煤改电

在落实冬季清洁取暖规划、开展“煤改电”工程建设的过程中，部分家庭用户反映“煤改电”后存在取暖成本偏高、采暖效果不理想的问题。为此，通过对 “煤改电”用户进行入户详细调研，从电压、电费、室内温度、居住环境等方面进行了对比分析，提出“降成本、升效果”的改善建议，通过合理利用分时电价、小成本投入改善房屋保温等措施来最大程度提升采暖效果、降低采暖成本。

随着“煤改电”工程的推进，农村薄弱配电网因供暖季负荷突增可能出现短时线路容量不足的问题，传统的线路扩容改造方案面临着电网投资回收期长、非供暖季资产利用率低等问题，依托农村新能源资源禀赋，构建具备友好互动和需求响应能力的微电网是解决此问题的有效手段。为此，结合河北省某农村微电网群示范工程的应用背景，提出一种基于多主体博弈和强化学习的微电网群与配电网协调优化调度方法。各微电网以日内滚动优化调度计划为基准，考虑辅助服务策略对未来有限时域内运行经济性的影响，上报最优竞价策略；配电网结合辅助服务功率需求和各微电网的报价，以运行成本最小为目标确定辅助服务市场出清方案。最终，采用狼爬山(win or learn fast-policy hill-climbing, WoLF-PHC) 算法实现对多主体博弈问题的快速求解，并基于微电网群示范工程实际案例验证了所提方法的有效性。

在双碳目标的驱动下，新型电力系统的负荷结构更加多元化，以电采暖、新能源电动汽车为代表的新型电力产品逐渐抢占传统高排放产品市场。特别是中央对南疆四地州“煤改电”清洁取暖改造政策扶持力度的持续加大，电采暖已经成为新疆电网迎峰度冬最主要的负荷增长点，其快速发展将极大地增加保供压力，影响新型电力系统安全稳定运行。

首先对能源革命、能源结构进行简要阐述，其次结合电能替代背景意义、主要领域和关键技术、项目商业模式、煤改电项目参与需求侧响应策略研究四个方面深入探讨需求侧电能替代模式的创新。最后对需求侧电能替代发展趋势进行了展望。

近年来，北方地区采暖季因散煤燃烧导致的空气污染问题日益严重，为此国家大力推进冬季清洁取暖，“煤改电”工程得以快速实施。课题针对“煤改电”配电网规划设计标准缺失、供电可靠性要求提升、可持续发展、关键设备研制、运维服务等内容开展研究，旨在节省“煤改电”工程建设投资，增强“煤改电”供电保障能力，降低电采暖用户费用，提升服务品质，为打赢蓝天保卫战提供可靠技术支撑。

通过对北方“煤改电”进程及常规专线专变配套电网投入介绍，提出在建设阶段配套电网容量优化以及运行阶段的成本降低的案例，并介绍了实现政府、用户、发电企业、电网企业以及供热企业的多方共赢的商业模式；可引领电采暖、增量负荷可持续、市场化发展，有利于推动能源的消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展，加快“碳达峰、碳中和”战略目标的实现。

城市配电网安全稳定运行关乎国计民生。感知体系是其可靠运行的基础。立项之初，大型城市配电网感知设备往往局部配置冗余、整体感知能力不足，经济性较差；感知数据完整性、精准度不高，风险防控缺乏数据支持和有效方法；提高电网精益感知水平迫在眉睫。随着分布式电源大量接入、智能化设备快速推广，城市配电网规模愈加庞大，加速向多源协同、信息物理融合的复杂系统演变，对感知和运行提出了更高要求，突破精益感知与风险防控技术意义重大。 长期以来，大型城市配电网精益感知和风险防控领域面临三大难题：①网架结构多样、运行不确定性强，兼顾经济性、可靠性、可观性等多目标的感知设备精准配置难度大；②终端设备运行环境复杂、元件耦合度高，信号交互干扰，设备-系统多层级、多类型数据可信提升困难；③城市配电网呈现源网荷交互、信息物理耦合、中低压协同等特征，风险主动防控十分复杂。 在国家自然科学基金和国网科技项目支持下，团队历时6年产学研联合攻关，取得三方面重大技术突破：①建立了兼顾可观性、可靠性的中低压配电感知设备优化配置模型，突破了基于改进差分演化算法与模糊综合评价的配置方法，优化感知设备位置、类型；②突破了感知终端多维可信诊断技术，攻克了融合参数识别与过零同步的拓扑自动辨识方法，提出了基于随机森林模型分析与数据流异常检测的主站-终端双重校核技术，异常数据识别准确率超过97%；③提出了信息物理协同的配电网“设备-网格-系统”多空间尺度风险感知技术，突破了考虑时滞影响的功率波动协同平抑技术，发明了融合配用电信息的中低压故障快速识别与分级供电保障方法，提升了风险防控能力。 项目获授权发明专利11项，发表论文33篇，发布国标等技术标准8项，出版专著1部，登记软著8项，研制软硬件8套。项目通过了中电联组织的成果鉴定，中国工程院罗安院士任组长的鉴定委员会一致认为配电网感知设备优化配置和精益化感知技术处于国际领先水平。 成果在天津、杭州等20多个大型城市率先应用，并规模化推广至陕西、贵州等23个省，感知体系建设成本降低8.35%以上，异常量测数据识别准确率超过97%，有效平抑了分布式电源、“煤改电”等电能替代负荷大规模接入后带来的风险，直接经济效益超10亿元，在庆祝新中国成立70周年大会、进博会等重大活动保电中发挥了关键作用，间接效益数十亿元，促进配电网感知与防控从“粗放+被动”向“精益+主动”转变，为支撑“新基建”、推进城市能源变革提供了坚强技术保障。

本项目通过实地调研分析我国“煤改电”工作现状及问题；构建技术、经济、能效、环保综合指标体系，系统研究“煤改电”可行的推进方式，包括推进方向、范围、技术路线等；提出电能替代 4 个潜力定义和测算方法，给出国网公司经营区分地区分领域电能替代潜力；构建电能替代战略规划模型，以及电能替代发展总体前景规模估算模型与分领域前景规模估算模型；提出我国电能替代中长期发展指导思想、基本原则，并基于定性分析及定量测算提出电能替代战略目标；然后根据战略目标顶层设计给出电能替代中长期发展战略所需的配套保障体系，包括社会分摊机制建设、政策支持和组织实施等；最后提出推进我国电能替代工作的政策措施建议。 课题研究内容专业跨度广泛，系统研究了“煤改电”推进方式、配套电网建设需求、主要类型用户用热需求、多品种能源利用的经济性比较、电能替代政策需求、相关营销人员管理，涉及电力系统、热工、能源经济、政策研究、企业管理等多领域。 课题研究以深入调研为基础，课题调查研究具有深度、广度、准确度，通过 27 个省公司的一线营销员工详细的入户调研，获取用户煤炭消费、生产工艺、产品产量、能耗等多维信息，参考国家能源局和统计局公布数，采用多种方法对电能替代潜力、规划目标等数据进行测算和校核。

为确保提供高质量供电服务，切实展现电力企业服务党和人民国家大局的良好风貌，积极响应市场化变革，有力践行服务宗旨，通州供电公司始终坚持“以客户为中心”的服务理念，着力打造以客户为中心的现代服务体系。明确工作思路，首屈一指的建成以配电运维指挥中心为中枢，供电服务中心、“全能型”供电所为前端，营配调专业协同配合为后台的服务方式，打好稳固“地基”；筑牢网架结构，通过两个“高标准”实施，即高标准开展电网规划建设，高标准开展客户供电保障，搭建坚强“框架”；强化管理水平，对外打造增值服务模式，提供多元化服务产品，对内规范服务组织方式，通过“服务前”预控、“服务中”指导、“服务后”提升的全过程监督管控，实现管理全面“覆盖”，满足智能化、多样化用电需要，持续提升供电服务水平。 通过成果的应用，副中心的供电服务水平、经济效益和社会效益都得到了显著提升。打造了坚强可靠的网架后盾，建立了国际一流的电网支撑平台，供电可靠率达 99.9999345%，年均停电时间 21 秒，赶超新加坡、东京、巴黎等国际先进城市可靠性水平。在北京城市副中心区域内，以“煤改电”居民可靠供电取暖为目标，高效完成电网建设改造，新装变压器 562 台，新立电杆 13879 基，解决农村低电压问题 21065 件。大力推广清洁能源替代方案，售电量 319053.26 万千瓦时，同比增长 11.14%。优化地区营商环境，加快落实服务产业转型升级，接受央视媒体相关采访 3 次，市级媒体宣传 7 次，受到客户表扬 158 次，树立了电网企业“心系百姓，服务社会”的良好品牌形象，使“人民电业为人民”的企业宗旨深入人心。

​2月26日晚，山东莱芜供电公司供电服务指挥中心配调班值班人员通过“煤改电”客户用能实时监测分析平台发现10千伏鹿野线负载率达75.1%，随即遥控线路分段开关转移部分负荷，避免线路重过载。