AcrelEMS企业微电网能效管理系统-为电力需求侧管理提供解决方案

摘要：近年来全国用电负荷特别是居民用电负荷的快速增长，全国范围内夏季、冬季用电负荷“双峰”特征日益突出，恶劣气候现象多发增加了电力安全供应的压力。具有随机性、波动性、间歇性特征的可再生能源大规模接入电网对电力系统的稳定性带来新的挑战，同时社会各方面对电力安全稳定供应的要求不断提高，迫切需要兜牢电力安全保供的底线。在这种情况下国家发改委5月19日就《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》和《电力负荷管理办法（征求意见稿）》向社会公开征求意见，此次公开征求意见的时间为2023年5月19日至2023年6月18日。

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1 主要内容

《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》根据2017年发布的《电力需求侧管理办法》修订形成，《电力负荷管理办法（征求意见稿）》则在2011年发布的《有序用电管理办法》基础上修订形成。

发改委在《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》修订说明中指出，电力需求侧管理是指加强全社会用电管理，综合采取合理可行的技术、经济和管理措施，优化配置电力资源，在用电环节实施需求响应、节约用电、电能替代、绿色用电、有序用电，推动电力系统安全降碳、提效降耗。电力需求侧管理将发挥需求侧资源潜力，加速源网荷储协同互动，助力新型电力系统和新型能源体系建设中发挥重要作用。

相较现行《电力需求侧管理办法》，《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》新增需求响应章节，指应对短时的电力供需紧张、可再生能源电力消纳困难等情况，通过经济激励为主的措施，引导电力用户根据电力系统运行的需求自愿调整用电行为，实现削峰填谷，提高电力系统灵活性，保障电力系统安全稳定运行，促进可再生能源电力消纳。

《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》指出，到2025年，各省需求响应能力达到至大用电负荷的3%~5%，其中年度至大用电负荷峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上。到2030年，形成规模化的实时需求响应能力，结合辅助服务市场、电能量市场交易可实现电网区域内可调节资源共享互济。

结合全国电力负荷管理工作面临的新形势、新要求、新内涵，《电力负荷管理办法（征求意见稿）》同样新增了需求响应章节，除此之外，《电力负荷管理办法（征求意见稿）》还细化了有序用电要求，新增了系统支撑章节。

《电力负荷管理办法（征求意见稿）》指出，所谓有序用电，是指在可预知电力供应不足等情况下，依靠提升发电出力、市场组织、需求响应、应急调度等各类措施后，仍无法满足电力电量供需平衡时，通过行政措施和技术方法，依法依规控制部分用电负荷，维护供用电秩序平稳的管理工作。

《电力负荷管理办法（征求意见稿）》明确，不得在有序用电方案中滥用限电措施，影响正常的社会生产生活秩序。不得以国家和地方节能目标责任评价考核的名义对用能企业、单位等实施无差别的有序用电。

《电力负荷管理办法（征求意见稿）》还明确提出，制定有序用电方案时，有五类应被限制：包括违规建成或在建项目，产业结构调整目录中淘汰类、限制类企业，单位产品能耗高于国家或地方强制性能耗限额标准的企业，景观照明、亮化工程和其他高耗能、高排放、低水平企业。

在系统支撑方面，《电力负荷管理办法（征求意见稿）》指出，各地电力运行主管部门、能源监管机构、电网企业、电力用户应加强新型电力负荷管理系统的建设、运维及安全监管。

新型电力负荷管理系统包括用于对电力用户、负荷聚合商、虚拟电厂等开展负荷信息采集、预测分析、测试、调控、服务的软硬件平台，是开展电力需求侧管理的信息技术辅助系统，是负荷管理工作的重要实施平台。

2 实施电力需求侧管理和电力负荷管理的意义

在“双碳”目标背景下，发电侧新增装机以风电、光伏等清洁可再生能源为主，但在现有技术条件下，风电和光伏发电尚难以提供稳定且可调节的出力。为了保障电力供应的稳定性和可靠性，电力需求侧管理逐渐成为保障电网安全稳定、优化能源结构的必要手段。电力需求侧管理是通过调整和控制用户的用电行为，实现电力系统供需平衡，提高能源利用效率。实施电力需求侧管理可以通过改变用户用电行为降低负荷峰值，提高电网利用率、保障电力安全、缓解新能源接入压力。

延缓电网投资，提升电网利用率

电力需求侧管理可以通过合理安排用户用电行为，调节用电负荷，优化电网负载分布，从而延缓电网投资的需求，降低电网运营成本。一方面，电力需求侧管理能够通过实现清洁用能等目标，优化用电结构，降低对电网的负荷压力，减少对电网的扩建需求。另一方面，电力需求侧管理还可以通过建立灵活的市场机制，提高电网利用效率，降低电网调度成本，推动电网的升级改造和智能化建设，进一步提高电网的利用率和运行效率。

降低尖峰负荷，保障电力安全

电力需求侧管理可以通过分时段的电价差异或者奖励机制，引导用户在高峰时段减少用电或者转移用电，从而降低尖峰负荷。尖峰负荷容易导致电力供应短缺、电压不稳、设备损坏等问题，严重威胁到电力系统的安全稳定运行。实施电力需求侧管理可以通过采用降低用电峰值、平移负荷谷值、提高谷负荷、调整负荷曲线等多种方式，有效控制尖峰负荷，避免电力系统因为尖峰负荷过高而引发的供需失衡问题，减少电力系统运行压力，降低发生供电不足的风险，保障电力系统的安全和可靠运行。

提升系统灵活性，缓解新能源接入压力

电力需求侧管理可以提升电力系统的灵活性和适应性，降低新能源接入对电力系统的影响，减少新能源波动对电网的影响，降低调度成本。电力需求侧管理还可以通过改变用户能源消费结构，鼓励使用分布式能源、储能系统等新技术的方式，进一步缓解新能源接入压力，提高了系统的可靠性。

系统推进电力需求侧管理深化和升级，减轻高峰用电负荷压力，实现节约用电、环保用电、绿色用电、智能用电、有序用电，促进电力系统安全稳定运行与高质量发展。具体来说，应做好以下3个方面的工作。

一是坚持市场化改革，优化电力市场体制实施市场调节机制

利用电价差异化、用电峰谷电价制度等方式，引导用户在用电高峰期时适度降低用电，从而调节用电负荷，减轻供电系统压力；建立透明度高、公正规范的电力市场环境，推进电力市场化改革，完善市场化体系和市场监管机制，提高市场竞争力；建立电力交易平台，提供信息交流、交易撮合等服务，为电力市场提供更加便捷、透明的交易服务；加强市场监管，防止市场垄断，保障市场公平竞争，防止市场失灵，提高市场交易的效率和公正度。

二是坚持节约用电，推广需求响应积极

推广需求响应，加强需求响应顶层设计，明确规范要求，推动需求响应纳入电力规划，健全需求响应激励机制，鼓励引导大工业用户参与实时需求响应改造；制定节能标准，限制能耗大的行业在特定时间段的用电量，企业建立完善的节能管理体系，制定自主的节能标准和措施；完善用电峰谷电价制度，结合新能源出力实际情况，调整差异化电价，引导用户在峰谷电价差异较大的情况下，调整用电行为，降低高峰用电负荷；加大节能措施推广力度，政府通过财政补贴等方式，推广使用节能灯具、节能家电、新能源设备，鼓励企业、居民、公共机构等采用节能技术措施。

三是坚持技术支撑，提升数字化水平

推动信息通信技术、设施与能源领域深度融合，优化完善电力需求侧管理平台，利用大数据和人工智能技术，分析用电数据，实现用电预测和用电调度，调节用电峰谷负荷，减轻高峰用电负荷压力；利用大数据、人工智能等技术，建立用电监管平台，实现对用电情况的实时监测和控制，加强对用电行为的监管和管理；推广互联网+电力服务模式，实现对用户的精准服务，提高用户用电体验，引导用户在用电时有意识地降低用电量，降低高峰用电负荷。

3 电力需求侧管理和电力负荷管理数字化解决方案

《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》和《电力负荷管理办法（征求意见稿）》的出台正逢其时，结合了新型电力系统实际问题，为缓解电力供需矛盾提供了政策支持和解决方案。据报道，近期全国多地成立市/县级电力负荷管理中心，标志着各地在电力负荷管理系统的建设改革迈出了实质性的关键一步，对加快推进电力需求侧管理和电力负荷管理具有重要意义。比如宁波市能源大数据管理中心(电力负荷管理中心)已接入宁波1万余户规上企业及3079家用能企业用能数据、698个公共建筑单位空调负荷数据，上线了公共建筑空调负荷管理、产业园能源管理、绿色工厂能源监测等20余项能源大数据产品。

AcrelEMS企业微电网能效管理系统实现企业级微电网的需求管理和负荷管理，结合物联网、大数据技术，可实现企业电网电力监控、能耗统计、负荷预测、照明控制、主要负荷监控、充电桩运营管理、光伏发电监控、储能管理、需求响应等功能，提高企业配电和用电智能化，帮助企业实现用电可靠、安全、节约、有序用电。同时系统可以作为区域电力需求侧平台和电力负荷管理平台的子系统，接受上级平台的需求响应指令，成为电力需求侧管理和电力负荷管理系统建设的基础，安科瑞作为电力需求侧管理服务机构，一直以来为企业提供需求侧管理和负荷管理解决方案。

图1 AcrelEMS企业微电网能效管理系统网络结构

图2 安科瑞电力需求侧管理服务机构能力评定证书

3.1 电力监控

AcrelEMS对企业高低压变配电系统的变压器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜及电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、接点温度进行实时监测和控制，监测企业微电网主要回路的电能质量并进行治理，对故障及时处理并发出告警信息，提高企业供电可靠性。

图3 电力监控功能

3.2光伏发电监控

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

图4 光伏发电监控

3.3储能管理

监测储能系统（EMS）、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行模式、控制策略，监测电池电流、温度、SOC/SOH，检测系统绝缘状况，并根据企业峰谷特点和电价波动以及上级平台指令设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电，实现削峰填谷，降低企业用电成本。  

图5 储能系统监控

3.4功率预测

系统基于历史负荷数据，结合天气因素、企业生产计划等，预测企业下个周期的功率需求和光伏发电功率曲线，为企业提前安排能源计划、申报需求响应提供数据支持。

图6 发电功率预测

3.5 能耗分析

采集企业电、水、燃气等能源消耗，进行分类分项能耗统计，计算单位面积或单位产品的能耗数据以及趋势，对标主要用能设备能效进行能效诊断，计算企业碳排放，为企业制定碳达峰、碳中和路线提供数据支持。

图7 能耗分析功能

3.6 照明负荷控制

智能照明控制功能可以根据企业情况实现定时控制、光照感应控制、场景控制、调光控制等，并结合红外传感器、超声波传感器，实现人来灯亮、人走灯灭，并可以根据系统的控制策略实现集中控制，为企业节约照明用电。

图8 照明控制功能

3.7 充电桩负荷管理 

监测企业充电桩的运行状态，提供充电桩收费管理和状态监测功能，并根据企业负荷率变化和需求侧管理平台指令调节充电桩功率，使企业微电网安全平稳运行，响应上级平台的功率需求。

图9 充电桩管理

3.8 需求管理

根据企业负荷波动数据，再结合上级平台的调度指令，决定以何种方式参与电网需求响应，平台可通过给储能系统下发控制策略，调整充发电时间。平台在需求响应时间段调整可控负荷功率，停止给可中断负荷供电，并且可以根据企业可控负荷数据制定需求响应控制策略，实现一键响应。

图10 需求响应示意图

3.9 电力需求侧管理相关硬件设备

电力需求和负荷管理需要软件配合各种电力监测和控制设备来实现，具体包括高低压综合保护和监测产品、电能质量监测治理设备、各类智能电表、物联网电表、照明控制传感器、充电桩、接点测温、远程控制设备等，安科瑞可以为企业侧电力需求和负荷管理提供一站式服务。

4 结束语

电力需求侧管理是基于全社会用电企业的数字化系统，做好电力需求侧管理需要从企业微电网的智能化管理开始。而电力需求侧管理是平衡电力供需的重要手段，是提升社会用能管理水平的基础保障，是实现清洁能源消纳和能源可持续发展的关键路径。在中国现代化能源体系建设过程中，电力需求侧管理将继续发挥重要作用，推动我国能源消费方式和能源供应方式的转型升级，实现经济发展和环境保护的双赢。

作者简介

简婷，女，安科瑞电气股份有限公司，主要从事企业微电网能效管理系统的研发与应用。

审核编辑 黄宇