樓宇空調(diào)電力需求響應(yīng)服務(wù)方案設(shè)計(jì)

樓宇空調(diào)電力需求響應(yīng)服務(wù)方案設(shè)計(jì)一、需求響應(yīng)服務(wù)市場(chǎng)分析1.市場(chǎng)規(guī)模分析我國(guó)開(kāi)展需求響應(yīng)研究實(shí)踐工作的時(shí)間較短，但隨著需求響應(yīng)實(shí)施意義的突顯，已有越來(lái)越多的省市結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行特征和負(fù)荷特點(diǎn)，開(kāi)展削峰、填谷、促進(jìn)可再生能源消納、調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能參與等需求響應(yīng)實(shí)施工作，響應(yīng)負(fù)荷類(lèi)型和手段均呈現(xiàn)出了新的特點(diǎn)。目前，浙江已實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)工作常態(tài)化開(kāi)展，通過(guò)實(shí)行尖峰電價(jià)（《關(guān)于實(shí)施季節(jié)性尖峰電價(jià)的請(qǐng)示》，形成資金池，補(bǔ)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(yùn)行。據(jù)了解，浙江省用于需求響應(yīng)補(bǔ)貼的費(fèi)用約為3000-4000萬(wàn)元/年。國(guó)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(chǔ)能、充電樁等各類(lèi)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(wàn)千瓦、邀約填谷響應(yīng)能力320萬(wàn)千瓦、自動(dòng)削峰響應(yīng)能力100萬(wàn)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(bào)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(qiáng)實(shí)時(shí)需求的響應(yīng)能力建設(shè)，開(kāi)展實(shí)施需求相應(yīng)試點(diǎn)，全省形成100萬(wàn)千瓦時(shí)的實(shí)時(shí)需求響應(yīng)能力。近年來(lái)，浙江電力已經(jīng)通過(guò)非工空調(diào)柔性調(diào)控項(xiàng)目在全省建設(shè)有1700多棟樓宇，樓宇主要的監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備為樓宇空調(diào)系統(tǒng)，同時(shí)，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(chǎng)用戶可調(diào)負(fù)荷參與輔助服務(wù)市場(chǎng)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(chǎng)化驅(qū)動(dòng)過(guò)度到純市場(chǎng)化驅(qū)動(dòng)，成為國(guó)內(nèi)需求響應(yīng)領(lǐng)域的實(shí)踐引領(lǐng)者。二、需求響應(yīng)服務(wù)現(xiàn)狀及特點(diǎn)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(shí)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(cè)系統(tǒng)，并要求與國(guó)家或省電力需求側(cè)管理平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接。通過(guò)需求響應(yīng)工作的開(kāi)展，推動(dòng)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(chǎng)化機(jī)制需求響應(yīng)是電力需求側(cè)管理在競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)下的新發(fā)展，良好的市場(chǎng)化機(jī)制是需求響應(yīng)資源融入市場(chǎng)、參與電力系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。目前用戶市場(chǎng)意識(shí)有待培育，負(fù)荷集成商或電力用戶可獲得的經(jīng)濟(jì)收益期待值有限，各類(lèi)市場(chǎng)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(chǎng)體系和運(yùn)行機(jī)制支撐需求響應(yīng)資源價(jià)值的開(kāi)發(fā)，同時(shí)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(yùn)行調(diào)控策略與電網(wǎng)運(yùn)行控制等理論研究與實(shí)踐應(yīng)用有待深入；二是需求響應(yīng)資源雙向互動(dòng)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(píng)估、效益評(píng)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(shí)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(guò)對(duì)多臺(tái)中央空調(diào)冷水機(jī)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(dòng)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(lèi)輸入輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)冷水機(jī)組的遠(yuǎn)程管理控制，同時(shí)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(cè)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(hào)建設(shè)內(nèi)容及名稱(chēng)實(shí)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(chǔ)、傳輸，指令接收、下達(dá)2、與空調(diào)主機(jī)控制板對(duì)接，采集主機(jī)各種數(shù)據(jù)中央空調(diào)主控室或中央空調(diào)機(jī)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(jī)組或風(fēng)冷熱泵通信，參數(shù)采集和控制中央空調(diào)機(jī)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(cè)室外支持modbus4溫濕度傳感器室內(nèi)溫濕度監(jiān)測(cè)室內(nèi)合理位置5電表或電流互感器空調(diào)主機(jī)、新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)箱等設(shè)備啟停狀態(tài)和負(fù)荷測(cè)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(cè)中央空調(diào)機(jī)房值班室支持以太網(wǎng)2）軟硬件實(shí)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(yùn)行過(guò)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(lái)自主站系統(tǒng)的下行指令。對(duì)于各用電設(shè)備上送的數(shù)據(jù)量輸入(DI)信號(hào)、模擬量輸入信號(hào)(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(lèi)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(shí)響應(yīng)，控制相關(guān)聯(lián)動(dòng)用電設(shè)備。2.商業(yè)模式分析目前市場(chǎng)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(bǔ)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(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表序號(hào)調(diào)控時(shí)間（分鐘）補(bǔ)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(jià)響應(yīng)速度系數(shù)對(duì)照表完善需求響應(yīng)補(bǔ)貼價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表完善需求響應(yīng)補(bǔ)貼價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表序號(hào)通知時(shí)間響應(yīng)速度系數(shù)響應(yīng)類(lèi)別1＞4小時(shí)1約定需求響應(yīng)20.5-4小時(shí)1.53不通知3實(shí)時(shí)需求響應(yīng)如果每年調(diào)控2次，按照調(diào)控時(shí)間60-120分鐘計(jì)，實(shí)時(shí)需求響應(yīng)補(bǔ)貼36元/千瓦。負(fù)荷集成商每組織1萬(wàn)千瓦負(fù)荷實(shí)際參與實(shí)時(shí)需求響應(yīng)，則負(fù)荷集成商補(bǔ)貼收益可達(dá)14.4萬(wàn)。一方面可以作為用戶側(cè)的運(yùn)維費(fèi)用，另外可以用于為拓展新的客戶實(shí)施需求響應(yīng)改造的啟動(dòng)資金。3.風(fēng)險(xiǎn)防控事項(xiàng)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(chǎng)組織需求響應(yīng)的頻次和時(shí)間。總體而言，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(yùn)行，需求響應(yīng)工作仍需長(zhǎng)期進(jìn)行下去，2）需求響應(yīng)組織工作要求高：無(wú)論實(shí)時(shí)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(shí)施效果分析1）經(jīng)濟(jì)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(duì)客戶生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的影響下，獲得補(bǔ)貼，參與越多，響應(yīng)負(fù)荷越高，收益越大。2）社會(huì)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(shí)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(chǎng)股份有限公司用戶基礎(chǔ)情況寧波中央商場(chǎng)位于寧波市中山南路79號(hào)，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(yíng)面積達(dá)6萬(wàn)平方米。本商場(chǎng)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(tái)變壓器，其中1600KVA和2000KVA的變壓器各有6臺(tái)。其中除去5#和6#沒(méi)有帶空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷外，其他10臺(tái)變壓器均帶有中央空調(diào)負(fù)荷。本項(xiàng)目工程范圍中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)（通過(guò)主機(jī)通訊板接入5臺(tái)開(kāi)利主機(jī)，通過(guò)硬接點(diǎn)方式接入7臺(tái)塞式風(fēng)冷熱泵主機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟?？刂疲Ｖ醒肟照{(diào)系統(tǒng)設(shè)備量測(cè)系統(tǒng)改造（12臺(tái)主機(jī)、12臺(tái)循環(huán)水泵等通過(guò)智能電表實(shí)現(xiàn)計(jì)量，同時(shí)安裝有室內(nèi)外溫濕度傳感器檢測(cè)環(huán)境參數(shù)。）中央空調(diào)運(yùn)行及能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造：實(shí)現(xiàn)建筑負(fù)荷計(jì)量、環(huán)境參數(shù)采集、冷水主機(jī)遠(yuǎn)程參數(shù)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，冷凍及冷卻水泵遠(yuǎn)程啟停。項(xiàng)目成果擁有一套中央空調(diào)能源與控制系統(tǒng)，對(duì)中央空調(diào)用能情況進(jìn)行管控，用戶能實(shí)時(shí)掌握空調(diào)運(yùn)行情況，隨時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)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(guò)柔性負(fù)荷調(diào)控應(yīng)對(duì)電網(wǎng)高峰，避免有序用電等傳統(tǒng)削峰方式帶來(lái)的影響，獲得一定激勵(lì)。2019年7月30日參與浙江省的實(shí)時(shí)需求響應(yīng)，需求響應(yīng)量為570kW,按照補(bǔ)貼的單價(jià)30元/kW?次，即可獲得補(bǔ)貼1.37萬(wàn)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(hào)，共有2棟建筑，總建筑面積8萬(wàn)平方米，其中新樓5萬(wàn)平方米，舊樓3萬(wàn)平方米，營(yíng)業(yè)時(shí)間為24小時(shí)，建筑主要用途作為酒店使用，包括會(huì)議室、自助餐廳及其他娛樂(lè)設(shè)施。酒店配電室內(nèi)共有4臺(tái)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(kāi)始酒店逐漸完成了對(duì)用電系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的集中改造，實(shí)現(xiàn)了能源計(jì)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(xiàng)目工程范圍中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)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(guò)主機(jī)通訊板接入2臺(tái)開(kāi)利主機(jī)，實(shí)現(xiàn)8臺(tái)冷凍水泵和4臺(tái)冷卻水泵的遠(yuǎn)程啟停控制）。中央空調(diào)系統(tǒng)末端風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)（通過(guò)系統(tǒng)對(duì)接的方式，實(shí)現(xiàn)所有空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)溫度設(shè)定）。中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備量測(cè)系統(tǒng)改造（4臺(tái)變壓器、2臺(tái)主機(jī)、12臺(tái)水泵、冷卻塔通過(guò)智能電表實(shí)現(xiàn)計(jì)量。同時(shí)安裝有室內(nèi)外溫濕度傳感器檢測(cè)環(huán)境參數(shù)）中央空調(diào)運(yùn)行及能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造：實(shí)現(xiàn)建筑負(fù)荷計(jì)量、環(huán)境參數(shù)采集、冷水主機(jī)遠(yuǎn)程參數(shù)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，冷凍及冷卻水泵遠(yuǎn)程啟停。項(xiàng)目成果通過(guò)改造建設(shè)，擁有一套中央空調(diào)能源與控制系統(tǒng)，對(duì)中央空調(diào)用能情況進(jìn)行管控，用戶對(duì)空調(diào)運(yùn)行情況了如指掌，能夠