电力“自动需求响应”或为家电业重振创造良机

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在日本横滨市港北区，从东急东横线大仓山站步行5分钟左右，就会看到一座绿树环绕的新建公寓楼。这是三井不动产Residential公司开发并销售的“PARK HOMES大仓山公寓”。该楼共有177套住房，已于2012年9月上旬竣工。

这座公寓是日本经济产业省在横滨市等4个地区实施的“新一代能源社会体系”实证项目的现场之一。该项目的亮点是在住宅、大厦及事务所等部分采用能源管理系统（EMS）以实现节电及抑制电力需求等。此外还构建了与每套住房及事务所的EMS相连的CEMS（地区能源管理系统）。横滨市的项目由东芝公司负责构建CEMS。

PARK HOMES大仓山公寓在公共区采用了MEMS（公寓能源管理系统），在各户采用了HEMS(家庭能源管理系统)，用来掌握并显示能源使用情况，同时与CEMS相连。在公寓入口处设有显示公寓能源使用情况的平板显示器“MEMS显示器”。在从2013年4月开始的实证项目中，该显示器有时会显示“正在支持需求响应”（图1）。

图1：设在PARK HOMES大仓山公寓的“MEMS显示器”的画面 当出现“正在支持需求响应”时，表示正在根据CEMS的指令控制各家电

控制公共区的照明和空调

需求响应（DR）的目的是促使需求方控制用电的举措。横滨市的实证项目通过CEMS对MEMS及HEMS等各EMS下达DR要求。各EMS中装有可以削减用电量的省电程序，当从CEMS接到DR要求时启动。

PARK HOMES大仓山公寓通过MEMS的控制，自动调暗公共区的照明、改变空调设定温度以降低功耗。各户的HEMS会自动改变家里空调的设定温度。CEMS会根据与其相连的各设施的EMS的DR要求，预测能够多大程度抑制用电量，以此来分配整个地区要削减的用电量。

通过DR抑制用电量的方法有两种方式，一种是像PARK HOMES大仓山公寓这样用HEMS自动控制电器，另一种是通过经济奖励促使用户采取手动关闭照明及改变空调温度设定等节电行为。前者叫做“ADR”（Automated Demand Response：自动DR），后者叫做“人工DR”，现在正在对这两种方式进行实证实验。

不经过人直接给家电下达指令

人工DR没有HEMS也能实施。实际上，日本NTT设施公司通过邮件等方式向住户发送带积分奖励的DR要求、促使用户采取节电行为以抑制电力需求的人工DR已经获得了成功。

另外，实证项目之一的北九州智能社区创造事业已开始验证根据地区电力供求情况改变电价的“动态定价”。而且已经证实，通过向居民发送电费信息，在没有HEMS的情况下也能调动节电行为。

而像PARK HOMES大仓山公寓这样的ADR，其优点在于收到CEMS要求的HEMS不经过人直接对家电下达降低耗电量的指令，能够更加切实地实现节电。前提是要导入能与家电交换信息和通信的先进HEMS。

美国非常关注ADR的实用化，正在推进通信规格的标准化。美国为实现CEMS等从外部下达DR要求的通信制定了“OpenADR”标准，为实现与住宅内家电的通信制定了“SEP”标准规格，并且正在普及这些标准。

日本也开始推进ADR标准化

日本为实现ADR而推进标准化的举动也越来越活跃。2012年11月，有两个推进ADR的设施设立，分别是1日设立的“EMS新宿实证中心”和21日开设的“HEMS(ECHONET Lite)认证支持中心”。

这两个设施都被日本经济产业省的智能住宅国际标准化研究事业选用，在EMS新宿实证中心，早稻田大学先进电网技术研究所、家电厂商及汽车厂商等26家企业将共同开展实证实验。HEMS认证支持中心是为支持日本提出的HEMS家电间标准通信规格“ECHONET Lite”的设备认证而设立的，由具有该规格认证环境的神奈川工科大学工学教育研究推进机构智能住宅研究中心设立。

神奈川工科大学的HEMS认证支持中心将通过支援ECHONET Lite设备开发及认证，促进该规格的普及（图2）。而EMS新宿认证中心将对不同厂家的ECHONET Lite设备间及这些设备与HEMS间顺利交换信息、接到DR要求后对各家电下达控制耗电量指令的ADR进行实证。

图2：神奈川工科大学的HEMS（ECHONET Lite）认证支持中心引进的设备

实时显示电力供求

EMS新宿实证中心可以掌握HEMS在家庭中普及的情况。显示器上几乎实时显示每个家电的电力需求情况和太阳能等供电的情况（图3）。这意味着HEMS掌握着电力供求情况。

图3：设在EMS新宿实证中心的显示器的画面

比如，在为纯电动汽车（EV）充电时打开IH电磁炉就会超过协议用电量，此时HEMS就会自动控制，瞬间中断EV充电以防止跳闸等。如果将符合标准通信规格的实际家电和设备带到该中心，就可以验证和评估用HEMS控制这些家电的情况。

在ADR实证试验中，针对供求紧张时从电力公司等收到DR信号的情况，考虑了两种分时电价（TOU）模式。一种是在DR要求的期间，HEMS自动降低需求；另一种是在高电价时间段，HEMS自动降低需求。可能的操作包括降低空调输出功率、停止EV充电及使EV放电等。发送DR要求的通信规格将采用OpenADR。

还将支持国内外的任何家电

担任EMS新宿实证中心所长的早稻田大学研究生院先进理工学研究科电信息生命专业教授林泰弘表示：“从消费者的角度来看，肯定希望只要是支持HEMS的家电不管是国内外哪个厂家的产品都能连到自家HEMS上。因此要做到多种标准兼容，比如还要支持美国的SEP规格等。”

从家电厂商的角度来看，如果日本标准的家电出口到美国不能支持当地的HEMS，那么可能会对厂家的销售战略不利。林教授指出：“尽快确立同时也支持美国标准的通信技术有利于提高日本家电的海外竞争力，在海外智能住宅市场上也将成为一大优势。”

实际上，实现ADR不只对EMS有帮助。ADR还能够轻松实现从外地操作家庭设备的家庭自动化系统和从外部检测家门是否上锁和家里情况的家庭安保系统。

美国已开始将HEMS与家庭安保系统融合，并且已有电力公司和家庭安保公司合作开展兼顾能源相关信息与安全的服务。

在电力短缺持续的情况下，日本国内的DR需求也在扩大。除人工DR外，如果能够确立支持世界标准的ADR，则有可能成为家电业复兴的有力武器。（日经能源环境网 供稿）