利用新兴市场和发展中经济体的数字化实现建筑需求响应（英）

在 新兴市场和发展中经济体启用需求 建筑物的反应 国际能源代理 IEA检查了 IEA成员 IEA协会 全光谱能源问题 国家: 国家: 包括石油、天然气和煤炭供应和 澳大利亚奥地利 阿根廷巴西 需求,可再生 获得能源， 丹麦 印度尼西亚 需求方 爱沙尼亚 肯尼亚 管理和 芬兰 摩洛哥 更多。通过 法国 塞内加尔 它的工作，IEA Germany 新加坡 倡导的政策 希腊 南非 将增强 匈牙利 泰国 可靠性、可负担性和可持续性其能量31成员国,11协会国家和超越。 爱尔兰意大利韩国立陶宛 乌克兰 卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙瑞典瑞士蒂尔基耶共和国 本出版物和任何 UnitedKingdom 此处包含的地图是没有偏见 美国 地位或主权任何领土，到国际划界边界和边界以任何领土的名义， 欧洲 城市或地区。 委员会也参与IEA的工作 能源技术,电力市场,能源效率, 比利时中国 加拿大埃及 捷克共和国印度 Japan 资料来源：国际能源机构。国际能源署 网站：www.iea.org Abstract 建筑物的电力需求将在新兴和发展中强劲增长经济，受生活水平提高、能源获取改善和电器的广泛所有权。这种增长不仅意味着 平均功耗增加，但峰值负载也增加。如果不受管理， 这些新负载可能会对电网产生重大影响，威胁到电网的安全电力供应。 智能使用电器可能会引发额外的效率提升和领先以降低整体能耗。连接时，一些电器 还可以通过启用需求响应来为系统提供灵活性。数字化可以改变新的电器从负担 系统以灵活的负载源，有助于提高能源安全。但是，尽管数字技术在能源系统转型中具有潜力，但在 在新兴和发展中，他们的发展仍然存在许多障碍经济。 本报告探讨了建筑物中的数字化如何为电力带来价值使用需求响应的系统。最佳实践、案例研究和政策针对新兴市场和发展中经济体的建议 旨在帮助政策制定者、监管机构和系统运营商解锁在建筑物中部署数字技术的多种网格优势。 目录 背景…………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………5 Rising生活标准and脱碳政策升压电气化of建筑物在 EMDE…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………5 智能柔性负载管理在建筑物could最小化影响上the网格and 支持系统弹性5 值of数字化7 消费者are采取a更多活动角色在能源管理…………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………7 数字技术can解锁a更宽范围of网格服务7 数字化makes数据上仪表后面资源可访问8 使用数字化在建筑物9 智能HVAC系统提供相当大的需求方灵活性在建筑物9 Other电气荷载在建筑物can还be灵活已操作使用数字技术10 案例研究：印度12 数字化在建筑物改进灵活能源需求管理12 Policy15 基础设施方面干预措施15 Recommendations16 Rate设计改进16 Recommendations17 消费者侧干预措施……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………17 Recommendations18 背景 生活水平的提高和脱碳政策促进建筑电气化EMDE 建筑物的电力需求将在新兴市场强劲增长， 发展中经济体(EMDE)由于生活水平提高，能源增加获得和广泛的电器所有权。此外， 脱碳和清洁空气政策促进供暖电气化和逐步淘汰用于烹饪的传统生物质。 IEA估计，在既定政策情景(STEPS)下，能源 在2021年至2050年之间，EMDE的冷却需求将增长近四倍，而对于电加热来说，它将增加一倍以上。全球大部分的增长 冷却需求将来自EMDE，其中空调(AC)所有权是显著低于发达经济体(例如，非洲7%与 在美国接近100%)。在印度等国家，住宅建筑物占全国用电量的四分之一，空气空调正在成为能源需求增长的最大单一来源在建筑物中。 这种增长不仅意味着平均功耗的增加，而且 也在峰值负荷中。住宅空调机组尤其引起电力需求晚上人们回家的时候激增，巨大的需求 由更频繁的全球变暖相关的极端温度引起的波动事件可能会给电力系统带来进一步的压力。 如果不受管理，这些新负载可能会在 高峰消费时间，威胁电力安全。在东南亚，对于 例如，空间冷却可能在2040年占峰值需求的近30%，与2018年的10%相比。 建筑物中的智能柔性负载管理 可以最大限度地减少对电网的影响和支持系统弹性 智能使用电器可能会引发额外的效率提升和领先降低整体能源使用。相关的节能潜力是 在数字化广泛采用的建筑中尤其重要 可以减少30％至40％的能源消耗。连接时，一些电电器(例如供暖、通风、空调和热水)可以 还通过启用需求响应利用来为系统提供灵活性。 根据电力系统的需要，它们的负载可以转移、脱落或向上或向下调制，有助于降低峰值负荷和 频率调节。灵活性通常通过智能仪表来利用 与价格信号相关(如使用时间关税)或通过向消费者付款直接参与需求响应计划。 数字化可以将新的电气设备从系统负担转变为 灵活的负载源，有助于提高能源安全。然而，尽管潜在的数字技术为转型中的电力系统提供了额外的成本阻碍了对EMDE的投资。 虽然数字化需求响应策略在 拥有先进电力市场的司法管辖区，它们也可以发挥重要作用在建筑部门电气化和分布式可变可再生的EMDE中 能源(VRE)部署正在迅速推进。 更高的VRE渗透率需要新的电源系统 灵活性。智能建筑和连接设备，可优化使用因此，以电网互动和节能的方式响应需求 迅速出现，因为它们有可能减轻新电气的影响 网格上的负载以及更好地集成VRE源的情况越来越多已确认。 例如，在东盟地区，智能建筑的数量可能超过 到2026年，400万，比2021年的130万机队增加了三倍。在这个在快速增长的环境下，政策制定者应制定有针对性的数字化 战略，以确保正确的技术正在部署和提供在电力系统价值链的各个层面都有好处。 数字化的价值 消费者在能源管理 将数字化应用于柔性负载是增强未来电力的关键途径系统，对用户和系统整体的价值涵盖多个 维度。 第一个维度是可扩展性到任何级别的聚合。数字技术先进的数据分析可实现数百万分布式负载的汇集 具有不同的技术特征，允许系统操作员使用它们作为聚合的能源资源。 世界各地的各种需求响应计划涉及大量配备智能电表的家庭，让消费者有机会通过降低特定期间的用电量来降低电费 小时/天。在英国，超过100万个家庭参加了国家电网2022年11月至 2023年3月，电网期间耗电量减少2.9GWh以上- 应变事件以换取经济激励。 易于处理的面向消费者的应用程序或网站通常伴随着这些计划，使参与者能够跟踪他们的能源和成本节约。在 法国，Ecowatt应用程序充当电力“天气”预测并发送警报用户自愿减少电网紧张天数的消耗。presentinga 简单的教育界面，该应用程序已下载超过250万倍，2022/23年冬季电力系统大幅增加 有风险。虽然在此期间没有发出警报，但RTE估计信号将有助于将晚间高峰需求减少多达5吉瓦。 在EMDE中也可以考虑引入自动警报发送系统以帮助避免或缩短停电。消费者将收到手机通知要求他们在电力负载峰值时减少消耗。 数字技术可以解锁更广泛的范围网格服务 数字化提供的价值的另一个维度是可控性of连接设备，允许消费者管理他们的电力 消费，否则它将在很大程度上超出他们的控制范围。System- 广泛，远程控制灵活负载的能力有助于确保配电网可靠性。 此外，可控性提供的新的灵活性服务可以 monetised，为电网和能源公用事业创造额外的收入流。它是然而，有必要有条件来聚合最终用户的灵活性。 例如，由服务提供商运营的虚拟发电厂是一个越来越广泛的数字解决方案来聚合分布式发电，存储和需求响应作为单个资源从网格的 透视。 在澳大利亚，一个涉及1000户家庭的试点虚拟发电厂项目减少了 峰值需求高达27%，并导致参与者能源节省30% bills.Virtualpowerplantsthushaveconsiderablepotentialtoemergingincountries 分布式发电正在迅速部署(例如印度和人民中华民国[以下简称“中国”]，许多项目正在演示）。 自动需求响应，其中公用事业直接控制负载 消费端，也是一种选择。在发展中国家，电压 波动是一个常见的问题，智能电表可以通过以下方式帮助改善电能质量在过度波动时自动切断电力供应， 延长电器的使用寿命。 数字化使数据在背后- 可访问的电表资源 数字化还为用户和运营商提供了更多可见性在系统上。智能电表和分布式能源资源管理等技术 系统可以密切监测仪表后面的能源需求资源。 智能电表收集的数据可以在低电压下提供更多的可见性网络，揭示最终用户的负载模式和不断增长的消费者意识到自己的消费。例如，印度的eMARC倡议是旨在为政策制定者和分销公司提供有关住宅的信息 家庭用电量，并提供相应的数据通过在线仪表板。 更进一步，学习算法可以利用数据来预测消费者 行为，利用生活方式因素制定量身定制的负荷控制策略，以避免不必要的能源使用。 在建筑物中使用数字化 智能HVAC系统提供了可观的建筑物的需求方灵活性 供暖，通风和空调（HVAC）系统是最有前途的商业和住宅建筑中的需求响应源。而他们 声称建筑物和峰值消耗的电力中有很大一部分电力需求，它们可以恒温控制，而不会显着 影响居住者的舒适度，前提是建筑物足够隔热或热存储解决方案已经到位。 将周期性负载引入电力系统的设备(例如热泵和空调)可以缩减或调整到更低或更高的温度 短时间(从几分钟到几个小时)提供卸载和 快速的频率响应、运行储备和对电网的其他服务。预- 加热和预冷策略通过利用建筑物的热惯性。 建立灵活的HVAC系统操作可以静态地在 预先设定的操作模式，或更动态地通过数字技术在建筑物的能源管理系统中。传感器、恒温器和连接到能源的加热和冷却设备上的微控制器 管理系统允许用电量和用户舒适度 根据许多参数最大化(房间入住率，首选 温度和太阳能电池板输出，如适用）。同时，智能电表允许暖通空调系统自动对外部信号做出反应(价格和天气数据)。 智能交流系统尤其适用于长期处于高位的国家 temperatures.InChina,forinstance,theIEAestimatesthat,comparedwithonly 交流效率和建筑设计改进，部署连接和 响应式交流单元可以帮助减少额外15%的能源消耗 2030年的夏季工作日。事实上，连接交流设备的真实例子在需求响应计划下运作已经证明了他们的 在热浪期间减少网格上的应力的能力，而不会明显影响消费者的舒适度。 数字化还可以帮助调动热泵的灵活性。通过 供暖脱碳，建筑物中热泵的份额越来越大，可能是 一个重要的灵活性资源，以及许多使用连接的试点项目设备已经在各个国家部署。 其中，德国的ViFlex项目展示了 热泵可以在虚拟发电厂内聚合以管理电网拥塞。此外，优化其运行的空气-水热泵 根据天气数据和预期的分布式光伏生产正在成为商业可用。 在市场价格机制尚未（完全）建立的国家， 系统操作员仍然可以使用连接的设备来实现直接负载控制HVAC系统的策略。在这种情况下，激活是由系统的技术限制，例如当需求达到一定阈值或 当电网拥塞发生时。 对于夏季制冷需求通常会导致高峰负荷的地区，使用一个简单的通信恒温器可以提供经济和