江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程

2019年1月，国家能源局发布通知，开展“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目验收工作。截至目前，能够如期完成的项目大部分已通过验收或即将验收，通过验收的项目各具特色。

项目名称

江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程

项目背景

我国电力系统面临两大现实难题：一是清洁能源发展迅速但消纳不足，清洁能源安全传输对电网的压力增大；二是清洁能源的波动性叠加用户负荷的不确定性带来电网供需平衡问题突出。作为受端的江苏电网安全稳定运行压力增大，投入巨资建设年利用小时低的调峰电厂将会造成社会资源的极大浪费。

启动时间

2016年8月 验收时间 2019年5月6日

达成目标

目标是“变革电网互动模式，将传统单一的源随荷动模式转变为‘源随荷动、荷随网动’的友好互动模式，建立全时间尺度大规模源网荷友好互动技术体系”。

专家评价

周孝信院士：“项目应用了基于‘互联网+’市场模式的源网荷储运营机制，实现非工业柔性调控2715户，工业刚性调控1726户，主动需求响应20.8万户的接入，通过需求侧响应激励机制，可中断负荷商业化运营机制，引导电力市场主体积极参与产业链上下游的互动，为提升整个产业链的经济效益和社会效益奠定基础。”

“江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程”是国家能源局公布的首批“互联网+”智慧能源（能源互联网）55个示范项目之一，是示范项目中“基于灵活性资源的能源互联网示范项目”2个之一。项目由国网江苏省电力有限公司申报，2016年8月启动，目标是“变革电网互动模式，将传统单一的源随荷动模式转变为‘源随荷动、荷随网动’的友好互动模式，建立全时间尺度大规模源网荷友好互动技术体系”。项目于5月6日正式通过验收。

“一方面能将用户侧分散的海量可中断负荷集中起来进行精准控制，在特高压电网故障等应急场景中，通过毫秒级、秒级精准负荷控制手段，保障电网在应急场景下的瞬时、短时平衡；另一方面，通过电网与电源、负荷三者的友好互动方式，对用户侧空调、电动汽车、储能等柔性负荷进行调控，保障电网在非应急场景下的时段平衡，实现削峰填谷。”江苏电力营销部市场处处长杨斌告诉记者。

随时可中断的用电和柔性调控空调

位于江苏省南京市中心的珠江壹号是一座集商场、宾馆、写字楼为一体的大型综合体。在金鹰天地购物中心总配电房内，一个像冰箱大小的柜子便是智能网荷互动终端。通过这种终端，江苏电网可毫秒级切除客户负荷，使电网脱离紧急事故。

珠江壹号用电典型负荷约为4500千瓦。通过互动终端接入可中断回路0.4千伏出线6回，可控负荷达1800千瓦，可中断负荷占用电负荷比例约为40%。

智能网荷互动终端是“江苏大规模源网荷友好互动系统”中“大规模源网荷精准负荷控制子系统”安装在用户侧的部分。“大规模源网荷精准负荷控制子系统”是“江苏大规模源网荷友好互动系统”中面向应急场景的子系统，共设置4个控制主站，16个控制子站，主要功能是统计本终端可切负荷总量并上送至对应控制子站，并执行切负荷命令。据介绍，源网荷友好互动系统要求用户侧终端能够毫秒级切除用户可中断负荷。

“在推动清洁能源发展的背景下，我国电力系统面临两大现实难题：一是清洁能源发展迅速但消纳不足，清洁能源安全传输对电网的压力增大；二是清洁能源的波动性叠加用户负荷的不确定性带来电网供需平衡问题突出。作为受端的江苏电网安全稳定运行压力增大，投入巨资建设年利用小时低的调峰电厂将会造成社会资源的极大浪费。”杨斌介绍说，“江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程”就是基于这种背景而建立的。

“近年来，江苏空调负荷高速增长，已成为夏（冬）季负荷尖峰的主要因素。2018年，江苏全省最高负荷达到10288万千瓦，其中空调负荷占比36%，而南京地区空调负荷更是高达50%。”杨斌说。

在珠江壹号的空调监控平台上记者看到，写字楼空调系统一共接入了冷水机组2台、冷冻水及冷却水泵4台、冷却塔6台。以上设备满负荷时功率约为1000千瓦，柔性调控最大可控负荷约为300千瓦。

基于空调削峰子系统，2017年7月25日，江苏电网通过主站调控空调负荷用户参与需求响应1497户（中央空调+分散空调），用户空调负荷降低24万千瓦。珠江壹号参与了当日13时~13时30分的实时需求响应，合计降低负荷386.14千瓦，获得激励收益11584.2元。

多时间尺度可灵活组合的负荷控制

“江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程”建立了一个庞大的系统。它通过创建“源随荷动、荷随网动”的大规模源网荷友好互动模式，从电网态势感知技术、优化决策技术、协调控制技术、负荷恢复技术、用户负荷感知技术、负荷预测、柔性调控技术以及效果评估技术等方面进行研究，构建了面向应急场景与非应急场景的两种响应模式。

面向应急场景的子系统由适应毫秒级和秒级的大规模源网荷精准负荷控制子系统和智能网荷互动终端构成。通过对工业和商业用户的改造，在感知电网相关故障后，通过全网协调控制和负荷快速响应实现电网瞬时平衡。

面向非应急场景，开发了空调削峰子系统及需求响应子系统。空调削峰子系统通过需求响应终端对工商业非工空调进行动态感知和分钟级柔性调控。针对工业和居民用户，需求响应子系统可以引导签约用户参与电网互动，实现小时、日内或日前的需求响应。

据介绍，源网荷友好互动系统建设中，最大难点在于如何协助用户将可中断负荷细分并接入源网荷友好互动系统。为此，江苏电力深入研究用户侧各类负荷特性，挖掘可中断负荷价值，将空调、照明、工业非连续性生产负荷纳入可中断负荷范围，该类负荷中断不会对用户生产生活造成实质影响。

2017年5月24日，项目组进行了锦苏直流实切验证，人工闭锁直流303万千瓦。共有233户用户参与了实切验证，江苏精准切负荷系统动作准确率100%，245毫秒内切除全部参与签约用户，共计25.5万千瓦，与华东频率控制系统一起迅速填补了锦苏特高压直流闭锁造成的有功功率缺失，验证了大规模源网荷友好互动系统保障大电网安全的有效性。

截至目前，在负荷控制领域，江苏省已完成工业用户源网荷改造1726户，完成非工空调改造2715户，居民主动需求响应改造20.8万户；在负荷控制能力提升方面，实现秒级可中断负荷376万千瓦，毫秒级可中断负荷260万千瓦，各项指标均远超申报书要求。

在2018年春节期间，基于需求响应子系统，江苏电力组织国内最大规模“填谷”需求响应，单次最大提升低谷用电负荷168万千瓦，3日累计提升低谷用电负荷928万千瓦，促进新能源消纳7424万千瓦时。2018年10月1~3日，江苏电力开展国内首次通过竞价模式的填谷电力需求响应，在凌晨和腰荷两个时段的平均响应负荷分别达到59.68万千瓦和79.93万千瓦，最大提升低谷用电142万千瓦，通过竞价方式节约激励资金67.5万元。

建立两种场景合理可行的商业模式

“互联网+”智慧能源首批示范项目除了先进的技术架构外，产业化和经济社会效益也是考察的重点内容之一。

江苏电力针对应急场景与非应急场景下的源网荷互动形式制定了合理可行的商业模式，在政府部门的监督下，电网公司负责运营资金池，通过主动需求响应的尖峰电价机制获得收益，并用于补偿主动需求响应的可中断负荷机制、精准切负荷机制与柔性负荷调控机制的支出。

“面向应急场景商业模式，我们综合考虑了企业与用户的接受程度，针对切负荷时间及用户损失，制定了切负荷的激励标准。当负荷中断持续时间在0~10分钟时，激励标准为20元/千瓦；当中断持续时间为10~30分钟时，激励标准为50元/千瓦；若中断持续时间为30~60分钟时，激励标准则为100元/千瓦。

截至目前，全省已签订源网荷友好互动协议1726份，累计支付激励资金537.35万元。”杨斌说。

面向非应急场景的友好互动商业模式则分为柔性负荷调控与主动需求响应两种形式。其中，柔性负荷调控商业模式是通过市场化方式引导用户削减或转移尖峰用电需求。据悉，柔性负荷调控激励标准分三个类别：小于等于60分钟，电价标准为30元/千瓦；60~120分钟为36元/千瓦；大于等于120分钟为45元/千瓦。

主动需求响应商业模式分为面向工商业用户与居民用户两种。其中面向工商业用户的商业模式包括尖峰电价机制与可中断负荷机制。尖峰电价机制一般在每年七八月份执行，当日最高气温超过35摄氏度（不含），针对315千伏安及以上大工业用户，在10时~11时，在原价格基础上，每千瓦时增收0.1元。可中断负荷电价政策是针对通过需求响应临时性减少的可中断负荷，按照其响应类型和响应速度实行可中断负荷电价激励。

“项目应用了基于‘互联网+’市场模式的源网荷储运营机制，实现非工业柔性调控2715户，工业刚性调控1726户，主动需求响应20.8万户的接入，通过需求侧响应激励机制，可中断负荷商业化运营机制，引导电力市场主体积极参与产业链上下游的互动，为提升整个产业链的经济效益和社会效益奠定基础。”以中国科学院周孝信院士为组长的验收组在“通过验收”的意见中评价说。

据介绍，截至2018年底，三期项目工程资金总投资14.6亿元，可获经济效益达453.66亿元，其中直接经济效益（新增售电效益）2.33亿元，间接效益（包括可避免容量成本、可避免输配电网成本）达451.33亿元。