樓宇空調(diào)電力需求響應(yīng)服務(wù)方案設(shè)計

樓宇空調(diào)電力需求響應(yīng)服務(wù)方案設(shè)計一、需求響應(yīng)服務(wù)市場分析1.市場規(guī)模分析我國開展需求響應(yīng)研究實踐工作的時間較短，但隨著需求響應(yīng)實施意義的突顯，已有越來越多的省市結(jié)合電網(wǎng)運行特征和負(fù)荷特點，開展削峰、填谷、促進(jìn)可再生能源消納、調(diào)動儲能參與等需求響應(yīng)實施工作，響應(yīng)負(fù)荷類型和手段均呈現(xiàn)出了新的特點。目前，浙江已實現(xiàn)需求響應(yīng)工作常態(tài)化開展，通過實行尖峰電價（《關(guān)于實施季節(jié)性尖峰電價的請示》，形成資金池，補貼給工業(yè)和非工空調(diào)用戶參與削峰填谷，維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。據(jù)了解，浙江省用于需求響應(yīng)補貼的費用約為3000-4000萬元/年。國網(wǎng)浙江電力聚焦需求響應(yīng)精準(zhǔn)化，建成可調(diào)負(fù)荷集控系統(tǒng)，匯集工業(yè)、樓宇、客戶側(cè)儲能、充電樁等各類可調(diào)資源，形成可精準(zhǔn)匹配調(diào)控需求的“資源池”。目前，浙江電網(wǎng)已具備邀約削峰響應(yīng)能力600萬千瓦、邀約填谷響應(yīng)能力320萬千瓦、自動削峰響應(yīng)能力100萬千瓦。2.政策環(huán)境浙江省每年發(fā)布年度需求響應(yīng)申報工作的通知，根據(jù)此前的《做好2020年有序用電和需求響應(yīng)相關(guān)工作通知》各地市應(yīng)形成不低于上一年度最大用電負(fù)荷的5%的需求響應(yīng)能力，簽約納入需求響應(yīng)資源。加強實時需求的響應(yīng)能力建設(shè)，開展實施需求相應(yīng)試點，全省形成100萬千瓦時的實時需求響應(yīng)能力。近年來，浙江電力已經(jīng)通過非工空調(diào)柔性調(diào)控項目在全省建設(shè)有1700多棟樓宇，樓宇主要的監(jiān)測和控制設(shè)備為樓宇空調(diào)系統(tǒng)，同時，浙江省電力需求側(cè)管理業(yè)務(wù)建設(shè)也已初具規(guī)模，樓宇非工空調(diào)負(fù)荷調(diào)控技術(shù)已經(jīng)較為完善，2020年底，浙江發(fā)布了《浙江電力市場用戶可調(diào)負(fù)荷參與輔助服務(wù)市場交易規(guī)則（試行）》，標(biāo)志著浙江需求響應(yīng)業(yè)務(wù)已從半市場化驅(qū)動過度到純市場化驅(qū)動，成為國內(nèi)需求響應(yīng)領(lǐng)域的實踐引領(lǐng)者。二、需求響應(yīng)服務(wù)現(xiàn)狀及特點1.基于需求側(cè)管理信息系統(tǒng)電力需求側(cè)管理信息系統(tǒng)是實施需求響應(yīng)的基礎(chǔ)，各地制訂的需求響應(yīng)方案中均明確要求負(fù)荷集成商和電力用戶要建立需求側(cè)管理系統(tǒng)或電能在線監(jiān)測系統(tǒng)，并要求與國家或省電力需求側(cè)管理平臺進(jìn)行對接。通過需求響應(yīng)工作的開展，推動了企業(yè)信息化的建設(shè)，促進(jìn)了企業(yè)能源管理的科學(xué)化、可視化。2.需要良好的市場化機制需求響應(yīng)是電力需求側(cè)管理在競爭性電力市場下的新發(fā)展，良好的市場化機制是需求響應(yīng)資源融入市場、參與電力系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)。目前用戶市場意識有待培育，負(fù)荷集成商或電力用戶可獲得的經(jīng)濟收益期待值有限，各類市場主體的角色不明晰，參與渠道仍未完全暢通。由于缺乏完整成熟的市場體系和運行機制支撐需求響應(yīng)資源價值的開發(fā)，同時需求響應(yīng)資源的多樣性和分散性也決定了其難以在短期內(nèi)作為發(fā)電資源迅速放大。3.需求響應(yīng)應(yīng)用技術(shù)欠缺在需求響應(yīng)技術(shù)方面，一是大規(guī)模靈活資源優(yōu)化配置、運行調(diào)控策略與電網(wǎng)運行控制等理論研究與實踐應(yīng)用有待深入；二是需求響應(yīng)資源雙向互動技術(shù)、通信技術(shù)、能效管理系統(tǒng)及終端等技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步完善；三是需求響應(yīng)能力評估、效益評估等相關(guān)技術(shù)仍然欠缺。三、非工空調(diào)電力需求響應(yīng)解決方案1.客戶側(cè)實施方案1）非工空調(diào)柔性改造非工空調(diào)柔性改造終端系統(tǒng)通過對多臺中央空調(diào)冷水機組和外圍設(shè)備（包括冷凍一二次水泵、冷卻水泵和冷卻塔等）的自動化控制以完成預(yù)定的降負(fù)荷指令。系統(tǒng)采集和控制各類輸入輸出信號，實現(xiàn)多臺冷水機組的遠(yuǎn)程管理控制，同時也把冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔等連鎖納入管控。非工空調(diào)柔性改造終端系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件檢測和控制這些設(shè)備的各種重要參數(shù)，并可作為輸入量放置于管理者的操作界面中。序號建設(shè)內(nèi)容及名稱實現(xiàn)功能安裝位置技術(shù)支持1空調(diào)終端控制器（需求響應(yīng)終端）1、數(shù)據(jù)采集存儲、傳輸，指令接收、下達(dá)2、與空調(diào)主機控制板對接，采集主機各種數(shù)據(jù)中央空調(diào)主控室或中央空調(diào)機房、監(jiān)控室支持多種通訊協(xié)議modbus、OPC、ASCII等2中央空調(diào)控制板與冷水機組或風(fēng)冷熱泵通信，參數(shù)采集和控制中央空調(diào)機房支持多種通訊協(xié)議modbus、OPC、ASCII等3溫濕度傳感器室外溫濕度監(jiān)測室外支持modbus4溫濕度傳感器室內(nèi)溫濕度監(jiān)測室內(nèi)合理位置5電表或電流互感器空調(diào)主機、新風(fēng)機組、空調(diào)箱等設(shè)備啟停狀態(tài)和負(fù)荷測量中央空調(diào)主設(shè)備支持modbus6EMCS系統(tǒng)空調(diào)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，用能設(shè)備電量監(jiān)測中央空調(diào)機房值班室支持以太網(wǎng)2）軟硬件實施方案需求響應(yīng)終端主要完成與各需求響應(yīng)用電設(shè)備的通信及監(jiān)控、與主站系統(tǒng)的通信的功能。需求響應(yīng)終端在運行過程中負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制各需求響應(yīng)用電設(shè)備，解析并執(zhí)行來自主站系統(tǒng)的下行指令。對于各用電設(shè)備上送的數(shù)據(jù)量輸入(DI)信號、模擬量輸入信號(AI)等數(shù)據(jù)，需求響應(yīng)終端立即轉(zhuǎn)發(fā)至主站系統(tǒng)；主站系統(tǒng)下發(fā)的各類指令也直接轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的需求響應(yīng)終端。另外，需求響應(yīng)終端能夠?qū)χ髡鞠掳l(fā)的各需求響應(yīng)策略，及時響應(yīng)，控制相關(guān)聯(lián)動用電設(shè)備。2.商業(yè)模式分析目前市場上參與電力需求響應(yīng)的負(fù)荷集成商，按照需求響應(yīng)補貼收入與客戶分成，一般80%收益歸客戶，20%收益歸負(fù)荷聚合商。表1需求響應(yīng)可中斷負(fù)荷電價標(biāo)準(zhǔn)對照表序號調(diào)控時間（分鐘）補貼標(biāo)準(zhǔn)（元/千瓦）1≤6010260–120123＞12015表2需求響應(yīng)可中斷負(fù)荷電價響應(yīng)速度系數(shù)對照表完善需求響應(yīng)補貼價格標(biāo)準(zhǔn)對照表完善需求響應(yīng)補貼價格標(biāo)準(zhǔn)對照表序號通知時間響應(yīng)速度系數(shù)響應(yīng)類別1＞4小時1約定需求響應(yīng)20.5-4小時1.53不通知3實時需求響應(yīng)如果每年調(diào)控2次，按照調(diào)控時間60-120分鐘計，實時需求響應(yīng)補貼36元/千瓦。負(fù)荷集成商每組織1萬千瓦負(fù)荷實際參與實時需求響應(yīng)，則負(fù)荷集成商補貼收益可達(dá)14.4萬。一方面可以作為用戶側(cè)的運維費用，另外可以用于為拓展新的客戶實施需求響應(yīng)改造的啟動資金。3.風(fēng)險防控事項1）需求響應(yīng)收益不穩(wěn)定：需求響應(yīng)收益取決于客戶參與程度以及電力市場組織需求響應(yīng)的頻次和時間?？傮w而言，隨著新能源發(fā)電占比逐步升高，傳統(tǒng)火電負(fù)荷調(diào)峰能力被削弱，為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，需求響應(yīng)工作仍需長期進(jìn)行下去，2）需求響應(yīng)組織工作要求高：無論實時需求響應(yīng)還是邀約需求響應(yīng)，一方面需做好安全準(zhǔn)備工作，另一方面需要與客戶進(jìn)行充分有效的溝通，確保按照需求響應(yīng)組織要求完成響應(yīng)。4.實施效果分析1）經(jīng)濟效益：非工空調(diào)負(fù)荷參與電力需求響應(yīng)，可在盡量減小對客戶生產(chǎn)經(jīng)營的影響下，獲得補貼，參與越多，響應(yīng)負(fù)荷越高，收益越大。2）社會效益：需求響應(yīng)不僅能控制負(fù)荷量，優(yōu)化電能資源配置，還可以參與系統(tǒng)調(diào)度，提供調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)等，從而促進(jìn)分布式、可再生能源大規(guī)模發(fā)展，同時提升電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和可靠性。四、典型案例1、中央商場股份有限公司用戶基礎(chǔ)情況寧波中央商場位于寧波市中山南路79號，地處寧波新街口商圈最繁華的地段，這里是華東最繁華的商業(yè)街區(qū)，現(xiàn)在的經(jīng)營面積達(dá)6萬平方米。本商場的建筑變配電系統(tǒng)采用雙回路供電，配電室位于建筑物的地下1層，共配有12臺變壓器，其中1600KVA和2000KVA的變壓器各有6臺。其中除去5#和6#沒有帶空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷外，其他10臺變壓器均帶有中央空調(diào)負(fù)荷。本項目工程范圍中央空調(diào)系統(tǒng)主機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)（通過主機通訊板接入5臺開利主機，通過硬接點方式接入7臺塞式風(fēng)冷熱泵主機，實現(xiàn)遠(yuǎn)程啟?？刂疲?。中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備量測系統(tǒng)改造（12臺主機、12臺循環(huán)水泵等通過智能電表實現(xiàn)計量，同時安裝有室內(nèi)外溫濕度傳感器檢測環(huán)境參數(shù)。）中央空調(diào)運行及能效監(jiān)測系統(tǒng)改造：實現(xiàn)建筑負(fù)荷計量、環(huán)境參數(shù)采集、冷水主機遠(yuǎn)程參數(shù)監(jiān)測和調(diào)節(jié)，冷凍及冷卻水泵遠(yuǎn)程啟停。項目成果擁有一套中央空調(diào)能源與控制系統(tǒng)，對中央空調(diào)用能情況進(jìn)行管控，用戶能實時掌握空調(diào)運行情況，隨時調(diào)節(jié)各個設(shè)備運行狀態(tài)，優(yōu)化中央空調(diào)系統(tǒng)運行模式，中央空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到10%~20%的節(jié)能量。參與需求響應(yīng)，通過柔性負(fù)荷調(diào)控應(yīng)對電網(wǎng)高峰，避免有序用電等傳統(tǒng)削峰方式帶來的影響，獲得一定激勵。2019年7月30日參與浙江省的實時需求響應(yīng)，需求響應(yīng)量為570kW,按照補貼的單價30元/kW?次，即可獲得補貼1.37萬元。2、蘇州新城花園酒店用戶基礎(chǔ)情況蘇州新城花園酒店位于蘇州市新區(qū)獅山路1號，共有2棟建筑，總建筑面積8萬平方米，其中新樓5萬平方米，舊樓3萬平方米，營業(yè)時間為24小時，建筑主要用途作為酒店使用，包括會議室、自助餐廳及其他娛樂設(shè)施。酒店配電室內(nèi)共有4臺變壓器，負(fù)荷容量達(dá)到7200KVA。其中中央空調(diào)系統(tǒng)的整體負(fù)荷約1700kW。2014年開始酒店逐漸完成了對用電系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的集中改造，實現(xiàn)了能源計量、遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，具備了參與需求響應(yīng)的基礎(chǔ)。本項目工程范圍中央空調(diào)系統(tǒng)主機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)及水泵系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制改造（通過主機通訊板接入2臺開利主機，實現(xiàn)8臺冷凍水泵和4臺冷卻水泵的遠(yuǎn)程啟?？刂疲Ｖ醒肟照{(diào)系統(tǒng)末端風(fēng)機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)（通過系統(tǒng)對接的方式，實現(xiàn)所有空調(diào)箱、新風(fēng)機組的送風(fēng)溫度設(shè)定）。中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備量測系統(tǒng)改造（4臺變壓器、2臺主機、12臺水泵、冷卻塔通過智能電表實現(xiàn)計量。同時安裝有室內(nèi)外溫濕度傳感器檢測環(huán)境參數(shù)）中央空調(diào)運行及能效監(jiān)測系統(tǒng)改造：實現(xiàn)建筑負(fù)荷計量、環(huán)境參數(shù)采集、冷水主機遠(yuǎn)程參數(shù)監(jiān)測和調(diào)節(jié)，冷凍及冷卻水泵遠(yuǎn)程啟停。項目成果通過改造建設(shè)，擁有一套中央空調(diào)能源與控制系統(tǒng)，對中央空調(diào)用能情況進(jìn)行管控，用戶對空調(diào)運行情況了如指掌，能夠