2024年新型配用电荷侧灵活性数智化管控报告

研究报告总结

背景

• 中国提出2030年碳达峰、2060年碳中和目标，能源领域成为主战场，电力系统需提升灵活性。
• 配用电系统灵活性研究成为热点，核心在于利用数字化、智能化技术实现源网荷储深度互助。

灵活性资源

• 定义：在一定时空条件下，通过互动调控和拓扑切换，快速平衡供需两侧功率与电能波动的能力。
• 约束条件：互动调控和拓扑切换影响小或无破坏性，前期建设和运行成本低，设备损耗小。
• 主要资源：
  • 用户侧储能：价格下降，收益主要来自峰谷价差，能量和时间解耦的储能是灵活性资源。
  • 5G通信基站：数量达380万座，备用电池使用率极低，是沉睡的灵活性资源。
  • 电动汽车：预计2040年保有量达3亿辆，储能总量与每日电能消耗总量相当，但聚合响应技术难度大。
  • 低压配电网：支持V2H、V2B、V2mG等模式，参与V2G潜力大。
  • 中压配电网：电动汽车高峰充电时段与电力低谷时段重合，互补性强。
  • 温控负荷：夏季占比35%，空调调节方式包括调节温度、关停和蓄冷，温度升高1℃可降低4%-15%负荷。
  • 可中断负荷：通过合约用户响应转移负荷或启动自备发电机，适用于大型工商业用户。

数智化互动技术

• 挑战：
  • 信息双向交互难：数据规模和互动业务激增，数智化基础薄弱。
  • 高效无感调控难：新能源出力不确定性高，传统方法难以应对。
• 技术方案：
  • 低代码设备：事件驱动方式实现硬件在环对象控制。
  • 智能断路器：嵌入TMR电流传感模组，实现热插拔模块和快速故障诊断。
  • 非侵入式终端：最小化部署技术。
  • 温控协同技术：基于模糊子集的能效计算指标，智能调节空调温度。
  • 车网融合技术：实现电动汽车与电网的互动。
  • 自适应技术：多时间尺度功率能量互补控制策略。

应用场景

• 虚拟电厂：智能聚合、优化控制和管理灵活性资源，形成稳定可控的“大电厂”。
• 微电网：
  • 市场：工商业企业通过综合能源管理成为微电网单元。
  • 园区：整合光伏、储能、充电设施等，实现能源生产与消费解耦。
  • 物流：控制充电桩功率和时间，实现V2G放电。

结论

• 灵活性资源是提升配用电系统灵活性的关键，数字化、智能化技术是实现高效互动的核心。
• 虚拟电厂和微电网是典型应用场景，可优化能源管理，降低用能成本，助力碳中和目标实现。