一、案例简介

近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，空调负荷的急剧增长已成为夏季电力紧缺的重要原因。2018年8月3日，北京电网负荷达到2356万kW，创历史新高，2018年度夏高峰负荷期间，500kV层面北京东部、南部电网的朝顺通、通兴安分区辖区内的多个主变电站存在重过载现象;220kV层面多台变压器存在满载或过载运行现象，给日常供电稳定性带来隐患。

2019年国网北京电力公司针对其地区电网负荷持续增加，导致的区域供电能力不足，部分线路出现重过载运行问题，以及多种发电模式的接入，增加了电网调度的难度问题。开展空调负荷精准控制示范项目及技术研究，将楼宇空调冷源设备的负荷精准控作为重点，将空调负荷调控作为调度的补充手段。

二、技术方案

1.项目建设内容

本项目结合北京负荷特点，试点选取20栋商业楼宇开展中央空调负荷精准控制(不停电柔性调节空调负荷)，并建设需求响应负荷聚合系统(空调精准柔性调控系统)，将空调负荷进行集中柔性调控，通过安装负荷采集和空调主机控制装置，将空调运行数据实时上送至主站，实现空调负荷资源的聚合及精准调控，并与北京综合能源服务平台的数据对接。该方案可以对楼宇的空调系统主机部分进行远程监控，精准调控机组运行参数，从而阶段性的降低电网负荷。

2.整体方案

空调精准柔性调控系统依托物联网技术，实现调动工商业用户的负荷资源，通过手动和自动模式实现空调精准柔性调控事件全流程监管的服务平台。无论是工商业用户，还是负荷聚合商，都可以通过该系下属企业、设备进行空调柔性负荷资源的管理和监控，通过生产计划调整、调控策略编制实现空调精准柔性调控。

需求啊应终端交获士鲜都实顧学种数提及状泰麥最是实鎮标装百丰站双回豆动的亚婴环节。终瑞支持多种通信规约和数据接口，可来集主种数据及状态爹量，采集频率可调节，可提供多样化的复杂设备控制方案。终端接收主站下发的负荷定额与负循得级帶指令并转化为全過调控动作指令，通过与现场的传應装置、计量装置等相连接实现对空调系统的调控，将空调运行状态数据上送至调控主站，实现对空调系统的远程监测、控制与调节等。

3. 技术路线

本系统是基于微服务的开发平台，结合SpringBoot和SprineCloud微服务架构技术的优点，进行优化扩展改造，实现了统一身份管理、统一认证管理、统一授权管理、统一审计管理、统一监控管理、统一流程管理、统一消息管理等服务接口，以便上层组件服务的调用。通过Spring Security结合0Auth2.0协议实现用户统一认证及统一权限控制处理功能。通过Spring Cloud Config、Spring Cloud Bureka技术实现服务的统一配置管理功能。通过Spring Session结合Redis实现统一的会话管理功能。

4.实现功能

空调精准柔性调控系统提供从终端传感器、通信网关、主站前置软件物联网监控、数据分析在内的软硬件全链条解决方案。本系统主要功能模块包括：执行管理、监控管理、分析管理、资源管理。

数据采集：数据采集模块支持多种物联网设备终端的多种通信协议和通信规约标准接入方式。

执行管理：执行管理提供项目管理、计划管理、模拟演练功能。项目管理模块提供项目从创建、提交、审批、发布全流程管理，计划管理模块提供计划从创建、提交、审批、资源分解、通知下发、指令下达全流程管理。模拟演练模块提供空调精准柔性调控计划模拟管理与实施、实施效果模拟计算功能，支撑开展空调精准柔性调控业务仿真推演、业务人员实训等工作。需要执行空调精准柔性调控计划时，通过执行管理模块配合适当的项目创建空调精准柔性调控计划。将计划内容通知用户并将执行指令下达执行终端，使终端及时响应空调精准柔性调控计划，完成调控需求。

监控管理：柔性调控计划执行过程中，针对计划执行情况进行实时监控，并对问题及时加以修正：日常运行过程中，可对用户终端下所连接负荷设备的日常运行情况进行采集监控。

分析管理：柔性调控计划完成后，针对计划的实际执行信息，分别对计划、用户通过不同维度进行分析评价，结合用户的合同和项目信息提供参考结算功能。对用户每天的用能数据进行统计分析，以及提供计算对用户参与柔性调控计划的补贴结算功能。

资源管理：将系统正常运行所需的用户、终端、合同、设备等必须信息录入，为系统正常运行提供必需的数据支持。

三、商业模式及客户收益

1.商业模式

本项目由电力公司投资，建设20栋公共建筑非生产空调调控，投资308万元，高峰时可降负荷2~40，以2M削减量为例估算，产生的社会总经济效益1778.9万元，每年减少温室气体排放109t。

2. 客户收益与效果

（1）项目共计完成20栋商业楼宇（总建筑面积120多万m？）建设，中央空调主机监控数量达到50台以上，空调总负荷容量达到2万kW以上，其中可调控容量达到6300kW。

（2）2019年7月9日17:48~17:50，针对北京居然之家开展了单一楼字空调负荷精准调控，执行前用

户空调基线负荷873.33kW，目标负荷843.33kW，项目计划响应容量30kW，执行开始后实际空调运行负荷为842kW；到执行结束时，基线负荷为881.67kW，运行负荷为865kW。执行时段内实际平均响应容量为46kN。

（3）通过本项目的建设，一方面完善了楼字用户空调系统的计量体系，实现了空调系统每个设备的分项计量，确保用户可以了解设备运行时长和运行效率。同时也可以实现远程空调系统的运行控制，极大地提高了系统运行的灵活性，及时控制降低空调能耗浪费现象。

四、项目亮点及经验总结

空调负荷精准控制系统实现每栋楼宇空调负荷调控潜力的精准预测和精准控制，从而实现“数据有来源、潜力有依据、调控有手段、效果有保障”的空调精准调控目标，降低以往调控所产生的补贴成本。

本项目采用具备边缘计算能力的中央空调智能交互终端，依托CPS体系模式，开展空调负荷的单元级CPS建设，从而实现了空调系统制冷设备的单元级精准调控，同时系统兼容电力需求响应新行标等技术规范，为楼宇电力需求响应管理工作提供了新的现代化手段。