河北省电力需求侧管理平台建设与应用实践分析
电力需求侧管理平台的建设与应用，既是适应信息化发展，带动互联网、大数据等先进技术应用，也是更好发挥政府作用，推动节能减排工作，提升电力运行调节水平的重要途径。本文介绍了电力需求管理平台的建设背景，以及新形势下河北省对电力需求侧管理平台进行了优化升级，提升了平台应用价值。在对建设意义和功能应用进行阐述与分析的基础上，围绕企业应用案例，重点从管理节电和技改节电两方面对平台应用效益进行了分析。
1概述
电力需求侧管理(DSM)作为电力优化资源配置的有效举措，不仅在节约电力电量、提升负荷率、减轻用电缺口上发挥了重要作用，而且对于促进“双型”社会的建设发挥了重要作用。为进一步推动电力需求侧管理工作发展，“十二五”期间，国家层面启动了电力需求侧管理城市综合试点工作，提出要加快构建电力需求侧管理平台，在资金政策方面给予了大力支持。河北省作为全国首批开展电力需求侧管理城市综合试点工作的省份，顺利建设完成省级电力需求侧管理平台，并与国家电力需求侧管理平台实现互联互通。该平台具备在线监测和数据分析、有序用电和需求响应、信息发布等基本功能，初步实现了以信息化手段推动实施电力需求侧管理工作的新模式。随着“云大物移智链”等信息技术、物联网技术的不断革新、进步与发展，电力需求侧管理逐步向实时化、智能化、自动化方向演进，基于数据应用与分析的服务需求越来越多，政府和企业对依托平台大数据提供的服务内容和服务质量要求也越来越高，平台现有功能及应用难以满足未来需求的矛盾日益凸显[1]。
2新形势新要求
近年来，我国提出了通过智能用电创新管理模式，培育电能服务新业态，提升电力需求侧管理智能化水平的新要求。2017年9月，国家6部委联合印发《关于深入推进供给侧结构性改革做好新形势下电力需求侧管理工作的通知》(以下简称《通知》)并发布了《电力需求侧管理办法(修订版)》。《通知》明确提出当前电力需求侧管理面临新的形势:电力供需总体供大于求，可再生能源消纳矛盾突出。《通知》也强调新形势下，电力需求侧管理除继续做好电力电量节约，促进节能减排工作以外，应重点推进电力体制改革，实施电能替代，促进可再生能源消纳，提高智能用电水平[2-4]。随着信息和通信技术与用电技术的不断融合，结合新形势和新任务，2019年河北省对电力需求管理平台进行了全面优化升级，软件架构在原有用户版基础上，不仅面向政府新增开发政府版，还开发了用户版APP和政府版APP，平台软件功能得到极大地丰富和拓展，应用场景也更加灵活多样。优化升级后软件功能架构如图1所示。
3建设意义与应用分析
3.1建设意义
电力需求侧管理平台作为电力需求侧管理广泛深入36开展的一种重要的信息化手段。通过该平台，有利于加强电力运行监测，提高经济分析预警能力;有利于帮助用户实时、形象地了解用电情况，提高电能利用效率，节约电力和电量;有利于建立用电在线诊断分析评价体系，促进电能服务产业发展壮大;有利于引导电网公司、电能服务商和企业平台数据接入省平台，整合现有信息资源，实现规模化、集约化开发应用。
3.2应用分析
基于数据资源持续接入和不断整合，优化升级后的电力需求侧管理平台将在以下几个方面发挥重要作用:一是为政府部门电力宏观调控提供服务。平台作为重要的信息载体，能够实现“实时监测、历史分析、趋势预估”等功能，为政府部门宏观经济运行调节、促进新能源建设与消纳、节能减排政策制定、企业能效水平监管、执行评价、综合分析等提供决策依据，有助于增强电力负荷调控和应急保障能力，保障电力安全稳定。二是为电力用户节能提供服务。平台能够动态反映企业内部电能消耗情况，实现用电情况的全面监测、分析和评估，有助于企业优化生产工艺，挖掘节能潜力，开展需求响应，提高用电效率，帮助企业实现科学用电、节约用电。同时，电力用户利用平台发布节能改造项目信息，为企业寻求市场资源，与节能服务机构对接提供服务。三是为电能服务机构挖掘项目提供服务。平台能够为工业企业和电能服务机构搭建服务桥梁，推广先进产品(技术)和示范项目，实现在线咨询和技术服务，促进项目对接、产融衔接。帮助电能服务机构从系统角度全面评估企业能源管理效果，并发现节能空间和节能方向。相比其他服务模式，平台服务更具全面性、系统性、客观性，企业在此基础上落实的节能改造方案将更具针对性，扶持一批电能服务机构不断发展壮大。四是为第三方节能量核查认证提供服务。平台能够为节能量核查认证机构准确核查项目节能效果提供依据。同时通过平台公布第三方核查认证机构的节能量核查认证过程及结果，有利于提高核查认证的公正性、科学性和权威性。
4应用实践分析
本文将围绕企业用户应用实践案例，重点从管理节电和技改节电两方面进行分析。
4.1合理关停辅助用电设备案例
此案例中，根据生产流程需要，空压机是除尘器的辅助设备，除尘器关停时，空压机也应关停。从平台系统监测数据显示(如图2所示)，在吸尘器关停时段，空压机处于持续空开状态，造成电能浪费。经数据分析，空压机平均运行负荷约250kW，空开运行时长约2.5h。若合理关停空压机，每天可节约电量625kW·h，按每年运行250天计算，可实现年节约电量15.6万kW·h，节约电费7.8万元(电价按0.5元/kW·h计算)。
4.2合理错峰用电案例[5]
此案例中，窑炉的加温时间没有特殊要求，主要目的是保温。从平台系统监测数据显示(如图3所示)，该设备上午高负荷运行时段为8:00—11:00，平均运行负荷250kW。参照2021—2022年河北电网销售电价表规定，此时段正处于高峰用电时段，电价分别是平段、谷段的1.6倍和2.6倍，大大增加了用电成本。2021年7月26日，国家发改委出台了《关于进一步完善分时电价机制的通知》(发改价格〔2021〕1093号)，对优化分时电价机制、强化分时政策执行等提出了整体要求。后续峰谷电价价差将会继续拉大，峰谷用电优化势必会引起更多企业的重视。
4.3提升功率因数案例[6]
4.3.1案例分析。通过平台在线监测数据，我们发现某钢铁企业粗轧机存在运行负载变化大，功率因数较低的问题，具有较大的技改节电空间。选取该设备的典型负荷曲线和功率因数曲线进行数据分析，如图4和图5所示。该设备为绕线式异步电动机，其铭牌参数如表1所示。从负荷曲线可以看出其负载变化十分频繁，日常运行功率因数远低于额定功率因数。参照平台数据曲线参数统计表(见表2)，从中可以看出:运行总负荷越大，平均功率因数就越低，且平均功率不由最大总负荷的大小决定，而是由冲击负荷的工作频率所决定。存在过负荷运行20%～40%的现象，且过负荷越多功率因数越低，损耗也就越大。4.3.2改进建议。根据粗轧机的运行特点，建议采用变负载进相器，采取就地补偿的方式提高功率因数。变负载进相器采用变频技术和微机控制技术，可靠性高。该技术不仅可以提高功率因数，而且升温明显降低，大大提高了过载能力及效率，电动机使用寿命得到延长，不仅可以降低无功功率，还可降低定子电流和铜损、铁损，从而降低电动机消耗的有功功率，使节电效果更加显著。4.3.3实际效果分析。将功率因数从0.49提高到0.8，其有功功率P=1635.44kW，功率因数cosφ1=0.49，采取变负载进相器后使功率因数达到cosφ1=0.8。其补偿容量:=1684.5kVar电动机的有功功率损耗ΔP:ΔP=KQQc=0.02×1684.5kVar=33.69kW年节约电量Q:Q=ΔP×24×250≈20万kW·h电价按0.5元/kW·h计算，年可节约电费10万元。注:式中KQ按国家标准GB/T12497—2006为无功经济当量(0.02～0.04)，取0.02，年运行天数取250天。
5结语
综上所述，河北省电力需求侧管理平台有效实现了电能管理的可视化、数字化、网络化和专业化，通过加强管理和技术改进，能够产生良好的社会效益和经济效益。“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，利用平台大数据挖掘节电潜力，实现用能效率提升，有效促进节能减排势必得到全社会更为广泛地认可与肯定，平台建设与应用也将迎来快速发展期。
参考文献:
[1]曾鸣，王俐英.双碳目标下的电力需求侧管理进阶与变革[J].中国电力企业管理，2021(4):23-25.
[2]陈之敏.我国电力需求侧管理工作现状与政策趋势[J].电力需求侧管理，2017(1):3，4，16.
[3]王娟，周伏秋，许文.新形势下电力需求侧管理财政政策研究[J].地方财政研究，2018(7):43-47，73.
[4]周伏秋.高质量发展新时代电力需求侧管理升级方向[J].电力需求侧管理，2020(1):1-2.
[5]刘迪.电力需求管理与错峰用电分析[J].能源与环境，2018(9):214-215.
[6]杨志荣.节能与能效管理[M].北京:中国电力出版社，2009.
《河北省电力需求侧管理平台建设与应用实践分析》来源：《科技风》，作者:李纪榕 刘涛 郭威炯 吴艳微 孔晓玉
