冬季寒潮來襲，北方靠暖氣，南方用空調。

空調在南方一年四季使用率都很高。

在浙江，空調用電負荷已超過三峽電站的總裝機容量。

這麼多空調，除了“知冷知熱”，還有更大的作用——作為電網級規模化備用資源，幫助實現新能源高效消納。

怎麼做到的？

由國網浙江電力牽頭研發的“含高比例新能源的電力係統需求側負荷調控關鍵技術及工程應用”給出了答案。11月3日，該項目獲2020年度國家科技進步獎二等獎。

發掘

負荷調控潛力大但難度也大

由於風電、光伏等新能源發電具有多時空的強不確定性和間歇性，加之新能源接入電網比例不斷升高，這都要求浙江電網具備更多的調節資源，但浙江省內電源側靈活調節能力已經捉襟見肘，挖掘需求側調節潛力成為必然選擇。

從我國的用電結構來看，工商業用電在全社會用電中占大頭。用電負荷主要有分散式商業負荷和集中式工業負荷兩種。

數據顯示，在東部地區，以空調負荷為例的分散式商業負荷在夏季占最大負荷比重超過40%，這些地區分布式光伏占比較高；而在北方的一些地區，冶煉負荷等集中式工業負荷耗電量占全社會用電量10%以上，部分地區占比超過30%，這些地區風電資源密集。

上述兩類負荷參與電網新能源消納潛力可觀。但要真正挖掘這些負荷的調控潛力，仍存在不少技術瓶頸。

就拿空調來說，這類負荷單體容量小、分布散、特性差異大，難以持續、快速、大規模調控。另外，包含樓宇空調、屋頂光伏、電動汽車等在內的靈活負荷集群參與電網調控時響應速度存在差異，有明顯時延，疊加高比例新能源更是造成多重強不確定性。而冶煉負荷調節易誘發不受控負荷瞬變，衝擊電網安全且影響產品質量。這些問題極大製約了新能源高效消納，威脅電網安全運行。

針對這一係列難點，國網浙江電力聯合浙江大學、源牌科技、清華大學、中國電科院等單位，組成產學研用相結合的科研團隊，全力攻克技術難題。

突破

從切負荷到調溫度，平滑調控國際領先

功率反彈是空調等溫控類負荷調節的一個常見難題。“樓宇的保溫性有限，空調功率調節難以長時間持續。當空調不得不恢複投入時，會出現一個功率尖峰，超過之前正常功率水平。”項目組主創人員、浙江大學研究員葉承晉介紹。為抑製功率反彈，項目研發團隊發明海量分散負荷分層—彙聚的集群控製技術，通過客戶分組輪動的方式來滿足電網調節需求，充分利用柔性變風量控製以及冰蓄冷等蓄能空調技術，讓溫控係統的調節靈活性盡可能擴大，實現負荷持續小時級平滑穩定調節。應用這些技術，商廈、車站等也可以成為電網互動資源。

此外，項目科研團隊首創電磁耦合預測反饋控製方法，在國際上首次實現冶煉等集中式負荷秒級平滑調控，示範項目風電就地消納率提升12%。

這種負荷調控方式“平滑”在哪？

“拿空調舉例，過去的調控模式是直接把空調關了，但現在隻要調節溫度即可。”葉承晉說，“傳統的負荷切除模式是0-1式的，就是當係統發生突發情況，平衡被破壞以後，就將切負荷作為一項緊急手段幫助係統恢複平衡，我們的負荷調控技術與之相比，最大的技術區別是平滑調節而非直接切除，可以做到用戶友好、網荷共贏。”

近年來，發達國家的負荷調控模式多為市場機製引導負荷響應，速度較慢，且多以民用負荷為對象，隻限於中低壓小容量應用。

曆經7年的產學研聯合攻關，國網浙江電力牽頭的項目實現電網級規模化應用，在負荷調控領域完成多項突破，創造多個第一。項目在國際上首次實現了吉瓦級集中工業冶煉負荷秒級平滑控製參與調頻，吉瓦級分散商業空調負荷集群持續小時級穩定調峰，負荷調控深度、平滑度、速度、規模等核心指標均處於國際領先水平。

落地

數百萬千瓦光伏電就地消納，社會、客戶、電網多方共贏

在浙江嘉興的城市級能源互聯網示範項目園區內，通過對近60個樓宇空調、40餘家企業的廠區新風、溫控係統等靈活負荷進行調控，已經實現了2.4吉瓦光伏全額就地消納。

2019年8月29日，全國首個城市級能源互聯網示範項目在浙江嘉興海寧建成，這也是“含高比例新能源的電力係統需求側負荷調控關鍵技術及工程應用”項目的首次落地應用。

這不僅解決了當地過去光伏倒送的問題，實現2.4吉瓦光伏全額就地消納，還使應用區域戶年均停電時間由2.6小時降至16分鍾，中/低壓母線電壓越限次數下降65.4%。項目推廣應用至全省後，實現9.3吉瓦浙江分布式光伏全額就地消納，相當於減少發電煤耗120萬噸/年。在浙江，海量需求側資源正被喚醒，一條讓光伏和樓宇空調資源化為電網級規模化備用能力的技術之路正緩緩鋪就。

目前，項目成果已規模化應用至浙江、河北、上海、重慶等11個（市），覆蓋中國尊、浦東機場等657棟大型建築及上海世博園等48個園區，並推廣至吉隆坡、迪拜等地的海外工程中。

未來，負荷調控技術前景廣闊。“舉例來說，我國數據中心用電量連續八年超過12%速度增長，2020年的總電耗超過上海年用電量。未來，我們的負荷調控技術可以進一步應用至數據中心等新型負荷乃至多能耦合的綜合能源客戶，支撐國家能源清潔、低碳發展。”葉承晉說。來源：澎湃新聞；作者：郝怡柯；原標題：你家的空調能讓光伏板多發電！這項技術很牛；