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能源互联网下的综合需求侧响应

时间:2016-12-26 11:13来源: 未知作者:苏娟,中国农业大学信

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   随着化石能源枯竭和环境 污染问题加重,传统能源发展结 构与人类社会发展需求之间的矛 盾日益尖锐,世界范围内对能源 供给与结构转变的需求愈发强 烈。能源、互联网、智能电网等 技术的快速发展,促进了能源在 生产、传输、消费等各环节的革 命。2015 年的政府工作报告中, 李克强总理明确指出并制定了 “互联网+”行动计划,把“互联 网+智慧能源”列为重点行动领 域之一。
    能源互联网正是能源和互联 网深度融合的产物,已经成为当 前国际学术界和产业界关注的新 焦点,也是能源行业继智能电网 后又一前沿发展方向和重要课题。 在能源互联网背景下,传统的电力 需求侧响应将逐步向综合需求侧响 应方向发展。综合需求侧响应是能 源互联网中实现用户深度参与系统 调控,传递能源市场价格信号,参 与能源市场的重要切入点。

综合需求侧响应的概念
    综合需求响应(Integrated demand response,简称IDR)的概念由传统电力需求侧响应衍生而 来,与能源互联网中多能源互联 网络以及多能源市场具有强伴生 关系,是电力需求侧响应理论在 能源互联网中的扩展。IDR是指终 端用户利用用户侧的多能源智能 管理系统,根据电力市场、天然 气市场、碳交易市场等多个能源 市场的价格水平和激励措施主动 发生的日常用能模式的改变。是 一种能源互联网中供需双侧资源 协调优化,提高用户用能的可替 代性,约束能源供应侧的市场力, 平抑未来分散化能源市场中的价 格波动,提高能源互联网中多能 源系统以及多能源市场的运行稳 定性和运行效率的机制和手段。

综合需求响应的机遇与挑战
    能源互联网将互联网技术与 互联网理念融合到传统能源行业, 其发展思路是建立能源共享平台, 从而调动大众参与,最终最大限 度地开发利用可再生/清洁能源。 这种能源行业新的变革为用户侧 带来了新的机遇与挑战。
    第一, 多能互补提高能源 利用率与用户灵活性。能源互联 网建立能源共享网络,能源以电 能为基本形式,允许多种能源形 式的互联互通和综合应用。未来 用户侧的用能形式将打破现有固 定模式,用户可以根据需要、经 济性、环保需求等多方面的因 素任意选择用能模式,增加了用 户用能的灵活性。用户的多能源 互补协同利用,降低了系统的运 行成本,实现用户与运营主体之 间的双赢和更大范围的能源综合 利用。同时,多种能源互补,也 增强了能源系统的可靠性,在一 种类型能源网络出现故障或者 局部、个别时段的能源短缺时, IDR 能够激励用户在不同时段通 过不同类型能源转换的方式进行 能量补充。
    但是,多种能源互联也受到 能源物理属性的约束,如传输距 离与容量与损耗有相应的优化关 系;无法精确追溯所用能源由哪 一个供应方提供等,使得IDR在调 度优化和成本分摊等方面存在一些 技术难题。另外,技术方面,用户 侧多种能源智能管理系统、能源集 线器等技术也是未来研究的关键。
    第二,多种角色切换提高用户参与度。在能源互联网中每个 用户/应用都是该网络的参与建 设者,即同时具有能源消费者、 储存者、提供者三重角色。这种 以互联网方式大众开发、利用能 源的方式,使得终端用户变被动 为主动,提高了用户在系统运行 和能源市场中的参与程度,充分 挖掘用户需求侧的调节潜力。多 类型的能源存储设备使得在需求 侧能够以较低的成本实现能量存 储,平抑高比例可再生能源能源 系统中能源供给的波动性,实现 可再生能源的充分利用。
    但是,用户的多角色切换, 是一种多方主体的利益博弈。对 用户而言,如何在有限的信息下 确定自身用能策略,获得利益最 大化是一项重要的挑战;对于系 统而言,用户行为多变,如何对 用户行为进行建模,考虑用户不 同能源需求之间的可替代性等问 题,建立综合能源优化运行控制 策略需要进一步深入研究。
    第三,互联商业机制营造市 场环境。能源互联网在能源共享 平台基础上,存在类似互联网的 商业机制,允许用户之间以及用 户与平台之间进行灵活的能量交 易。在能源消费侧,用户关于不 同形式能源的需求是可调整、可 转化的;在能源供应侧,将出现 多家竞争性的能源服务供应商, 甚至用户本身也可以成为能量供 应者。能源互联网将以互联网信 息为纽带,营造市场环境,孕育 出多样化的商业主体,如能源聚 合商、平台运营商、虚拟电厂等。 从而产生新的商业模式,如“电、 热、冷、气”多能互补能源套餐、 能源金融交易、低碳交易等用户 个性化增值服务。丰富的商业模 式使用户侧从原有单一单次服务 向持续满足并激发新需求转变, 大幅度提升用户需求的满足程度。 一方面,创新服务商的出现使原 有分散的用户资源集中化,形成 具有一定规模、互动调节和博弈 能力的市场参与主体,使IDR更能 发挥其资源调节的作用,提升了 能源互联网的调节能力;另一方 面,多种商业模式的阐述,使综 合需求侧管理的手段与内涵变得 更加丰富,实施和参与需求侧管 理的主体也逐渐多元化, 形成对社 会、企业和用户多方共赢的局面。
    完善的多能源市场运营机制 是IDR能够有效实施的关键,为用 户提供以IDR为核心的综合能源服 务将是未来能源供应商的重要盈 利模式。因此,多能源市场运营 模式、市场价格机制、激励机制、 能源辅助服务市场机制等研究也 将是未来研究的重点。

实施综合需求响应建议
    IDR是推动能源综合利用的 重要手段,有效实施综合需求响 应需要从以下几个方面进行推动。
    第一,能源互联网技术进步 推动IDR顺利实施。能源互联网是 实施IDR的载体,通过能源互联网 技术的完善,推动IDR技术支持系 统的构建。如标准化即插即用接 口技术、能源转化和综合利用技 术、控制和调度技术、储能技术、 用户智能能源管理技术等。
    第二,多能源市场运营模式 创新。完善的市场机制,是需求 响应实施的条件。整合电力、油 气、可再生能源等能源市场,建 立各能源形式的耦合关系,还原 能源的商品属性,形成统一交易 的综合能源市场模式或服务模式。 鼓励新的市场主体参与市场,提 供创新综合能源服务。
    第三,顶层设计,建设试点 分步推进。从全国布局,做好顶 层设计并推进综合需求侧管理的 实施,加大中央和地方政府投入, 建设IDR试点。通过多种试点的建 设,积累IDR实施经验。从家庭型 综合需求侧响应、逐步实现建筑 型、社区型、城市型、国家型需 求侧响应机制。
    电力需求侧响应随着能源互 联网技术的发展,逐渐衍生出来 新的形态和模式,形成了综合需 求侧响应。结合能源互联网的关 键特征,分析综合需求侧响应面 临的机遇和技术上需要解决的问 题,并提出发展实施建议,将为 能源互联网下的综合需求侧响应 实施与发展提供参考。 
(责任编辑:admin)
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