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在日本橫濱市港北區(qū)，從東急東橫線大倉(cāng)山站步行5分鐘左右，就會(huì)看到一座綠樹(shù)環(huán)繞的新建公寓樓。這是三井不動(dòng)產(chǎn)Residential公司開(kāi)發(fā)并銷售的“PARK HOMES大倉(cāng)山公寓”。該樓共有177套住房，已于2012年9月上旬竣工。

這座公寓是日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在橫濱市等4個(gè)地區(qū)實(shí)施的“新一代能源社會(huì)體系”實(shí)證項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)之一。該項(xiàng)目的亮點(diǎn)是在住宅、大廈及事務(wù)所等部分采用能源管理系統(tǒng)（EMS）以實(shí)現(xiàn)節(jié)電及抑制電力需求等。此外還構(gòu)建了與每套住房及事務(wù)所的EMS相連的CEMS（地區(qū)能源管理系統(tǒng)）。橫濱市的項(xiàng)目由東芝公司負(fù)責(zé)構(gòu)建CEMS。

PARK HOMES大倉(cāng)山公寓在公共區(qū)采用了MEMS（公寓能源管理系統(tǒng)），在各戶采用了HEMS(家庭能源管理系統(tǒng))，用來(lái)掌握并顯示能源使用情況，同時(shí)與CEMS相連。在公寓入口處設(shè)有顯示公寓能源使用情況的平板顯示器“MEMS顯示器”。在從2013年4月開(kāi)始的實(shí)證項(xiàng)目中，該顯示器有時(shí)會(huì)顯示“正在支持需求響應(yīng)”（圖1）。

圖1：設(shè)在PARK HOMES大倉(cāng)山公寓的“MEMS顯示器”的畫(huà)面 當(dāng)出現(xiàn)“正在支持需求響應(yīng)”時(shí)，表示正在根據(jù)CEMS的指令控制各家電

控制公共區(qū)的照明和空調(diào)

需求響應(yīng)（DR）的目的是促使需求方控制用電的舉措。橫濱市的實(shí)證項(xiàng)目通過(guò)CEMS對(duì)MEMS及HEMS等各EMS下達(dá)DR要求。各EMS中裝有可以削減用電量的省電程序，當(dāng)從CEMS接到DR要求時(shí)啟動(dòng)。

PARK HOMES大倉(cāng)山公寓通過(guò)MEMS的控制，自動(dòng)調(diào)暗公共區(qū)的照明、改變空調(diào)設(shè)定溫度以降低功耗。各戶的HEMS會(huì)自動(dòng)改變家里空調(diào)的設(shè)定溫度。CEMS會(huì)根據(jù)與其相連的各設(shè)施的EMS的DR要求，預(yù)測(cè)能夠多大程度抑制用電量，以此來(lái)分配整個(gè)地區(qū)要削減的用電量。

通過(guò)DR抑制用電量的方法有兩種方式，一種是像PARK HOMES大倉(cāng)山公寓這樣用HEMS自動(dòng)控制電器，另一種是通過(guò)經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)促使用戶采取手動(dòng)關(guān)閉照明及改變空調(diào)溫度設(shè)定等節(jié)電行為。前者叫做“ADR”（Automated Demand Response：自動(dòng)DR），后者叫做“人工DR”，現(xiàn)在正在對(duì)這兩種方式進(jìn)行實(shí)證實(shí)驗(yàn)。

不經(jīng)過(guò)人直接給家電下達(dá)指令

人工DR沒(méi)有HEMS也能實(shí)施。實(shí)際上，日本NTT設(shè)施公司通過(guò)郵件等方式向住戶發(fā)送帶積分獎(jiǎng)勵(lì)的DR要求、促使用戶采取節(jié)電行為以抑制電力需求的人工DR已經(jīng)獲得了成功。

另外，實(shí)證項(xiàng)目之一的北九州智能社區(qū)創(chuàng)造事業(yè)已開(kāi)始驗(yàn)證根據(jù)地區(qū)電力供求情況改變電價(jià)的“動(dòng)態(tài)定價(jià)”。而且已經(jīng)證實(shí)，通過(guò)向居民發(fā)送電費(fèi)信息，在沒(méi)有HEMS的情況下也能調(diào)動(dòng)節(jié)電行為。

而像PARK HOMES大倉(cāng)山公寓這樣的ADR，其優(yōu)點(diǎn)在于收到CEMS要求的HEMS不經(jīng)過(guò)人直接對(duì)家電下達(dá)降低耗電量的指令，能夠更加切實(shí)地實(shí)現(xiàn)節(jié)電。前提是要導(dǎo)入能與家電交換信息和通信的先進(jìn)HEMS。

美國(guó)非常關(guān)注ADR的實(shí)用化，正在推進(jìn)通信規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化。美國(guó)為實(shí)現(xiàn)CEMS等從外部下達(dá)DR要求的通信制定了“OpenADR”標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)與住宅內(nèi)家電的通信制定了“SEP”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，并且正在普及這些標(biāo)準(zhǔn)。

日本也開(kāi)始推進(jìn)ADR標(biāo)準(zhǔn)化

日本為實(shí)現(xiàn)ADR而推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的舉動(dòng)也越來(lái)越活躍。2012年11月，有兩個(gè)推進(jìn)ADR的設(shè)施設(shè)立，分別是1日設(shè)立的“EMS新宿實(shí)證中心”和21日開(kāi)設(shè)的“HEMS(ECHONET Lite)認(rèn)證支持中心”。

這兩個(gè)設(shè)施都被日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的智能住宅國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化研究事業(yè)選用，在EMS新宿實(shí)證中心，早稻田大學(xué)先進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)研究所、家電廠商及汽車廠商等26家企業(yè)將共同開(kāi)展實(shí)證實(shí)驗(yàn)。HEMS認(rèn)證支持中心是為支持日本提出的HEMS家電間標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)格“ECHONET Lite”的設(shè)備認(rèn)證而設(shè)立的，由具有該規(guī)格認(rèn)證環(huán)境的神奈川工科大學(xué)工學(xué)教育研究推進(jìn)機(jī)構(gòu)智能住宅研究中心設(shè)立。

神奈川工科大學(xué)的HEMS認(rèn)證支持中心將通過(guò)支援ECHONET Lite設(shè)備開(kāi)發(fā)及認(rèn)證，促進(jìn)該規(guī)格的普及（圖2）。而EMS新宿認(rèn)證中心將對(duì)不同廠家的ECHONET Lite設(shè)備間及這些設(shè)備與HEMS間順利交換信息、接到DR要求后對(duì)各家電下達(dá)控制耗電量指令的ADR進(jìn)行實(shí)證。

圖2：神奈川工科大學(xué)的HEMS（ECHONET Lite）認(rèn)證支持中心引進(jìn)的設(shè)備

實(shí)時(shí)顯示電力供求

EMS新宿實(shí)證中心可以掌握HEMS在家庭中普及的情況。顯示器上幾乎實(shí)時(shí)顯示每個(gè)家電的電力需求情況和太陽(yáng)能等供電的情況（圖3）。這意味著HEMS掌握著電力供求情況。

圖3：設(shè)在EMS新宿實(shí)證中心的顯示器的畫(huà)面

比如，在為純電動(dòng)汽車（EV）充電時(shí)打開(kāi)IH電磁爐就會(huì)超過(guò)協(xié)議用電量，此時(shí)HEMS就會(huì)自動(dòng)控制，瞬間中斷EV充電以防止跳閘等。如果將符合標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)格的實(shí)際家電和設(shè)備帶到該中心，就可以驗(yàn)證和評(píng)估用HEMS控制這些家電的情況。

在ADR實(shí)證試驗(yàn)中，針對(duì)供求緊張時(shí)從電力公司等收到DR信號(hào)的情況，考慮了兩種分時(shí)電價(jià)（TOU）模式。一種是在DR要求的期間，HEMS自動(dòng)降低需求；另一種是在高電價(jià)時(shí)間段，HEMS自動(dòng)降低需求�？赡艿牟僮靼�括降低空調(diào)輸出功率、停止EV充電及使EV放電等。發(fā)送DR要求的通信規(guī)格將采用OpenADR。

還將支持國(guó)內(nèi)外的任何家電

擔(dān)任EMS新宿實(shí)證中心所長(zhǎng)的早稻田大學(xué)研究生院先進(jìn)理工學(xué)研究科電信息生命專業(yè)教授林泰弘表示：“從消費(fèi)者的角度來(lái)看，肯定希望只要是支持HEMS的家電不管是國(guó)內(nèi)外哪個(gè)廠家的產(chǎn)品都能連到自家HEMS上。因此要做到多種標(biāo)準(zhǔn)兼容，比如還要支持美國(guó)的SEP規(guī)格等�！�

從家電廠商的角度來(lái)看，如果日本標(biāo)準(zhǔn)的家電出口到美國(guó)不能支持當(dāng)?shù)氐腍EMS，那么可能會(huì)對(duì)廠家的銷售戰(zhàn)略不利。林教授指出：“盡快確立同時(shí)也支持美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的通信技術(shù)有利于提高日本家電的海外競(jìng)爭(zhēng)力，在海外智能住宅市場(chǎng)上也將成為一大優(yōu)勢(shì)。”

實(shí)際上，實(shí)現(xiàn)ADR不只對(duì)EMS有幫助。ADR還能夠輕松實(shí)現(xiàn)從外地操作家庭設(shè)備的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)和從外部檢測(cè)家門(mén)是否上鎖和家里情況的家庭安保系統(tǒng)。

美國(guó)已開(kāi)始將HEMS與家庭安保系統(tǒng)融合，并且已有電力公司和家庭安保公司合作開(kāi)展兼顧能源相關(guān)信息與安全的服務(wù)。

在電力短缺持續(xù)的情況下，日本國(guó)內(nèi)的DR需求也在擴(kuò)大。除人工DR外，如果能夠確立支持世界標(biāo)準(zhǔn)的ADR，則有可能成為家電業(yè)復(fù)興的有力武器。（日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）