)節(jié)負(fù)荷互動(dòng)響應(yīng)終端；能夠接收可調(diào)節(jié)負(fù)荷互動(dòng)響應(yīng)系統(tǒng)主站（需求響應(yīng)服務(wù)系統(tǒng)或需求響應(yīng)聚合系統(tǒng)主站）下發(fā)的事件信息，并與電力用戶所屬的用電設(shè)備（系統(tǒng)）、智能終端設(shè)備以及能源管理系統(tǒng)等信息交互，實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備信息互聯(lián)互通，滿足電力需求響應(yīng)、用能優(yōu)化等功能。

需求響應(yīng)管理平臺(tái)

需求側(cè)管理平臺(tái)是為保障電力經(jīng)濟(jì)運(yùn)行建設(shè)的電力綜合監(jiān)測管理平臺(tái)，主要目的是實(shí)現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析調(diào)節(jié)和能效管理等方面的一體化管控，實(shí)現(xiàn)“平時(shí)抓能效監(jiān)測，緊張保電力供應(yīng)"的管理目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)用電管理的“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、專業(yè)化"，為電力用戶提供電能管理或?qū)Ｓ没泄芊?wù)。

負(fù)荷上報(bào)

負(fù)荷調(diào)峰預(yù)警