省級(jí)空調(diào)負(fù)荷“全感知、全預(yù)測(cè)、全調(diào)節(jié)”管控技術(shù)及應(yīng)用

巴山巍峨挺秀，渝水浩蕩東流。

火鍋香氣氤氳，吊腳樓歲月滄桑。

重慶是西南經(jīng)濟(jì)重鎮(zhèn)、交通樞紐。由于地處四川盆地東部，四周被高山環(huán)繞，夏季熱量難以散發(fā)，加之江河縱橫，水汽豐富，空氣濕度大，悶熱成了它夏季的標(biāo)簽。暑季悶熱之時(shí)，空調(diào)負(fù)荷持續(xù)走高，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。如何更好地感知、預(yù)測(cè)、調(diào)節(jié)空調(diào)負(fù)荷？

01.總體情況

國(guó)網(wǎng)重慶電力以“構(gòu)建國(guó)內(nèi)首個(gè)省級(jí)空調(diào)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源池”為目標(biāo)，按照“政策體系構(gòu)建、全面調(diào)查安裝、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)接入、負(fù)荷精準(zhǔn)調(diào)節(jié)”的實(shí)施路徑，深挖空調(diào)負(fù)荷可調(diào)能力，創(chuàng)建空調(diào)負(fù)荷調(diào)節(jié)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)全市空調(diào)負(fù)荷“統(tǒng)一管理、統(tǒng)一服務(wù)”。該公司首創(chuàng)省級(jí)空調(diào)負(fù)荷“全感知、全預(yù)測(cè)、全調(diào)節(jié)”管控體系，已建成國(guó)內(nèi)首個(gè)城市級(jí)集群調(diào)控示范工程和首個(gè)省級(jí)柔性控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全市空調(diào)負(fù)荷全量監(jiān)測(cè)，構(gòu)建了千萬(wàn)千瓦級(jí)空調(diào)負(fù)荷資源池。目前，全市已接入約1.66萬(wàn)戶高壓商業(yè)、公共機(jī)構(gòu)等樓宇中央空調(diào)用戶和全量居民空調(diào)用戶，總功率約1300萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)可調(diào)能力超200萬(wàn)千瓦，已啟動(dòng)空調(diào)負(fù)荷管理33次，最大壓降負(fù)荷200萬(wàn)千瓦。

02.建設(shè)背景

在踐行“雙碳”目標(biāo)、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型背景下，高滲透率新能源接入疊加能源供應(yīng)不確定性等因素，導(dǎo)致部分地區(qū)電力供需緊張。

重慶地區(qū)資源稟賦不足，電力供需矛盾長(zhǎng)期存在，夏季空調(diào)負(fù)荷占電網(wǎng)總負(fù)荷超過(guò)50%，空調(diào)負(fù)荷調(diào)控潛力大、對(duì)經(jīng)濟(jì)影響小。柔性調(diào)節(jié)空調(diào)負(fù)荷參與電網(wǎng)削峰是一條保安全、保民生、保供電、保穩(wěn)定、保經(jīng)濟(jì)的有效路徑。

空調(diào)負(fù)荷管理對(duì)助力電力供需平衡具有重要作用。該項(xiàng)目的建設(shè)、實(shí)施對(duì)全國(guó)能源電力安全保供和電網(wǎng)負(fù)荷削峰有一定的示范和推動(dòng)作用。

03.建設(shè)大事記

2022年4月，國(guó)網(wǎng)重慶電力在市政府和國(guó)家電網(wǎng)公司的指導(dǎo)下加快推進(jìn)全市中央空調(diào)樓宇實(shí)現(xiàn)智能管理設(shè)備全覆蓋。

2022年7月，國(guó)網(wǎng)重慶電力完成第一次大規(guī)模聯(lián)調(diào)聯(lián)試，并在全國(guó)首次實(shí)現(xiàn)全市樓宇中央空調(diào)規(guī)模化參與需求響應(yīng)。

2022年8月，國(guó)網(wǎng)重慶電力完成全市中央空調(diào)智能管理設(shè)備的安裝，并獲得央視報(bào)道。

2023年12月，該項(xiàng)目成功入選國(guó)家電網(wǎng)公司首批源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)“百佳”示范工程。

2024年5月，該項(xiàng)目榮獲數(shù)字中國(guó)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)。

2024年6月，國(guó)網(wǎng)重慶電力成功構(gòu)建千萬(wàn)千瓦級(jí)空調(diào)負(fù)荷資源池，并成功打造省級(jí)空調(diào)負(fù)荷“全感知、全預(yù)測(cè)、全調(diào)節(jié)”管控體系。

04.特色亮點(diǎn)

全感知：首創(chuàng)空調(diào)負(fù)荷全域感知技術(shù)，提升空調(diào)負(fù)荷監(jiān)測(cè)能力

使用分路量測(cè)單元監(jiān)測(cè)樓宇中央空調(diào)。按照“因地制宜、復(fù)用利舊、便于擴(kuò)展”的原則，采用本地4G-VPN或4G無(wú)線專網(wǎng)的組網(wǎng)方式，將中央空調(diào)負(fù)荷信息接入智慧能源單元后，再接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)負(fù)荷的分路精細(xì)化監(jiān)測(cè)。精準(zhǔn)識(shí)別居民空調(diào)負(fù)荷。采用“物聯(lián)表+辨識(shí)模組”方式，創(chuàng)新移頻迭代濾波動(dòng)態(tài)信號(hào)分析方法，研發(fā)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)合事件先驗(yàn)信息的負(fù)荷波形分解方法、基于多時(shí)間尺度的空調(diào)負(fù)荷識(shí)別方法，從用戶總負(fù)荷中精準(zhǔn)提取居民空調(diào)負(fù)荷。“云監(jiān)測(cè)”新型智能空調(diào)。基于“e起節(jié)電”活動(dòng)載體，創(chuàng)新“e起節(jié)電—家電云管家”模塊，在獲得用戶授權(quán)的前提下，通過(guò)“云云”對(duì)接，實(shí)現(xiàn)新型智能空調(diào)負(fù)荷“可觀、可測(cè)、可調(diào)、可控”。大數(shù)據(jù)識(shí)別其余空調(diào)。依托負(fù)荷信息、氣象信息等海量數(shù)據(jù)，通過(guò)選取基準(zhǔn)負(fù)荷、分析可調(diào)潛力，開(kāi)展柔性可調(diào)負(fù)荷、時(shí)段可調(diào)程度特征算法訓(xùn)練，構(gòu)建空調(diào)負(fù)荷大數(shù)據(jù)辨識(shí)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)負(fù)荷的在線監(jiān)測(cè)。

全預(yù)測(cè)：創(chuàng)新全時(shí)空空調(diào)負(fù)荷可調(diào)潛力預(yù)測(cè)方法，深挖空調(diào)負(fù)荷可靠可調(diào)能力

構(gòu)建空調(diào)負(fù)荷潛力預(yù)測(cè)方法。考慮空調(diào)負(fù)荷運(yùn)行特性和環(huán)境條件等影響因素，采用相關(guān)性分析法，分析空調(diào)負(fù)荷與環(huán)境溫度等參數(shù)之間的關(guān)系，構(gòu)建空調(diào)負(fù)荷時(shí)空關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立空調(diào)負(fù)荷與終端設(shè)置溫度等參數(shù)的機(jī)理模型，聚合預(yù)測(cè)空調(diào)負(fù)荷可調(diào)節(jié)潛力。

全調(diào)節(jié)：創(chuàng)新“自主+柔調(diào)”全手段空調(diào)負(fù)荷調(diào)節(jié)策略，壓實(shí)可靠調(diào)控目標(biāo)

打造空調(diào)智慧管家APP。開(kāi)發(fā)“e家電云管家”小程序，便于居民空調(diào)用戶通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)置溫度；開(kāi)發(fā)中央空調(diào)管理小程序，便于中央空調(diào)用戶實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)并遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)主機(jī)運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)。

構(gòu)建“兩階段”柔性調(diào)控體系。構(gòu)建“跨區(qū)互濟(jì)、區(qū)內(nèi)智配。”的調(diào)控策略，將調(diào)控目標(biāo)從主站到用戶逐層分解，制訂區(qū)域間輪調(diào)互濟(jì)、區(qū)域內(nèi)分群組分時(shí)段的調(diào)節(jié)計(jì)劃，并制訂“一戶一策”調(diào)控策略;根據(jù)調(diào)控偏差，自適應(yīng)修正，保障用戶舒適度與空調(diào)負(fù)荷的精準(zhǔn)壓降。

05.建設(shè)人物

李順

國(guó)網(wǎng)重慶營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心負(fù)荷監(jiān)控工

助理工程師

新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

主要從事空調(diào)負(fù)荷柔性調(diào)控、車(chē)網(wǎng)融合互動(dòng)等創(chuàng)新技術(shù)研究工作。參與了重慶市省級(jí)空調(diào)負(fù)荷第一次聯(lián)調(diào)聯(lián)試，在全國(guó)首次成功實(shí)現(xiàn)柔性負(fù)荷規(guī)模化調(diào)控，打造了省級(jí)空調(diào)負(fù)荷“全感知、全預(yù)測(cè)、全調(diào)節(jié)”管控體系。牽頭的項(xiàng)目順利入選國(guó)家電網(wǎng)公司“三新”大講堂和首批源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)互動(dòng)“百佳”示范工程。獲得2024年數(shù)字中國(guó)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，在車(chē)網(wǎng)互動(dòng)領(lǐng)域參與總部科技項(xiàng)目2項(xiàng)，發(fā)表論文4篇，獲得授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)。

朱彬

國(guó)網(wǎng)重慶營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心五級(jí)職員

教授級(jí)高級(jí)工程師

從事電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)、空調(diào)負(fù)荷管理等的研究工作，負(fù)責(zé)新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿技術(shù)指導(dǎo)、系統(tǒng)建設(shè)、技術(shù)試點(diǎn)創(chuàng)新等工作。主要參與“山地城市電動(dòng)汽車(chē)分時(shí)租賃模式及支撐技術(shù)研究與示范應(yīng)用”等國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科技項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表科研論文20篇，獲得授權(quán)發(fā)明專利20余項(xiàng)，牽頭或參編行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)10余項(xiàng)，獲得2021年度湖北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、2021年度重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)等。

王松

國(guó)網(wǎng)重慶電力營(yíng)銷(xiāo)部市場(chǎng)處副處長(zhǎng)

高級(jí)工程師

新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿指導(dǎo)專家

主要負(fù)責(zé)牽頭負(fù)荷管理、能效服務(wù)等方面的管理工作，主要研究空調(diào)、充換電設(shè)施、客戶側(cè)儲(chǔ)能、分布式光伏等新型負(fù)荷的管理。參與“面向電力保供的空調(diào)負(fù)荷靈活調(diào)控技術(shù)研究與應(yīng)用”等國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研項(xiàng)目2項(xiàng)、省公司級(jí)科技項(xiàng)目1項(xiàng)，參與制訂和發(fā)布行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，獲省部級(jí)及以上獎(jiǎng)項(xiàng)15項(xiàng)，發(fā)表論文40余篇。

胡曉銳

國(guó)網(wǎng)重慶營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心營(yíng)銷(xiāo)大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心主任

國(guó)家電網(wǎng)公司優(yōu)秀專家人才

教授級(jí)高級(jí)工程師

新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿指導(dǎo)專家

主要負(fù)責(zé)牽頭主持電動(dòng)汽車(chē)、空調(diào)及儲(chǔ)能等柔性負(fù)荷管理和智慧營(yíng)銷(xiāo)等工作，承擔(dān)“山地城市電動(dòng)汽車(chē)分時(shí)租賃模式及支撐技術(shù)研究與示范應(yīng)用”等國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，獲得“電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施智能檢測(cè)與監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”等省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)11項(xiàng)，獲得授權(quán)專利120項(xiàng)，發(fā)表文章39篇，以扎實(shí)的技術(shù)功底和多年的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)示范標(biāo)桿項(xiàng)目順利推進(jìn)。

龍羿

國(guó)網(wǎng)重慶營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心營(yíng)銷(xiāo)大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心主任助理

國(guó)網(wǎng)重慶電力優(yōu)秀專家人才

教授級(jí)高級(jí)工程師

新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿主要完成人，主要負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)、技術(shù)創(chuàng)新等工作。主持或參與國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目2項(xiàng)、國(guó)家電網(wǎng)公司級(jí)科技項(xiàng)目5項(xiàng)、省公司級(jí)科技項(xiàng)目2項(xiàng)，相關(guān)成果獲省部級(jí)及以上獎(jiǎng)項(xiàng)7項(xiàng)，獲美國(guó)發(fā)明專利授權(quán)20余項(xiàng)，發(fā)表論文25篇，參與制定和發(fā)布行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng)。

馬明輝

國(guó)網(wǎng)重慶營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心計(jì)量質(zhì)檢工

助理工程師

新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿主要完成人

從事計(jì)量質(zhì)檢、負(fù)荷辨識(shí)等工作。主要負(fù)責(zé)居民空調(diào)負(fù)荷辨識(shí)模組研發(fā)、方案編制等。曾獲國(guó)網(wǎng)重慶電力第七屆青創(chuàng)賽金獎(jiǎng)，并入圍國(guó)家電網(wǎng)公司第七屆青創(chuàng)賽決賽。

來(lái)源｜國(guó)網(wǎng)重慶電力 國(guó)網(wǎng)重慶營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心

感謝｜游紹斌 李順 張淳茜