程紫運(yùn)，田云飛，戴繼新，陳兆雁，潘雨情，李 彬

（1.國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司發(fā)展事業(yè)部（經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院），蘭州 730050；2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)甘肅省電力設(shè)計(jì)院，蘭州 730050；3.華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206）

0 引言

2020年9月，我國(guó)提出“碳達(dá)峰、碳中和”的雙碳目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)加大政策和措施投入，構(gòu)建新型能源體系。2021 年3 月，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議提出電力體制改革，推進(jìn)可再生能源對(duì)化石能源的替代，構(gòu)建以新能源為主體的低碳清潔安全高效的新型電力系統(tǒng)[1]。隨著傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，可再生能源高比例投入、智能電網(wǎng)快速發(fā)展，可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性給電力系統(tǒng)的供需平衡帶來(lái)挑戰(zhàn)，僅靠調(diào)節(jié)電源側(cè)出力帶來(lái)的高設(shè)備損耗、高經(jīng)濟(jì)成本及棄風(fēng)棄電等問(wèn)題使得當(dāng)前電網(wǎng)供需矛盾更加突出[2]。需求響應(yīng)資源作為一類可調(diào)節(jié)潛力巨大的資源被考慮參與解決供需不平衡問(wèn)題，基于智能電網(wǎng)及智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)備等技術(shù)對(duì)負(fù)荷的可調(diào)節(jié)潛力進(jìn)行分析，引導(dǎo)用戶負(fù)荷參與維持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。除了通過(guò)改變運(yùn)行功率參與系統(tǒng)調(diào)峰外，可調(diào)節(jié)負(fù)荷也可進(jìn)行調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務(wù)，因此對(duì)可調(diào)節(jié)負(fù)荷尤其是占比很高的溫控負(fù)荷參與電網(wǎng)的響應(yīng)互動(dòng)研究具有重要意義[4]。

我國(guó)政策法規(guī)中明確指出需求側(cè)資源在電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，提出要為需求響應(yīng)資源的有效利用提供有力的政策和措施支持，構(gòu)建完備的市場(chǎng)機(jī)制[5]。溫控負(fù)荷是造成夏冬季用電峰谷的主要原因，各地近兩年來(lái)為應(yīng)對(duì)高峰用電發(fā)布了一系列通知。2020 年山東省能源局發(fā)布針對(duì)參與電力需求響應(yīng)的相關(guān)補(bǔ)償公告，鼓勵(lì)引導(dǎo)用戶參與需求響應(yīng)的積極性。2021 年國(guó)家相關(guān)政策指出要充分發(fā)揮出負(fù)荷資源的可調(diào)節(jié)能力，推動(dòng)“源荷互動(dòng)”的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)需求側(cè)資源的管理，充分發(fā)揮負(fù)荷側(cè)資源調(diào)峰潛力，在保障負(fù)荷側(cè)用電的同時(shí)緩解電網(wǎng)供需壓力。

新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建使得需求響應(yīng)的實(shí)現(xiàn)環(huán)境發(fā)生改變，對(duì)于需求側(cè)資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的政策及機(jī)制都要變革，智能電網(wǎng)的推進(jìn)加大了電力系統(tǒng)中智能設(shè)備的投入，支撐用戶參與需求響應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)也需發(fā)展。本文以溫控負(fù)荷為主要研究對(duì)象，從溫控負(fù)荷調(diào)控優(yōu)勢(shì)出發(fā)分析溫控負(fù)荷在新能源體系下參與需求響應(yīng)的發(fā)展思路，以及對(duì)其參與電網(wǎng)靈活互動(dòng)的相關(guān)作用進(jìn)行研究。

1 溫控負(fù)荷互動(dòng)特征及互動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 溫控負(fù)荷參與互動(dòng)的特性分析

溫控負(fù)荷是指空調(diào)、電熱水器等可以加熱或者制冷的設(shè)備，通過(guò)調(diào)節(jié)溫控負(fù)荷的溫度改變其耗電量及運(yùn)行功率，從而實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)。溫控負(fù)荷數(shù)量和種類較多，位置分布廣泛，其中以商業(yè)樓宇中的中央空調(diào)以及居民用戶中溫控負(fù)荷為主，是夏季用電高峰中的主要用電負(fù)荷。在用電高峰期對(duì)空調(diào)溫度在人體可接受范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)控，對(duì)人體舒適度無(wú)太大影響，但若對(duì)大量空調(diào)進(jìn)行溫度控制，能對(duì)電網(wǎng)提供一個(gè)較大的用電可調(diào)節(jié)容量。作為一類優(yōu)質(zhì)的需求響應(yīng)資源，溫控負(fù)荷具有以下優(yōu)勢(shì)。

（2）溫控負(fù)荷響應(yīng)速度快，設(shè)備的啟停方便且反應(yīng)迅速，能夠?qū)崿F(xiàn)在分鐘級(jí)甚至微秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)對(duì)收到的負(fù)荷調(diào)節(jié)指令進(jìn)行響應(yīng)，改變運(yùn)行功率[6]。

（3）溫控負(fù)荷參與需求響應(yīng)的調(diào)控成本低，在一定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)對(duì)負(fù)荷調(diào)控不會(huì)給用戶用電體驗(yàn)帶來(lái)較大影響。溫控負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)控可以減少電源側(cè)的能源浪費(fèi)以及設(shè)備損耗，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益[7]。

（4）溫控負(fù)荷作為負(fù)荷側(cè)資源，主要分布在用戶側(cè)，調(diào)控靈活，能夠?qū)δ茉催M(jìn)行就地消納，實(shí)現(xiàn)就地功率平衡，維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[8]。

1.2 溫控負(fù)荷參與消納支持技術(shù)

當(dāng)電網(wǎng)供需不平衡時(shí)，溫控負(fù)荷通過(guò)改變運(yùn)行功率參與系統(tǒng)功率平衡調(diào)節(jié)。終端智能用電檢測(cè)設(shè)備將負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給負(fù)荷聚合商，負(fù)荷聚合商將負(fù)荷可調(diào)節(jié)潛力上傳給調(diào)度控制中心，調(diào)度中心估計(jì)出收到的各負(fù)荷信息的可調(diào)節(jié)容量，并將調(diào)控任務(wù)下發(fā)至各用戶，用戶側(cè)執(zhí)行調(diào)控指令來(lái)調(diào)整負(fù)荷的運(yùn)行功率。負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)獲取、信息傳達(dá)分發(fā)等需求響應(yīng)過(guò)程都需要一定的技術(shù)支持，主要包括高級(jí)量測(cè)技術(shù)、智能控制技術(shù)和信息通信技術(shù)[9]。

高級(jí)量測(cè)技術(shù)作為一種新型信息技術(shù)，主要用于對(duì)用戶用電信息的監(jiān)測(cè)、測(cè)量、采集、存儲(chǔ)和對(duì)用電信息的運(yùn)用等。高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)由安裝在調(diào)度部門的量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和安裝在用戶側(cè)的智能監(jiān)測(cè)電表及兩者之間的通信網(wǎng)絡(luò)組成。高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)通過(guò)智能終端設(shè)備獲取用戶側(cè)功率、電壓電流等用電數(shù)據(jù)并上傳給數(shù)據(jù)管理中心，電網(wǎng)公司根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，實(shí)現(xiàn)雙向信息通信[10]。支撐小型溫控負(fù)荷參與電網(wǎng)互動(dòng)的高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 支撐小型溫控負(fù)荷參與電網(wǎng)互動(dòng)的高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 Advanced measurement system architecture supporting small temperature control load to participate in power grid interaction

智能控制技術(shù)是為了更好地實(shí)施需求響應(yīng)任務(wù)的自動(dòng)化技術(shù)，家用能量管理系統(tǒng)是現(xiàn)有發(fā)展較為成熟的智能控制系統(tǒng)，由網(wǎng)關(guān)互聯(lián)的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)構(gòu)成。引導(dǎo)用戶參與需求響應(yīng)的機(jī)制多為價(jià)格控制和激勵(lì)控制，廣域網(wǎng)中負(fù)責(zé)下發(fā)調(diào)控任務(wù)、價(jià)格及激勵(lì)信號(hào)，局域網(wǎng)中的自動(dòng)控制設(shè)備預(yù)先導(dǎo)入用戶負(fù)荷可調(diào)節(jié)范圍，在接收到調(diào)控指令后對(duì)負(fù)荷功率進(jìn)行調(diào)節(jié)[11]。

智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展離不開信息通信技術(shù)的支持，它是用于采集信息、交換信息、接收信息及分析處理信息的關(guān)鍵技術(shù)。負(fù)荷側(cè)資源參與系統(tǒng)新能源消納的安全高效實(shí)現(xiàn)必須依賴于可靠的信息通信技術(shù)。從終端處獲取用戶用電信息的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性、信息傳輸?shù)母咝О踩?、控制中心下發(fā)信息的及時(shí)完整性都是決定負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)實(shí)現(xiàn)效果的關(guān)鍵因素，因此信息通信的發(fā)展水平?jīng)Q定需求響應(yīng)的實(shí)現(xiàn)能力[12]。

1.3 溫控負(fù)荷參與互動(dòng)的架構(gòu)

小型溫控負(fù)荷數(shù)量較大且分布較分散，單體溫控負(fù)荷容量較小，對(duì)于調(diào)度部門來(lái)說(shuō)準(zhǔn)確獲知總體負(fù)荷特性且對(duì)單體負(fù)荷直接調(diào)控的工作較為困難。因此引入負(fù)荷聚合商，將在一定地理區(qū)域內(nèi)或具有某些相同特性的負(fù)荷資源進(jìn)行聚合，作為一個(gè)整體交由負(fù)荷聚合商集中調(diào)控[13]。溫控負(fù)荷聚合方式多為將某一區(qū)域范圍內(nèi)的負(fù)荷進(jìn)行整合，但這種聚合方式在特定調(diào)控目標(biāo)下并不能很好地發(fā)揮出負(fù)荷的可調(diào)節(jié)潛力，因此提出負(fù)荷的柔性聚合。因調(diào)控任務(wù)大多都有特定的調(diào)控目標(biāo)要求，如響應(yīng)速度迅速、響應(yīng)容量充足等，柔性負(fù)荷聚合便是預(yù)先設(shè)定多種實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景，制定應(yīng)對(duì)各種實(shí)施場(chǎng)景下的負(fù)荷聚合方案，在接收到調(diào)控指令后擇優(yōu)實(shí)施，最大程度的發(fā)揮負(fù)荷資源的可調(diào)節(jié)能力，溫控負(fù)荷參與需求響應(yīng)的實(shí)現(xiàn)更加高效[14]。溫控負(fù)荷參與需求響應(yīng)的調(diào)控架構(gòu)如圖2所示。

對(duì)某型電臺(tái)進(jìn)行測(cè)量，可測(cè)量的互調(diào)發(fā)射頻率為fc=|ft±fj|、fc=|2ft±fj|、fc=|3ft±fj|、fc=|2ft±2fj|和fc=|2fj±ft|.在以下圖示中，虛線表示直接利用測(cè)量數(shù)據(jù)得出的互調(diào)發(fā)射抑制比，實(shí)線表示采用式(22)的方法對(duì)處理后得出的互調(diào)發(fā)射抑制比.根據(jù)3.1節(jié)測(cè)量鏈路配置的原則，固定衰減器1的衰減量為0dB，固定衰減器1的衰減量為10dB，定向耦合器耦合度為20dB.

圖2 溫控負(fù)荷參與需求響應(yīng)調(diào)控架構(gòu)Fig.2 Temperature control load participating in demand response regulation framework

2 小型溫控負(fù)荷參與電網(wǎng)互動(dòng)的發(fā)展思路

溫控負(fù)荷作為一類可參與新能源消納的優(yōu)質(zhì)資源，因其調(diào)度靈活和巨大調(diào)節(jié)潛力得到重視，但由于應(yīng)用時(shí)間較短，溫控負(fù)荷潛力開發(fā)受到現(xiàn)有電力市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制、技術(shù)發(fā)展、管理及政策等發(fā)展的限制，因此為充分發(fā)揮溫控負(fù)荷參與電網(wǎng)靈活互動(dòng)的潛力，需要積極創(chuàng)新并進(jìn)一步完善各體系機(jī)制[15]。

2.1 管理層面

在化石能源成本過(guò)高或者電力供應(yīng)不足的情況下，將負(fù)荷側(cè)資源作為解決電力短缺問(wèn)題的可行方案，通過(guò)電力公司對(duì)用戶進(jìn)行合理的需求管理，以最優(yōu)的方式利用負(fù)荷側(cè)資源，降低用電高峰期對(duì)電力負(fù)荷管理的資源消耗[16]。負(fù)荷側(cè)資源管理作為綜合資源規(guī)劃的重要組成部分，已成為新型電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部分。電力系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)改變使負(fù)荷資源管理進(jìn)入到一個(gè)變革的新時(shí)代，為加快雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，充分利用負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)資源，將對(duì)負(fù)荷資源的管理納入政府工作范圍，制定規(guī)范統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)。

負(fù)荷側(cè)資源管理為用戶的用電時(shí)間和用電總量提供參考和引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷削減或負(fù)荷轉(zhuǎn)移，減少電網(wǎng)和電費(fèi)的壓力。負(fù)荷管理的重點(diǎn)是要最大程度降低電網(wǎng)用電峰谷值，通過(guò)電力公司與終端用戶之間雙向通信改變用戶用電習(xí)慣，完成用電峰值時(shí)刻負(fù)荷削減或負(fù)荷由高峰期向低峰期的轉(zhuǎn)移。對(duì)于負(fù)荷資源管理要將保障居民用電放在首要位置，各地相關(guān)電力部門應(yīng)按照調(diào)控任務(wù)有序指揮錯(cuò)峰用電，確保不影響居民基礎(chǔ)用電，減少對(duì)用戶參與需求響應(yīng)積極性的影響，充分發(fā)揮負(fù)荷資源的可調(diào)節(jié)潛力。

考慮對(duì)負(fù)荷資源實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，在用戶側(cè)現(xiàn)場(chǎng)部署安裝傳感量測(cè)裝置，提取室內(nèi)溫度信息。通過(guò)走訪調(diào)研部分用戶，提取不同類型人群對(duì)溫控負(fù)荷的用能習(xí)慣，統(tǒng)一獲取每戶室內(nèi)溫度、戶內(nèi)成員構(gòu)成、房屋結(jié)構(gòu)等參量，挖掘其參與電網(wǎng)互動(dòng)的能力[17]。

2.2 技術(shù)層面

將負(fù)荷資源納入需求響應(yīng)發(fā)展初期，雖負(fù)荷資源潛力巨大，具有較好調(diào)控效果，但其潛力發(fā)揮卻受限于現(xiàn)有需求響應(yīng)技術(shù)發(fā)展。智能電網(wǎng)包含信息通信技術(shù)、高級(jí)量測(cè)技術(shù)等智能化技術(shù)，改變了用戶側(cè)基礎(chǔ)電力設(shè)施、電能消費(fèi)方式，因此為更好實(shí)現(xiàn)負(fù)荷資源參與系統(tǒng)調(diào)控效果，必須加快技術(shù)創(chuàng)新，技術(shù)支撐是實(shí)現(xiàn)負(fù)荷資源管理的重要環(huán)節(jié)。

利用負(fù)荷資源的首要任務(wù)是要對(duì)負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，針對(duì)既有老舊設(shè)備進(jìn)行信息化改造，通過(guò)加裝自動(dòng)控制裝置，使其具備與電網(wǎng)的互操作能力。針對(duì)智能電網(wǎng)中大面積覆蓋安裝的智能終端，對(duì)接終端設(shè)備配套云平臺(tái)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行智能化改造或者精細(xì)化感知，可以獲取溫控負(fù)荷在任意時(shí)刻的柔性可調(diào)節(jié)能力，滿足不同溫控負(fù)荷設(shè)備的數(shù)據(jù)信息共享，從而緩解當(dāng)下供需緊張的問(wèn)題。用戶的用電行為具有隨機(jī)性，因此對(duì)用戶負(fù)荷曲線的識(shí)別和分析困難，通過(guò)量測(cè)采集技術(shù)獲取用戶的所有用電信息數(shù)據(jù)并提供給負(fù)荷資源管理平臺(tái)，為調(diào)控中心了解負(fù)荷可調(diào)節(jié)容量、大規(guī)模需求響應(yīng)管理提供支撐。電力公司和終端用戶之間應(yīng)用先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)和智能電能表實(shí)現(xiàn)雙向通信，需要通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息通信的實(shí)時(shí)高效，確保雙方信息傳遞的完整性和安全性。

2.3 政策層面

隨著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展和售電側(cè)市場(chǎng)的打開，用戶用電的消費(fèi)行為發(fā)生變化，同時(shí)負(fù)荷資源政策的有效實(shí)施也受到影響。面對(duì)電力系統(tǒng)供需不平衡和基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題的挑戰(zhàn)，政府必須采取政策措施以支撐現(xiàn)有需求響應(yīng)的市場(chǎng)機(jī)制，使負(fù)荷側(cè)資源需求響應(yīng)能在滿足經(jīng)濟(jì)和環(huán)境條件的情況下有效實(shí)施。

目前對(duì)于負(fù)荷資源的調(diào)控形式較為單一，主要通過(guò)借助基于分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)、尖峰電價(jià)的價(jià)格型控制和基于與用戶簽訂合同的激勵(lì)型控制，但目前政府并無(wú)針對(duì)負(fù)荷資源管理的大規(guī)模資金投入，進(jìn)一步限制了負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)的大規(guī)模實(shí)施[18-20]。為了擴(kuò)大負(fù)荷資源調(diào)控規(guī)模，充分發(fā)揮負(fù)荷潛力，需要政府制定用電補(bǔ)貼政策、完善投資機(jī)制、加大投資力度，提高用戶參與需求響應(yīng)的積極性，推進(jìn)負(fù)荷資源大規(guī)模參與系統(tǒng)穩(wěn)定的長(zhǎng)效深入發(fā)展。

2.4 市場(chǎng)層面

在負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)的發(fā)展初期階段，由于市場(chǎng)機(jī)制的不完善，需求響應(yīng)并沒(méi)有作為電力市場(chǎng)主體被納入市場(chǎng)的交易化進(jìn)程中，同時(shí)用戶還未形成參與電力市場(chǎng)的意識(shí)，所以負(fù)荷資源參與電力市場(chǎng)輔助服務(wù)的作用也很難發(fā)展。

成熟的電力市場(chǎng)是推進(jìn)負(fù)荷資源調(diào)控順利實(shí)施的保障，要加快建立完善的電力市場(chǎng)需求響應(yīng)機(jī)制，在電網(wǎng)供需矛盾突出時(shí)為新能源消納提供有力的電力市場(chǎng)保障。鼓勵(lì)參與市場(chǎng)化交易的用戶負(fù)荷多元化，制定多場(chǎng)景需求響應(yīng)策略，完善電價(jià)補(bǔ)貼機(jī)制，重視負(fù)荷資源參與電力市場(chǎng)的主體地位，充分發(fā)揮出市場(chǎng)對(duì)資源分配的作用[21]。

3 溫控負(fù)荷參與電網(wǎng)靈活互動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)

溫控負(fù)荷作為負(fù)荷側(cè)資源也可看做是一類虛擬電源，和常規(guī)發(fā)電機(jī)組共同承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)節(jié)任務(wù)，除了用于用電高峰時(shí)期削減負(fù)荷緩解系統(tǒng)調(diào)峰壓力，溫控負(fù)荷同樣也可參與系統(tǒng)調(diào)峰、末端分布式交易等電網(wǎng)輔助服務(wù)，實(shí)現(xiàn)新能源消納，維持電力系統(tǒng)的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行[22]。

3.1 分層分區(qū)柔性靈活聚合技術(shù)

在用電高峰期若是依靠調(diào)節(jié)電源側(cè)出力將會(huì)面臨因頻繁啟停發(fā)電設(shè)備造成設(shè)備損耗、調(diào)控成本過(guò)高等問(wèn)題。溫控負(fù)荷作為總量較大的用電設(shè)備，若在用電高峰期削減運(yùn)行功率，緩解高峰時(shí)期用電量，將極大程度減輕電源側(cè)的調(diào)峰壓力，并具有較低的調(diào)控成本。同時(shí)，通過(guò)對(duì)負(fù)荷聚合商整合的溫控負(fù)荷如空調(diào)溫度調(diào)節(jié)很小的范圍就會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)荷功率削減效果，因此對(duì)用戶的影響也很小[23]。

通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)荷資源參與系統(tǒng)調(diào)峰效果顯著，現(xiàn)有控制方法主要是通過(guò)電價(jià)或激勵(lì)機(jī)制引導(dǎo)用戶參與到系統(tǒng)調(diào)峰。文獻(xiàn)[24]提出了以需求響應(yīng)方案激勵(lì)資金最小為目標(biāo)函數(shù)的激勵(lì)機(jī)制, 并根據(jù)合同客戶實(shí)際減少的負(fù)荷功率設(shè)計(jì)了獎(jiǎng)懲機(jī)制，優(yōu)化了激勵(lì)資金的分配。文獻(xiàn)[25]將用戶滿意度和價(jià)格考慮在內(nèi), 采用粒子群算法對(duì)電價(jià)曲線進(jìn)行優(yōu)化，建立合理的定價(jià)策略模型, 實(shí)現(xiàn)減少高峰需求帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.2 快速調(diào)頻確定性時(shí)延管理

系統(tǒng)頻率穩(wěn)定是系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)，當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)電量與用電量不平衡時(shí)便會(huì)發(fā)生頻率的偏移。系統(tǒng)頻率的恢復(fù)速度與系統(tǒng)的慣性相關(guān)，隨著新能源在電網(wǎng)中的比例越來(lái)越高，系統(tǒng)的慣性大幅降低，新能源發(fā)電的不可控性給電力系統(tǒng)功率平衡帶來(lái)挑戰(zhàn)[26]。繼續(xù)依靠傳統(tǒng)的通過(guò)改變電源側(cè)出力進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)的方法具有較差的經(jīng)濟(jì)性，且傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的爬坡速率慢，無(wú)法快速恢復(fù)系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。與發(fā)電側(cè)管理相比，需求側(cè)管理包括一系列降低電力消耗的策略，以平衡高峰時(shí)期電力市場(chǎng)的供需，負(fù)荷聚合模型作為需求側(cè)資源參與到系統(tǒng)頻率維持中，其儲(chǔ)備潛力為系統(tǒng)提供等效備用容量，有效避免新能源為主體的電力系統(tǒng)中頻率的急劇變化。

負(fù)荷側(cè)參與頻率調(diào)節(jié)作為傳統(tǒng)發(fā)電側(cè)頻率調(diào)節(jié)的替代方案，利用靈活的需求側(cè)負(fù)荷資源是比較經(jīng)濟(jì)有效的方法。文獻(xiàn)[27]中討論了商用空調(diào)系統(tǒng)提供頻率調(diào)節(jié)響應(yīng)的不同控制策略，并比較了實(shí)驗(yàn)和仿真的性能結(jié)果，驗(yàn)證了其可行性。溫控負(fù)荷可以在無(wú)實(shí)時(shí)通信的情況下進(jìn)行不間斷的頻率調(diào)節(jié)響應(yīng)，與傳統(tǒng)機(jī)組相同，溫控負(fù)荷也具有類似的下垂特性，但比傳統(tǒng)機(jī)組溫控負(fù)荷參與頻率調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度更快、調(diào)頻成本更低，改善了傳統(tǒng)機(jī)組頻率調(diào)節(jié)速度較慢的缺陷。依據(jù)系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)任務(wù)（如一次調(diào)頻和二次調(diào)頻），改變負(fù)荷聚合商聚合的溫控負(fù)荷容量，并設(shè)計(jì)負(fù)荷控制策略，避免源荷互動(dòng)過(guò)程中造成的負(fù)荷多次變動(dòng)，而引起二次系統(tǒng)擾動(dòng)，維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[28]。

3.3 末端靈活的分布式交易

隨著用戶側(cè)供電市場(chǎng)的開放，越來(lái)越多的用戶側(cè)負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)，其中可調(diào)節(jié)潛力大、聚合容量大的溫控負(fù)荷是末端分布式交易市場(chǎng)中優(yōu)質(zhì)的交易資源。不同于傳統(tǒng)的集中式交易，分布式交易旨在滿足不同交易主體交易的高效便捷，雖然一般中小型用戶在交易中的報(bào)價(jià)不具有競(jìng)爭(zhēng)力，但溫控負(fù)荷參與調(diào)節(jié)成本低，溫控負(fù)荷聚合商能夠在交易中提供一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，且能夠提供多樣的交易方案[29-30]，提高中小型交易主體參與電力拍賣的競(jìng)爭(zhēng)力，一定程度上豐富了交易主體的多樣性，調(diào)動(dòng)了分布式交易市場(chǎng)的活力。

在當(dāng)下能耗不降反升的情況下，溫控負(fù)荷憑借其快速響應(yīng)能力以及柔性聚合能力，提高了社區(qū)、樓宇電力交易微電網(wǎng)的可應(yīng)用性。溫控負(fù)荷可以作為主要負(fù)荷資源參與用戶之間、用戶和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)之間的負(fù)荷交易，實(shí)現(xiàn)能源的就地消納，減少用戶側(cè)能源損耗，緩解電源側(cè)節(jié)能壓力。

4 結(jié)語(yǔ)

在倡導(dǎo)低碳清潔的新型電力系統(tǒng)形勢(shì)下，作為一類可調(diào)節(jié)潛力大、調(diào)控靈活的優(yōu)質(zhì)資源，溫控負(fù)荷在參與需求響應(yīng)業(yè)務(wù)中具有值得關(guān)注的發(fā)展前景。但因起步較晚，發(fā)展規(guī)模較小，針對(duì)溫控負(fù)荷參與系統(tǒng)調(diào)度、加入電力市場(chǎng)的控制手段及政策機(jī)制都不完善，限制了溫控負(fù)荷參與調(diào)度的大規(guī)模推進(jìn)，其優(yōu)勢(shì)得不到充分發(fā)揮。

為了推進(jìn)新型電力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)步伐，將負(fù)荷資源管理納入電力系統(tǒng)的常規(guī)運(yùn)行管理中。重視負(fù)荷聚合商在負(fù)荷資源利用中的重要作用，完善電力市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，引導(dǎo)用戶積極參與電力市場(chǎng)的意識(shí)，明確負(fù)荷聚合商在電力市場(chǎng)中的主體地位。

在管理負(fù)荷資源的技術(shù)創(chuàng)新上需要投入更多成本和精力，通過(guò)設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)以及智能設(shè)備的引入實(shí)現(xiàn)負(fù)荷資源的靈活調(diào)度，充分利用負(fù)荷資源。加大政府對(duì)負(fù)荷資源調(diào)度的補(bǔ)貼資金投入力度，完善電價(jià)及激勵(lì)機(jī)制，解決因資金不足難以對(duì)負(fù)荷全面調(diào)控等問(wèn)題，在不影響用戶用電體驗(yàn)的范圍內(nèi)最大限度發(fā)揮用戶參與負(fù)荷調(diào)控的積極性。通過(guò)不斷建立健全負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)的政策市場(chǎng)機(jī)制，使溫控負(fù)荷參與需求響應(yīng)互動(dòng)的過(guò)程中給電力系統(tǒng)帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益，充分發(fā)揮參與市場(chǎng)輔助服務(wù)的作用，維護(hù)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)轉(zhuǎn)型，早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。