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居民社區(qū)屬于電力消費終端，碳減排潛力較大，相關(guān)能源治理策略直接影響城市能源轉(zhuǎn)型成效。國網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院聚焦社區(qū)能源負荷互動與電碳融合課題，牽頭開展“碳博士”項目研究，通過技術(shù)突破、機制創(chuàng)新與場景落地，構(gòu)建社區(qū)級電碳協(xié)同發(fā)展模式，為上海建設(shè)新型電力系統(tǒng)提供了基層實踐樣本。

針對上海電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展堵點，構(gòu)建社區(qū)電碳融合創(chuàng)新體系

當前，上海電網(wǎng)運行呈現(xiàn)負荷峰谷差逐年拉大、新能源電量消納壓力陡增、源荷協(xié)同調(diào)節(jié)能力不足等挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的“源隨荷動”調(diào)度模式已難以適配新型電力系統(tǒng)的需求。

從負荷側(cè)看，上海擁有2.2萬余個居民社區(qū)，高峰時段可調(diào)負荷達28.6萬千瓦，但潛力釋放受三方面因素制約：一是部分公共設(shè)施的負荷調(diào)節(jié)潛力有待挖掘；二是當前社區(qū)電力負荷管理以物業(yè)負責、手動調(diào)控為主，無法做到對電網(wǎng)調(diào)峰指令的靈活響應；三是缺乏清晰的價值轉(zhuǎn)化路徑，居民與物業(yè)的節(jié)能減碳行為既無量化標準，也無法轉(zhuǎn)化為實際收益，參與調(diào)節(jié)的內(nèi)生動力有待激發(fā)。

從電網(wǎng)側(cè)看，上海虛擬電廠建設(shè)已形成規(guī)模效應，2024年聚合可調(diào)資源112.18萬千瓦，但仍未實現(xiàn)社區(qū)資源的接入。同時，隨著分布式光伏、用戶側(cè)儲能等新型主體快速接入，電網(wǎng)對分散資源的聚合調(diào)控能力亟待提升。

針對以上情況，上海經(jīng)研院啟動“碳博士”項目，構(gòu)建“硬件終端+智能平臺+機制創(chuàng)新”體系，把社區(qū)從單純用電單元轉(zhuǎn)化為電碳協(xié)同節(jié)點，為上海建設(shè)新型電力系統(tǒng)提供分布式調(diào)節(jié)資源，探索基層參與路徑。

聚焦“技術(shù)—機制—生態(tài)”三維創(chuàng)新，打造社區(qū)電碳協(xié)同解決方案

在技術(shù)創(chuàng)新方面，“碳博士”項目構(gòu)建了云邊協(xié)同的社區(qū)能源樞紐。針對社區(qū)設(shè)備類型繁多、安裝場景復雜的問題，該項目搭建“三級硬件矩陣+智能軟件平臺”技術(shù)架構(gòu)，實現(xiàn)資源高效接入與精準調(diào)控。

硬件層面，項目團隊研發(fā)“盒子、箱子、柜子”多形態(tài)智能終端。“盒子”適配單設(shè)備（如充電樁、空調(diào)），支持在緊湊場地快捷安裝；“箱子”覆蓋樓棟級資源（如水泵房、樓層配電室），實現(xiàn)局部負荷聚合；“柜子”作為區(qū)域控制中心，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)社區(qū)多種資源。三類終端支持上海社區(qū)相關(guān)主流設(shè)備即插即用，從硬件層面破解標準化接入難題。

軟件層面，項目打造電碳雙軌智慧中樞。依托人工智能算法對社區(qū)負荷特性、電網(wǎng)調(diào)控需求開展多維度分析，動態(tài)生成錯峰用電、有序充電等優(yōu)化策略。打通上海虛擬電廠運營管理平臺與碳普惠平臺接口，實現(xiàn)電力調(diào)節(jié)指令下發(fā)、減排量自動核算、響應數(shù)據(jù)同步等全流程線上化，為資源聚合與價值轉(zhuǎn)化提供數(shù)字化支持。

在機制創(chuàng)新方面，項目建立了電碳價值閉環(huán)轉(zhuǎn)化體系。為解決社區(qū)減排計量難、認證難、交易難問題，項目深度融合上海虛擬電廠與碳普惠體系，形成測算有標準、收益有保障、運營有秩序的全流程閉環(huán)體系。

在計量標準上，項目構(gòu)建基于電力需求側(cè)響應的柔性負荷互動碳普惠方法學，創(chuàng)新調(diào)峰因子計算方式，打造“需求響應有效響應量—低碳行為碳減排量”精準換算模型，讓居民與社區(qū)節(jié)約的每一千瓦時電能都能轉(zhuǎn)化為可量化、可追溯的減排成果。

在交易銜接上，項目打通“虛擬電廠響應收益+碳積分兌換”雙渠道。社區(qū)參與虛擬電廠調(diào)峰可獲得響應補貼，參與積極性提升；減排量通過上海市生態(tài)環(huán)境局認證后，居民可憑碳積分兌換商品、服務(wù)，社區(qū)節(jié)能減碳內(nèi)生動力被激活。

在生態(tài)創(chuàng)新方面，項目構(gòu)建了多元協(xié)同的社區(qū)能源治理格局。項目打造“電網(wǎng)—聚合商—社區(qū)”三級聯(lián)動機制，通過清晰的角色定位與流程設(shè)計，破除社區(qū)參與能源互動的壁壘，既提升電網(wǎng)對分散資源的調(diào)控效能，又讓社區(qū)成為能源治理參與者和受益者。

電網(wǎng)側(cè)，上海經(jīng)研院發(fā)揮“標準引領(lǐng)+平臺支撐”作用，負責規(guī)劃頂層設(shè)計、構(gòu)建碳普惠方法學、打造一體化平臺，為體系高效運轉(zhuǎn)提供規(guī)則與技術(shù)底座。聚合商側(cè)，虛擬電廠運營主體承擔“資源聚合+指令執(zhí)行”職能，精準執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)峰指令，同時銜接虛擬電廠與碳市場的交易環(huán)節(jié)，確保價值流轉(zhuǎn)順暢。社區(qū)側(cè)，物業(yè)負責設(shè)備日常運維與調(diào)峰指令落地，居民自愿參與節(jié)能響應，形成物業(yè)主動組織、居民積極參與的良性互動。

在部分社區(qū)開展試點，電網(wǎng)調(diào)節(jié)與減排效益顯現(xiàn)

“碳博士”項目經(jīng)過兩年研究和試點，已在上海電網(wǎng)調(diào)節(jié)與社區(qū)低碳發(fā)展中顯現(xiàn)多重價值。

在電網(wǎng)調(diào)節(jié)方面，徐匯區(qū)4個試點社區(qū)通過錯峰用電，在2024年迎峰度夏期間使配電變壓器最高負載率下降3個百分點，顯著緩解了用電高峰時段的設(shè)備運行壓力。靜安區(qū)新增的公建樓宇資源接入上海虛擬電廠運營管理平臺，今年8月正式參與上海電力負荷需求響應，實現(xiàn)負荷響應近百千瓦，這是上海首次實現(xiàn)居民社區(qū)虛擬電廠響應，進一步助力電網(wǎng)供需平衡。

在減排效益方面，試點社區(qū)通過負荷優(yōu)化降低碳排放量，標志著居民社區(qū)從碳排放末梢向低碳治理單元的轉(zhuǎn)變，驗證了社區(qū)參與“雙碳”實踐的可行性，為項目成果在更大范圍內(nèi)推廣積累了經(jīng)驗。據(jù)測算，相關(guān)成果若推廣至上海5000個社區(qū)，每年二氧化碳減排量可達1300噸。

（作者單位：國網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院）