背景

中國將力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。2021年3月15日主持召開中央財經(jīng)委員會第九次會議明確了實現(xiàn)碳達峰、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)具備四個方面的特性：一個趨勢、二個矛盾、三個價值、四個變化。

一個趨勢：

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)電具有隨機性、波動性。隨著風電、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、儲能、電動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，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)，是推動我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

兩個矛盾：

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

新能源消納矛盾日益突出。2030、2050新能源裝機分別達到17和30億千瓦，日最大功率波動將從目前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)度運行方式提出了極大挑戰(zhàn)。

三個價值：

經(jīng)濟價值——解決電網(wǎng)供需平衡問題：“三華"地區(qū)電網(wǎng)2019年最高負荷95%以上峰值負荷的利用小時數(shù)僅為5-81小時，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)濟地解決電網(wǎng)供需平衡問題。

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

客戶價值——實現(xiàn)用能優(yōu)化，降低用能成本：實現(xiàn)客戶用能優(yōu)化，降低能源消耗強度和總體用能成本。促進用戶對價格或者激勵信號做出響應(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，特高壓直流閉鎖風險加大。電網(wǎng)運行和穩(wěn)定控制方式發(fā)生重大改變。

負荷發(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）、儲能、電動汽車發(fā)展迅速，客戶從“無源"變?yōu)椤坝性?。一般工商業(yè)和居民負荷比重增加，空調(diào)負荷推高電網(wǎng)尖峰。

市場環(huán)境深刻變化：電力體制改革深入推進，電網(wǎng)盈利、輸配電價面臨嚴格監(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，維護用電秩序平穩(wěn)的管理工作。確保電網(wǎng)負荷高峰、發(fā)電能力不足時，民生、公共服務(wù)及重要用戶用電。

總體原則

開放性和擴展性

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)標準上實現(xiàn)開放，采用模塊化建設(shè)模式，采用通用軟件開發(fā)平臺，支持多種硬件平臺，具備良好的開放性和可移植性，適應(yīng)計算機技術(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立，但各個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)具備良好的擴展性，滿足軟件功能擴充等要求，系統(tǒng)可分期、分層建設(shè)，并可根據(jù)發(fā)展應(yīng)用需要進行平穩(wěn)完善和升級。

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)管理平臺的7×24小時不間斷、可靠運行，因此必須配備完善的可靠性措施設(shè)計，保證系統(tǒng)運行的高度可靠，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、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。

準確性和完整性

在系統(tǒng)實際運行中，終端數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性以及平臺數(shù)據(jù)處理的完整性應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)標準。

實用性和先進性

以實用為基礎(chǔ)，盡量采用技術(shù)成熟的產(chǎn)品，同時考慮系統(tǒng)的先進性，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)負荷資源（車間/產(chǎn)線/設(shè)備）的運行狀態(tài)及負荷數(shù)據(jù)，實時測算需求響應(yīng)能力并上報電力需求側(cè)實時管理系統(tǒng)平臺。

在電網(wǎng)啟動需求響應(yīng)時，平臺根據(jù)上報的需求響應(yīng)能力，智能分配負荷調(diào)控指標，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，并同時短信通知電力用戶；

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

需求響應(yīng)終端

基于國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)芯片的可調(diào)節(jié)負荷互動響應(yīng)終端；能夠接收可調(diào)節(jié)負荷互動響應(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

需求側(cè)管理平臺是為保障電力經(jīng)濟運行建設(shè)的電力綜合監(jiān)測管理平臺，主要目的是實現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟運行分析調(diào)節(jié)和能效管理等方面的一體化管控，實現(xiàn)“平時抓能效監(jiān)測，緊張保電力供應(yīng)"的管理目標。實現(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)。

負荷上報

負荷調(diào)峰預警