2.4 需求响应技术
目前,中国大陆在需求响应系统开发、试点项目实施过程中,借鉴了开放式自动需求响应(OpenADR)的有关内容,但更多的是立足国内现状,基于电网企业相关业务应用系统(如负控、用采等),建设需求响应平台,通过招募负荷聚合商等对电力用户侧负荷资源进行统一调控。同时,我国的需求响应机制和项目设计,多数情况下由政府主导,参与用户以工商业用户为主。无论是天津中新生态城需求响应试点项目,还是由北京、上海、佛山、苏州等地政府部门主导的相关项目,都取得了较好的效果,并带动了相应技术的开发。但受大陆电力体制和电价政策的约束,在需求响应机制和项目设计方面的研究进展相对缓慢,还远没有发展到完全依靠市场价格去实现需求响应的阶段[20]。
台湾在需求响应实施过程中,综合考虑了需求侧能源管理和分布式电源接入所起到的虚拟调峰作用,将需求响应资源、分布式电源(含储能)以及管理节能措施进行统一调配和优化管理。台电综研所、台湾成功大学等单位基于OpenADR开展了需求响应系统开发与项目试点,其中负荷聚合系统通过了美国OpenADR联盟的协议一致性测试,符合接入上层自动需求响应服务器(auto demand response
server,ADRS)的技术条件。
日本在实施需求响应过程中,依赖OpenADR开展系统建设,参与用户以居民和商业用户为主。日本依托京阪奈(京都府)、横滨智慧城市建设,将需求响应技术与其他系统融合,实现供需互动、削峰填谷和高效用能的目标。以商业设施、工厂、集合住宅和独立住宅为对象,实证了安装了太阳能发电系统、家庭能源管理系统(home energy management system,HEMS)和区域能源管理系统(central energy management system,CEMS),向需求方提示引导节电的电价方案和奖励措施,实施了国内最大规模的需求响应(demand response,DR)实验,使削峰等接近计划值的DR运行精度也得到提高。采用尖峰电价手法,实现最大削峰15.2%;通过面向楼群的需求响应实现削峰20%;通过智能楼宇能管系统(building energy management system,BEMS)、工厂能管系统(factory energy management system,FEMS),实现削峰约30%。此外,还研究并实证了电动汽车充放电环境下的DR,通过改善汽车导航的DR请求画面来提高削峰率,从电动汽车(electric vehicle,EV)充电管理系统向EV用户发出削峰和移峰的需求[21]。
韩国于2014年11月25日提出需求响应市场新规范,反映了从“可靠供电”到“高效用电”的能源规范转变。从传统的成本定价、集中发电、短期需求侧管理向基于需求和能效的动态定价、基于信息通信技术的需求侧响应、集中需求能效管理转变。市场开放6个月后,共有12个注册负荷聚合商,954个用户参与,1550 MW负荷得到验证测试。在需求响应市场中实施能够反映首尔都市区需求响应资源社会价值的区域定价法(容量+最大变化量成本法)。
2.5 信息通信技术
信息通信技术(information and communication technology,ICT)是促进电网建设和发展的重要支撑技术,中日韩在电力ICT技术发展过程中有共性,也有差异。
中国电网的骨干传输网光缆总长度已达到115.8万km,110(66) kV以上电压等级变电站光纤覆盖率达到100%,正逐步扩展延伸至35 kV变电站;终端通信接入网总体覆盖率为45.66%,其中10 kV PON网络光缆长度达到16.7万km,其他通信方式还包括电力线载波(power line carrier communication,PLC)、无线专网等,并将基于2G/3G/4G无线公网统一建设电力无线虚拟专网,承载运检、营销、基建、物资等电力业务。日本输变电通信网络主要采用自建光纤和微波,终端通信接入网已覆盖包括农网在内的全部配电网,目前正向用户侧延伸,以承载日益增加的分布式光伏、电动汽车、家庭智能用电等智能电网业务。其中,配网无线主要租用NTT DoCoMo、KDDI等运营商网络,PLC和IEEE 802.15.4 g主要用于HEMS和BEMS。韩国依托其在互联网基础设施,尤其是光纤资源的优势发展电力通信业务,并充分利用三星、LG等IT巨头的影响力,在应用层通信规约方面与ISO、IEC、IEEE、Zibgee等国际标准组织接轨,也提出了通信IP化和数据服务化的重要性。台湾地区的电力ICT技术应用相对滞后,也未设置独立的电力信息通信研究机构,但其提出的运用大数据与云计算技术提供用电增值服务的研究计划较具有前瞻性。
总体来看,中(含台湾)、日、韩的电力骨干通信网都已基本完善,目前各方建设的重点是配用电侧的终端通信接入网,中国大陆在顶层设计、统筹规划、标准制定等方面体现出了体制优势,因而在网络规模、覆盖率、多网融合等方面保持领先;各方对云计算、大数据、物联网、移动互联等ICT新技术的应用都处于探索阶段,由于我国政府“互联网+”以及公司全球能源互联网战略蓝图的提出,中国大陆已率先将新一代互联网技术付诸实践于能源电力领域,并提出ICT技术对电网发展由支撑到驱动再到引领的行动计划。