基于OpenADR的需求響應(yīng)項(xiàng)目綜述

1、基于基于OpenADROpenADR的需求響應(yīng)項(xiàng)目綜述的需求響應(yīng)項(xiàng)目綜述 2016/6/12An Overview of the Demand Response Project Based on OpenADR 答辯人 ：盧超1研究背景 研究內(nèi)容2 自動需求響應(yīng)基礎(chǔ)理論4 自動需求響應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目報(bào)告報(bào)告內(nèi)容內(nèi)容1 研究背景&研究內(nèi)容 需求響應(yīng)作為平衡供需、消納新能源、促進(jìn)節(jié)能減排的新型手段，得到了各國的普遍重視。美國率先提出了開放式自動需求響應(yīng)開放式自動需求響應(yīng)(OpenADR)，OpenADR因其開放、自動等顯著特點(diǎn)而得到了國內(nèi)外的廣泛認(rèn)可和實(shí)踐。需求響應(yīng)已發(fā)展了多

2、年，有必要對其研究成果、項(xiàng)目實(shí)踐及發(fā)展前景進(jìn)行深入的分析與總結(jié)。作為綜述類文章，本文所做工作如下： 介紹了ADR的基本概念 分析了價格型需求響應(yīng)的基本原理、實(shí)施機(jī)制、項(xiàng)目效果 闡述了實(shí)現(xiàn)ADR所需基礎(chǔ)設(shè)施。研究背景研究內(nèi)容2 自動需求響應(yīng)基本理論 電能供應(yīng)商通過AMI獲得用戶的實(shí)時負(fù)荷信息，根據(jù)當(dāng)前發(fā)電量和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，向用電終端或負(fù)荷聚合商發(fā)送DR信號(電價信息、用電指導(dǎo)建議等)。 終端設(shè)備接收到DR信號后，可觸發(fā)預(yù)先設(shè)定的程序而響應(yīng)電網(wǎng)觸發(fā)預(yù)先設(shè)定的程序而響應(yīng)電網(wǎng)DRDR信號信號，執(zhí)行電網(wǎng)的建議性或強(qiáng)制性的操作，同時獲得用電補(bǔ)貼；當(dāng)用戶不接受該響應(yīng)策略時可自愿退出。自動需求響應(yīng)的概念自動需

3、求響應(yīng)的特點(diǎn) 自動：無需人工操作，只需觸發(fā)程序 開放：使用開放、非專利、被工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的數(shù)據(jù)模型 靈活：提供靈活、跨平臺、互操作的通信接口和協(xié)議 自愿：用戶自愿參與，可在DR執(zhí)行的任何時候選擇退出2 自動需求響應(yīng)基本理論業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)類型具體分類具體分類說明說明價格型需求響應(yīng)分時電價（Time of Use Pricing）電價隨使用時間可預(yù)見性地變化實(shí)時電價（Real-time Pricing）電價隨時間或某地區(qū)的供求比而動態(tài)變化，其更新周期可低于1小時尖峰電價（Critical Peak Pricing）電價在用電高峰期顯著變高需求響應(yīng)業(yè)務(wù)類型激勵型需求響應(yīng)直接負(fù)荷控制（Direct Loa

4、d Control）電網(wǎng)即將過載時，進(jìn)行短時停電可中斷負(fù)荷（Interruptable Load）用戶與供電公司簽訂經(jīng)濟(jì)合同，用戶有義務(wù)按時中斷合同上約定的負(fù)荷量緊急需求響應(yīng)(Emergency Demand Response)電網(wǎng)在緊急狀態(tài)下發(fā)布削減指令，參與用戶削減負(fù)荷并能獲得補(bǔ)貼需求側(cè)競價(Demand Side Bidding)市場允許用戶通過競價或者合同訂購的方式參加需求響應(yīng)項(xiàng)目容量輔助計(jì)劃(Capacity Ancillary Service Program)用戶提供削減負(fù)荷作為系統(tǒng)備用，替代傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組或提供資源2 自動需求響應(yīng)基本理論 電力供應(yīng)商通過電網(wǎng)側(cè)接口獲取電力負(fù)荷信息，

5、并將電量供需信息發(fā)給DRAS 用戶和聚合商通過用戶側(cè)接口傳輸負(fù)荷信息，獲取DRAS發(fā)布的DR信號 整個通信架構(gòu)以DRAS為樞紐需求響應(yīng)通信架構(gòu)2 自動需求響應(yīng)基本理論需求響應(yīng) 應(yīng)用場景 基于價格的需求響應(yīng)業(yè)務(wù)是一種穩(wěn)定、持續(xù)的激勵方式，且其實(shí)現(xiàn)較簡單，容易得到用戶的支持，因而被國內(nèi)外開展的需求響應(yīng)項(xiàng)目廣泛采用。本章在學(xué)習(xí)理論研究成果的基礎(chǔ)上，參考了國內(nèi)外成功的試點(diǎn)或示范項(xiàng)目，對基于價格的自動需求響應(yīng)項(xiàng)目做出具體闡述。3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目 根據(jù)電力負(fù)荷曲線的走勢，考慮曲線上各點(diǎn)處于峰、谷、平時段的概率，根據(jù)其分布特征劃分時段。 考慮不同時間段內(nèi)供電企業(yè)的裝機(jī)容量和

6、供電成本，將單位負(fù)荷供電成本增量曲線的拐點(diǎn)作為劃分峰谷平時段的依據(jù)。 考慮用戶需求響應(yīng)的效果，先劃分出基礎(chǔ)時段，然后比對各時段分界點(diǎn)處電力負(fù)荷的變化情況，評估各時間節(jié)點(diǎn)處用戶對分時電價的響應(yīng)程度，進(jìn)而修正時間節(jié)點(diǎn)。分時電價時段劃分方法3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目 峰時段電價與谷時段電價之比稱為峰谷價比。峰谷價比在我國一般為2至3倍，在國外可達(dá)8至10 倍。為使分時電價收到良好的 削峰填谷效果，要綜合考慮峰谷電量、用戶響應(yīng)和供需雙方利益均衡三方面的因素，對峰谷電價的實(shí)施效果進(jìn)行預(yù)測和調(diào)整。 根據(jù)不同時段、不同用戶的供用電成本的差異來定價。 根據(jù)用戶需求響應(yīng)來建立定價模型?，F(xiàn)有文獻(xiàn)利用消費(fèi)者心理學(xué)理

7、論加權(quán)最小二乘法建立了用戶響應(yīng)度曲線的參數(shù)辨識模型；利用納什均衡原理對電力公司和用戶進(jìn)行分析，分別求解出電力公司的最優(yōu)價格策略和用戶的最優(yōu)電力需求(即納什均衡點(diǎn))。分時電價定價策略3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目 奧斯汀市分時電價時段劃分奧斯汀市分時電價時段劃分奧斯汀市只在用能集中的夏季的非周末時段實(shí)行峰時電價，其他季節(jié)只實(shí)行平、谷時段電價。這是因?yàn)閵W斯汀市夏季炎熱，空調(diào)等大功率電器在夏季大量使用，故需要平衡供需；而奧斯汀冬季溫暖，其用暖需求小，因而不必限制用電。由此可見，時段的劃分不僅要考慮日基線負(fù)荷的變化情況，還應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂虻纫蛩?，因地制宜以收到更好的效果。分時電價項(xiàng)目3 基于價格的需求

8、響應(yīng)項(xiàng)目 奧斯汀市居民用戶分時電價奧斯汀市居民用戶分時電價 奧斯汀市的分時電價項(xiàng)目結(jié)合了階梯電價制度，分時電價與月用電量有關(guān)。 就夏季峰、平時段電價和非夏季平時段電價而言，用電量越多，峰、平電價越高； 谷時電價則先降后增。分時電價項(xiàng)目3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目 安徽省居民生活用電只設(shè)了平谷時段，且時段劃分粗糙，其平谷電價比為1.89。當(dāng)?shù)凸扔秒娏空伎傠娏康?1%以上時，實(shí)施分時電價就可節(jié)省電費(fèi)，但需14個月才能收回替換電表所需費(fèi)用。 大工業(yè)用戶分時電價則劃分得很詳細(xì)，劃分出了峰平谷三個時段，其夏季電價比為峰平谷=1.5810.63，峰谷比為2.47。安徽省居民用戶分時電價安徽省居民用戶分時電價

9、安徽省工業(yè)用戶分時電價安徽省工業(yè)用戶分時電價分時電價項(xiàng)目3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目 分時電價項(xiàng)目評價3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目尖峰電價的分類尖峰電價實(shí)施機(jī)制3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目尖峰電價項(xiàng)目 變動時段尖峰電價 尖峰峰平谷 =6.32.010.76 尖峰期的削峰率達(dá)44%，峰時段的負(fù)荷削減為21%，谷時段的負(fù)荷則上升11% 平均每戶每年節(jié)約電費(fèi)187美元，大大推廣了智能型和節(jié)能型用電設(shè)備海灣電力公司美國加州 固定時段、變動時段尖峰電價 尖峰電價比標(biāo)準(zhǔn)電價高70，比非峰荷電價高1倍 固定時段項(xiàng)目的削峰率超過15%，變動時段削峰率在35左右 參與者的滿意度高達(dá)87%。江蘇電網(wǎng) 夏季固定時段尖峰電

10、價 尖峰時段，每千瓦時電價加價0.1元 實(shí)際響應(yīng)量達(dá)188萬千瓦，削峰率達(dá)到26%以上 有效加價尖峰電量3.2 億kWh，增加尖峰電價加價收入3200 萬元3 基于價格的需求響應(yīng)項(xiàng)目 江蘇電網(wǎng)執(zhí)行尖峰電價負(fù)荷曲線 對比國內(nèi)外實(shí)施的尖峰電價項(xiàng)目可看出，由于國內(nèi)的尖峰費(fèi)率遠(yuǎn)低于國外，因此削峰率還達(dá)不到國外那么高(44%)。要提高尖峰電價的效果，就要提高針對性，即明提高針對性，即明確響應(yīng)用戶，縮短執(zhí)行時間，適當(dāng)提高尖峰電價。確響應(yīng)用戶，縮短執(zhí)行時間，適當(dāng)提高尖峰電價。尖峰電價項(xiàng)目右圖是江蘇電網(wǎng)八月某日執(zhí)行尖峰電價的負(fù)荷曲線圖，14：00開始，15：00結(jié)束。由圖可見，14:0015:00時段響應(yīng)負(fù)荷

11、曲線出現(xiàn)顯著的下降，證明了尖峰電價執(zhí)行的有效性。4 自動需求響應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施 智能插座：實(shí)時監(jiān)測用電設(shè)備的耗能情況，并通過家域網(wǎng)將分析結(jié)果(功率、已耗電費(fèi))和操作建議反饋到用戶手機(jī)的APP上，實(shí)現(xiàn)電器待機(jī)自動斷電、防過載等目的。 智能電表：可實(shí)現(xiàn)分時計(jì)費(fèi)，自動抄表；采集、存儲、處理和定時傳輸用戶的用電信息至電網(wǎng)；接收電網(wǎng)發(fā)布的電價和調(diào)控信息。 智能溫控器：可對暖通設(shè)備進(jìn)行預(yù)編程，提供實(shí)時能耗報(bào)告，支持遠(yuǎn)程控制。其中預(yù)編程功能使得用戶能夠根據(jù)電網(wǎng)發(fā)布的激勵信號讓暖通設(shè)備自動參與需求響應(yīng)項(xiàng)目。自動需求響應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)備 家域網(wǎng)(HAN)：將家庭內(nèi)所有具有通信功能的設(shè)備連接起來形成的網(wǎng)絡(luò)。家域網(wǎng)由能源管理系

12、統(tǒng)(EMS)和戶內(nèi)顯示器(IHD)兩部分組成，可選用ZigBee、Bluetooth、WLAN等技術(shù)來組建。 高級量測體系(AMI)：以每小時或更高頻率記錄用戶的用電信息，以每天或更短周期將采集到的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)讲杉行牡挠?jì)量系統(tǒng)。AMI由智能電表、數(shù)據(jù)集中系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通信網(wǎng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成?？衫秒娏尤刖W(wǎng)通信系統(tǒng)，輔以無線通信等技術(shù)來組建AMI。4 自動需求響應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施自動需求響應(yīng)通信平臺5 總結(jié)&展望總 結(jié)展 望介紹了自動需求響應(yīng)的概念、特點(diǎn)、業(yè)務(wù)類型、通信架構(gòu)和典型應(yīng)用場景。對基于價格需求響應(yīng)做了詳細(xì)分析。從理論研究和項(xiàng)目實(shí)施兩個角度分別介 紹了基于峰谷分時電價和基于尖峰電價的需求響應(yīng)項(xiàng)目，并給出了相應(yīng)優(yōu)化建議。對實(shí)施自動需求響應(yīng)所需的基礎(chǔ)設(shè)施和通信管理平臺