近年來(lái)，隨著(zhù)城市電氣化水平持續提升，極端天氣下城市降溫、采暖負荷占電網(wǎng)尖峰負荷的比重不斷攀升，部分地區這一比例已超過(guò)40%，亟須在保障客戶(hù)可靠用電的前提下，挖掘調動(dòng)海量家電負荷的互動(dòng)潛力。中國電力科學(xué)研究院有限公司自主研發(fā)了家電負荷在線(xiàn)聚合平臺，牽頭系列團體標準的制定工作，通過(guò)與家電廠(chǎng)商、客戶(hù)簽訂三方協(xié)議，引導客戶(hù)積極參與電力需求響應，助力電力保供。
  探索創(chuàng )新空調負荷數字化、柔性化、精準化調控模式
  “居民客戶(hù)負荷具有點(diǎn)多、面廣、量大的特點(diǎn)。大功率設備主要為空調與電熱水器，一般家用普通空調負荷為1千瓦～2千瓦，電熱水器負荷為2千瓦～3千瓦。通過(guò)客戶(hù)主動(dòng)控制的方式，這些負荷可以有效參與電網(wǎng)調峰�！敝袊�電科院用電與能效研究所高級工程師陳宋宋介紹。
  近年來(lái)，江蘇、浙江、江西等地的電網(wǎng)企業(yè)針對居民參與電力需求響應開(kāi)展了初步的工程實(shí)踐。具體做法是：需求響應開(kāi)始前，通過(guò)“網(wǎng)上國網(wǎng)”APP消息、短信方式向居民客戶(hù)發(fā)出邀約；響應期間，居民客戶(hù)可短時(shí)關(guān)閉空調、電熱水器等大功率用電設備，或將空調溫度調低，從而減少用電量，降低電網(wǎng)高峰時(shí)段的用電負荷。
  為進(jìn)一步調動(dòng)海量空調負荷參與需求響應，國網(wǎng)浙江省電力有限公司于2022年10月起建設省域范圍內大規�？照{集群互動(dòng)工程，中國電科院支撐該公司建設省域范圍家電負荷在線(xiàn)聚合平臺。項目團隊根據空調種類(lèi)、應用場(chǎng)景、響應效果分類(lèi)制訂改造方案，梳理形成4大類(lèi)14小類(lèi)末端感知技術(shù)方案，瞄準公共機構、商業(yè)樓宇、家電云平臺并逐步擴展至全行業(yè)領(lǐng)域，最終形成空調負荷管理三年行動(dòng)方案。
  “家電負荷在線(xiàn)聚合平臺具備負荷預測、互動(dòng)響應及效果核正等功能，以及日前調控、實(shí)時(shí)調控的能力�！敝袊�電科院碳中和中心高級工程師姚國風(fēng)介紹。
  3月24日，項目團隊利用該系統開(kāi)展了演練。演練調控時(shí)段為12時(shí)30分至14時(shí)30分，通過(guò)空調啟停和調溫的遠程控制策略，檢驗空調在調控時(shí)段的遠程控制能力、溫度調控能力和負荷調控成效。
  據統計，截至4月底，家電負荷在線(xiàn)聚合平臺已接入客戶(hù)1922戶(hù)，其中多聯(lián)機空調客戶(hù)1303戶(hù)；客戶(hù)接入總負荷近20萬(wàn)千瓦，可調負荷超過(guò)7萬(wàn)千瓦。
  技術(shù)標準引領(lǐng)，推動(dòng)家電負荷聚合、規�；�互動(dòng)
  構建大規模的居民家電負荷聚合互動(dòng)能力，必須實(shí)現技術(shù)標準化�！爸袊�電科院作為SAC/TC 549全國智能電網(wǎng)用戶(hù)接口標委會(huì )秘書(shū)處承擔單位，已經(jīng)聯(lián)合國內相關(guān)研究機構、高等院校、電網(wǎng)企業(yè)、家電廠(chǎng)商等共同起草相關(guān)標準，推動(dòng)家電負荷在線(xiàn)聚合系統軟硬件成果轉化應用�！标愃嗡谓榻B。
  目前，國內主流家電廠(chǎng)家生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)具備互聯(lián)網(wǎng)接入條件。通過(guò)“云-云”互聯(lián)的方式聚合不同品牌家電，可以實(shí)現規�；�調控。中國電科院自主研發(fā)的家電負荷在線(xiàn)聚合平臺實(shí)現了和美的、格力、海爾等主流家電企業(yè)云平臺的貫通，已接入設備超過(guò)千萬(wàn)臺。隨著(zhù)智能家電的普及和更新?lián)Q代，聚合設備數量的規模將持續擴大。傳統量化需求響應效果的方式是通過(guò)客戶(hù)電表獲取數據，如今，通過(guò)家電負荷在線(xiàn)聚合平臺可以借助不同品牌廠(chǎng)商云平臺監測具體參與調節的設備，實(shí)時(shí)追蹤設備在響應期間的用電行為軌跡，使需求響應效果核正、補貼發(fā)放更為準確。
  中國電科院深入研究設計家電負荷參與電網(wǎng)互動(dòng)的技術(shù)路線(xiàn)，在完成相關(guān)軟硬件研發(fā)的同時(shí)，在國內率先提出《家電負荷在線(xiàn)聚合系統技術(shù)規范》系列團體標準立項需求，從聚合平臺、硬件模塊、系列接口到一致性測試，提出全流程標準編制思路，解決了智能家電與電網(wǎng)互聯(lián)互通的技術(shù)難題。
  該系列團體標準主要起草單位包括中國電科院等國家電網(wǎng)有限公司直屬研究單位，國網(wǎng)上海、浙江、河南電力等省級電力公司，華北電力大學(xué)等高校，以及美的、格力、海爾等家電企業(yè)。
  同時(shí)，中國電科院積極推動(dòng)家電負荷在線(xiàn)聚合系統軟硬件成果轉化應用、需求響應型家電設備生產(chǎn)銷(xiāo)售，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)模式有效調節大規模居民空調負荷，引導居民客戶(hù)積極參與需求響應，推動(dòng)需求側靈活調節能力建設。
  通過(guò)市場(chǎng)化運作機制吸引各類(lèi)主體積極參與需求側管理
  中國電科院通過(guò)與家電企業(yè)合作，嘗試共同創(chuàng )建電器與電網(wǎng)互動(dòng)的新生態(tài)、新模式，推動(dòng)形成家電負荷聚合互動(dòng)相關(guān)標準和認證體系，建立涵蓋電網(wǎng)、客戶(hù)、家電企業(yè)以及能源服務(wù)商的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調發(fā)展，運用市場(chǎng)化需求響應手段助力電力保供。
  為驗證家電負荷在線(xiàn)聚合平臺的實(shí)際應用效果，2022年12月，中國電科院與廣東美的暖通設備有限公司、用電客戶(hù)簽訂三方協(xié)議。中國電科院作為負荷聚合商配合屬地電網(wǎng)企業(yè)組織并發(fā)起電力需求響應互動(dòng)活動(dòng)，美的暖通公司根據電力需求響應互動(dòng)活動(dòng)信息，通過(guò)“美的”APP為客戶(hù)提供活動(dòng)參與平臺。
  “3月24日，我公司配合中國電科院在浙江開(kāi)展了兩戶(hù)商業(yè)樓宇客戶(hù)的電力需求響應互動(dòng)活動(dòng)。這次演練驗證了家電負荷在線(xiàn)聚合平臺的遠程可控能力，空調曲線(xiàn)變化趨勢完全符合調控邏輯，電網(wǎng)企業(yè)和客戶(hù)對演練效果非常滿(mǎn)意�！泵赖臉怯羁萍佳芯吭簲底只瘎�(chuàng )新負責人程馳宇說(shuō)。
  接下來(lái)，中國電科院、美的暖通公司計劃和屬地電網(wǎng)企業(yè)定期開(kāi)展合作，在用電高峰時(shí)段通過(guò)短信、APP消息、活動(dòng)公告等方式向報名客戶(hù)發(fā)送任務(wù)邀約�；顒�(dòng)時(shí)間計劃為夏季、冬季用電高峰時(shí)段，客戶(hù)可根據自身情況降低空調用電負荷，也可以由美的暖通公司托管運行，以降低電網(wǎng)尖峰負荷，達到需求響應效果�；顒�(dòng)結束后，中國電科院會(huì )與美的暖通公司配合屬地電網(wǎng)企業(yè)審核客戶(hù)響應情況，在活動(dòng)公告約定的周期內向滿(mǎn)足條件的客戶(hù)兌現獎勵。
  “構建家電負荷在線(xiàn)聚合平臺，接入家電廠(chǎng)商共同參與需求響應，在節約工程建設成本、運維成本方面優(yōu)勢巨大�！眹�網(wǎng)浙江電力省域范圍內大規�？照{集群互動(dòng)工程負責人表示。由于減少了控制終端部署以及通信線(xiàn)路布設費用，互動(dòng)技術(shù)改造成本大大降低，同時(shí)，利用云平臺和家電廠(chǎng)商APP可實(shí)時(shí)采集設備運行狀態(tài)和用電數據，需求響應效果計算更精準。此外，推廣應用家電負荷在線(xiàn)聚合平臺不涉及對空調主機、室外機等設備的工程改造，家電廠(chǎng)商負責電器的售后保修，節約了客戶(hù)側互動(dòng)運維成本，常態(tài)化、高頻次需求響應模式下的電器安全和壽命也將得到有效保障。