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一、背景

2021年3月，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議提出，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)中電源結(jié)構(gòu)、用電結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)生態(tài)將發(fā)生深刻變化,僅依靠電源側(cè)的調(diào)節(jié)能力已經(jīng)難以保障新型電力系統(tǒng)的電力可靠供應(yīng)和安全穩(wěn)定運(yùn)行，并且成本高昂。相比之下，需求側(cè)的解決方案則通常規(guī)模較小，且選擇更加多元化，推動(dòng)電力系統(tǒng)由“源隨荷動(dòng)”向“源荷互動(dòng)”轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮需求側(cè)資源在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中的作用十分迫切和必要。我國工業(yè)企業(yè)、商業(yè)建筑等用電負(fù)荷中蘊(yùn)藏了巨大的可調(diào)節(jié)資源，但目前對需求側(cè)資源調(diào)節(jié)能力挖掘不足，受到了市場、政策、技術(shù)等多方面的約束，難以形成穩(wěn)定的負(fù)荷與電網(wǎng)協(xié)調(diào)互動(dòng)能力，在新型電力系統(tǒng)中的作用發(fā)揮十分有限。

本文結(jié)合新型電力系統(tǒng)面臨的電力安全可靠經(jīng)濟(jì)供應(yīng)新形勢，研究了需求側(cè)資源利用關(guān)鍵技術(shù)。首先闡述了新型電力系統(tǒng)面臨的電力安全可靠經(jīng)濟(jì)供應(yīng)新形勢，其次研究分析了國內(nèi)外需求側(cè)資源利用實(shí)踐，在此基礎(chǔ)上，提出了面向新型電力系統(tǒng)的需求側(cè)資源利用關(guān)鍵技術(shù)，并從資源開發(fā)重點(diǎn)、運(yùn)行管理、市場機(jī)制、政策措施、商業(yè)模式5個(gè)方面對我國需求側(cè)資源利用進(jìn)行了展望。

二、需求側(cè)資源利用面臨的新形勢

較傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)在電源結(jié)構(gòu)、用電結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)生態(tài)方面呈現(xiàn)新變化。一是電力系統(tǒng)將面臨新的電力電量平衡難題，保供應(yīng)壓力加大。季節(jié)上的大風(fēng)期和冬夏用電高峰期不一致，夏冬季高負(fù)荷期，新能源近六成的時(shí)間處于裝機(jī)容量的15%以下；從日內(nèi)電力供應(yīng)看，極熱無風(fēng)、晚峰無光，發(fā)電能力與實(shí)際用電需求不匹配，晚峰時(shí)段新能源七成的時(shí)間處于裝機(jī)容量的15%以下。二是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加，保安全難度加大。新能源設(shè)備具有低抗擾性和弱支撐性，系統(tǒng)故障和極端情景下將嚴(yán)重沖擊電力系統(tǒng)安全。三是新能源跨越式發(fā)展情況下，將新能源利用率保持在較高水平難度加大。實(shí)現(xiàn)新能源高效利用面臨系統(tǒng)成本大幅上漲壓力。初步研究顯示，新能源電量滲透率超過15%后，系統(tǒng)成本進(jìn)入快速增長臨界點(diǎn)。面向我國未來以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，需求側(cè)資源的主要作用可分為三類：**類是保供應(yīng)。即保障電力可靠供應(yīng)，在新的電源結(jié)構(gòu)和用電結(jié)構(gòu)形勢下，支撐電力供需平衡。**類是保安全。即保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，在電網(wǎng)緊急情況下，作為常態(tài)化可調(diào)度資源。第三類是以*低的成本實(shí)現(xiàn)新能源高效利用。即需求側(cè)資源與發(fā)電側(cè)資源、電網(wǎng)側(cè)資源、儲(chǔ)能等協(xié)同利用，以*經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)電力安全可靠供應(yīng)與新能源高效利用。

三、國內(nèi)外需求側(cè)資源利用的實(shí)踐

國外：得益于較為成熟的政策法規(guī)和市場環(huán)境，在需求側(cè)資源利用方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用場景上，廣泛應(yīng)用于提升系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠供電以及節(jié)能增效。激勵(lì)機(jī)制上，建立了“尖峰電價(jià)+中斷補(bǔ)償”的激勵(lì)機(jī)制。市場建設(shè)上，建立了較為完備的需求側(cè)資源參與各類細(xì)分市場的規(guī)則和交易機(jī)制。商業(yè)模式上，形成了集需求響應(yīng)、能效管理、能源交易和數(shù)據(jù)增值服務(wù)的多元化商業(yè)模式。重點(diǎn)技術(shù)上，推動(dòng)分布式電源、儲(chǔ)能等需求側(cè)資源進(jìn)入市場，**應(yīng)用蜂窩技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)。國內(nèi)：需求側(cè)資源利用以需求響應(yīng)優(yōu)先、有序用電保底。應(yīng)用場景上，形成了削峰、填谷、精準(zhǔn)實(shí)時(shí)負(fù)荷控制三種具體實(shí)施方式。激勵(lì)機(jī)制上，建立針對工業(yè)用戶的尖峰電價(jià)機(jī)制，利用提價(jià)收入建立資金池，用于需求響應(yīng)補(bǔ)貼及相關(guān)平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)。市場建設(shè)上，建立需求響應(yīng)補(bǔ)貼和市場“雙重”機(jī)制。商業(yè)模式上，多由電網(wǎng)公司組織，用戶獨(dú)立參與。在技術(shù)方面，積極開展多類型用戶的負(fù)荷柔性控制改造及智能終端部署，研發(fā)各類可調(diào)節(jié)智能終端和負(fù)荷集控系統(tǒng)。

四、面向新型電力系統(tǒng)的需求側(cè)資源利用關(guān)鍵技術(shù)

4.1 研究現(xiàn)狀

目前針對需求側(cè)資源技術(shù)的研究主要包括兩類，一類是需求側(cè)資源的利用技術(shù)，另一類是需求側(cè)資源利用的支撐技術(shù)。其中需求側(cè)資源的利用技術(shù)包括運(yùn)行控制技術(shù)、優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、以及協(xié)同規(guī)劃技術(shù)等。需求側(cè)資源利用支撐技術(shù)主要以“大云物移智鏈”為基礎(chǔ)的計(jì)算、通信、交易等技術(shù)。已有研究對需求側(cè)資源利用、儲(chǔ)能、電源調(diào)節(jié)等成本的綜合比對與系統(tǒng)優(yōu)化考慮不足，將需求側(cè)資源作為新型電力系統(tǒng)的常態(tài)化資源納入規(guī)劃，評估需求側(cè)資源的潛力、特性、成本，并與其他資源做好協(xié)同，仍需進(jìn)一步深化研究。此外，未來仍需豐富需求側(cè)資源參與系統(tǒng)運(yùn)行控制的類型，特別是將需求側(cè)資源納入安全防御體系的運(yùn)行控制研究亟待開展。4.2 未來關(guān)鍵技術(shù)探討

1）考慮需求側(cè)資源利用的新型電力系統(tǒng)安全防御及韌性提升技術(shù)研究需求側(cè)資源與源、儲(chǔ)等資源的系統(tǒng)運(yùn)行控制，提出綜合考慮源網(wǎng)荷儲(chǔ)各類資源的電力系統(tǒng)安全防御設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和韌性提升方法。2）源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化分層協(xié)同調(diào)度技術(shù)包括大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)多維度協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法、大規(guī)?？芍袛嘭?fù)荷精準(zhǔn)控制技術(shù)、基于多安全約束的大規(guī)模精準(zhǔn)負(fù)荷恢復(fù)技術(shù)、負(fù)荷優(yōu)化控制技術(shù)、調(diào)度營銷一體化控制技術(shù)等。3）新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃技術(shù)研究滿足源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同發(fā)展的規(guī)劃方法及全環(huán)節(jié)成本綜合效益評估技術(shù)，研究在極端氣候條件下源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同保障供能安全的可靠性