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淺析從電力系統(tǒng)運(yùn)行角度看需求側(cè)管理
論文關(guān)鍵詞：系統(tǒng)運(yùn)行 系統(tǒng)備用 事故備用 需求側(cè)管理
論文摘要：論述需求側(cè)管理作為電力系統(tǒng)中一種常規(guī)運(yùn)行手段的可能性和要求。首先討論了DSM用作電力系統(tǒng)運(yùn)行備用、事故備用以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的技術(shù)要求和必須解決的問題，在此基礎(chǔ)上提出了電力系統(tǒng)運(yùn)行角度對DSM的評價標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論表明DSM要作為常規(guī)的系統(tǒng)運(yùn)行手段，還存在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和機(jī)制上的一些障礙，需要認(rèn)真解決。
需求側(cè)管理(DSM)從系統(tǒng)運(yùn)行角度看，可作為通過計(jì)劃、監(jiān)視、控制用戶的用電，使得用戶改變其用電模式和用電水平的管理和控制過程。主要可分為間接的用戶側(cè)管理和直接的用戶側(cè)管理兩大類。間接用戶側(cè)管理，主要是指通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和法律等手段來推動節(jié)能節(jié)電工作，從而間接地減少用戶側(cè)電力和電能的需求和消耗。直接用戶側(cè)管理是指各種直接對用戶實(shí)施的負(fù)荷管理措施，如直接負(fù)荷控制、可中斷負(fù)荷和其他負(fù)荷管理措施。
一、需求側(cè)管理在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用
從運(yùn)行角度講，需求側(cè)管理的某些手段在一定條件下可以作為電網(wǎng)運(yùn)行的手段，如作為系統(tǒng)備用、作為錯峰/避峰、作為系統(tǒng)緊急減負(fù)荷等。這些不同的應(yīng)用對DSM的要求是不同的，下面分別討論。
�。ㄒ唬〥SM作為系統(tǒng)備用
1、作為系統(tǒng)響應(yīng)性備用
一般來說電力系統(tǒng)的負(fù)荷波動可以分為幾類，其中一類是波動周期在秒級的隨機(jī)波動。常規(guī)情況下，這類波動主要由發(fā)電側(cè)的一次調(diào)頻功能來平衡。如果想通過對負(fù)荷側(cè)的即時調(diào)節(jié)來平衡，DSM的響應(yīng)時間必須與發(fā)電機(jī)一次調(diào)頻系統(tǒng)的響應(yīng)時間相當(dāng)。由于現(xiàn)實(shí)中很難有這樣可以迅速調(diào)節(jié)的負(fù)荷，DSM目前不大可能在系統(tǒng)運(yùn)行中作為響應(yīng)性備用。
2、作為系統(tǒng)運(yùn)行備用
為確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，一般來說，系統(tǒng)在任何時候都需要有超過當(dāng)前負(fù)荷的運(yùn)行備用容量，備用容量的大小與系統(tǒng)的負(fù)荷水平和裝機(jī)狀況有關(guān)。旋轉(zhuǎn)備用的響應(yīng)時間應(yīng)在10min以內(nèi)，因此只有那些在調(diào)度員控制（或調(diào)度）下，在10min以內(nèi)就可以達(dá)到負(fù)荷控制目標(biāo)的DSM才可以作為運(yùn)行備用。
�。ǘ〥SM作為事故備用
電力系統(tǒng)是一個各環(huán)節(jié)緊密關(guān)聯(lián)的復(fù)雜系統(tǒng)，各種不可預(yù)測的緊急狀況經(jīng)常發(fā)生，主要有：（1）系統(tǒng)突然失去部分發(fā)電出力時的發(fā)電容量短缺；（2）輸配電設(shè)備故障造成局部輸變電容量不足和過載；（3）無功或電壓不足；（4）互聯(lián)系統(tǒng)中需要對外事故支援。
在發(fā)生以上緊急情況下，運(yùn)行部門除了采用調(diào)整剩余機(jī)組出力和電網(wǎng)接線方式的常規(guī)措施外，還可考慮通過DSM來削減本系統(tǒng)內(nèi)有功/無功出力來迅速緩解緊急狀況。如果采用DSM作為系統(tǒng)事故備用的手段，就必須要考慮和解決有關(guān)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)問題：
1、與一定數(shù)量的用戶簽定“可中斷合同”，確定可中斷電價。
2、啟動DSM用于緩減緊急狀況的先后順序問題（要與購買事故備用相比較）。
3、預(yù)測DSM實(shí)際可能達(dá)到控/限負(fù)荷的大小和比例。
4、啟動所需要的時間（必須是瞬時或幾分鐘內(nèi)可控的）。
5、確定用于事故支援的對象、容量及條件。
�。ㄈ┳鳛橄鞣�、錯峰手段
DSM作為經(jīng)濟(jì)性削峰/錯峰措施時，由于其使用時機(jī)和時段的不同，經(jīng)濟(jì)效益也是不同的。主要效益體現(xiàn)在以下幾個方面：
1、壓減年度或季節(jié)性高峰負(fù)荷水平，從而推遲或削減新的投資（發(fā)電或輸配電。
2、壓減周或日高峰負(fù)荷從而避免使用或采購高價電。
3、調(diào)整日負(fù)荷曲線的形狀，以適應(yīng)受約束的可調(diào)容量。
削峰、錯峰手段不但可使電網(wǎng)和發(fā)電公司獲得明顯效益，用戶也可以避開高峰時用電從而避免高峰電價的支出。有研究報(bào)告表明，在美國需求側(cè)管理項(xiàng)目的平均移峰成本約為30美元/KW，而其發(fā)電的投資成本高達(dá)500美元/KW以上。但在實(shí)際運(yùn)行中，要將DSM用于削峰/錯峰也必須事先明確或解決以下問題：
�。�1）如果DSM是通過合同的形式確定的，必須先確定合同的主體，即明確誰和用戶簽定合同。
（2）什么情況下（經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）運(yùn)行部門可以啟動DSM來執(zhí)行削峰、錯峰。
�。�3）如何保證運(yùn)行部門得到準(zhǔn)確和足夠的DSM可執(zhí)行削峰、錯峰信息。
（4）事后的檢查、驗(yàn)證及分析。
二、從系統(tǒng)運(yùn)行角度評價DSM的主要標(biāo)準(zhǔn)
從電力系統(tǒng)運(yùn)行角度來評價DSM和從經(jīng)濟(jì)角度的評價標(biāo)準(zhǔn)是不同的。概括起來講，需要從以下方面來考察DSM的作用。
�。ㄒ唬┛煽匦�。當(dāng)DSM在電力系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用時，運(yùn)行人員可以對DSM直接控制是非常重要的，且一般要求被控用戶不能覆蓋DSM的指令以確�？煽�。
�。ǘ┛捎眯浴Ｖ鸽S時投入使用的能力。如果將DSM作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的一個常用手段，必須保證DSM隨時可用，并保證具備一定數(shù)量的可控負(fù)荷。
（三）可監(jiān)視性。指運(yùn)行人員可直接監(jiān)視參與DSM的負(fù)荷的實(shí)際情況。
�。ㄋ模┘磿r性。即時性指標(biāo)主要包括2個意思：1、啟動DSM是否要提前通知；2、提前多少時間�，F(xiàn)實(shí)情況中，不同類型的企業(yè)，因提前通知時間不同，經(jīng)濟(jì)損失也是不同的，某些企業(yè)在遭受無防備的斷電時損失巨大。一般可分為“瞬時停電”、“提前30min通知停電”、提前30min通知停電”等，這些不同的時間要求可以對應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的不同措施。
（五）敏感性。主要指DSM管理下的負(fù)荷對社會環(huán)境（如日期、經(jīng)濟(jì)周期等）和自然環(huán)境（氣候、溫度等）的敏感程度。從運(yùn)行角度來講希望越平穩(wěn)越好。
�。╈`活性。用于衡量使用DSM時的受限制程度。如可用次數(shù)是否限制（每日、周、月、年的總次數(shù)）；每次啟動DSM后的可持續(xù)時間是否有限制及每次動用DSM前是否需要專門批準(zhǔn)等。
（七）調(diào)節(jié)容量和調(diào)節(jié)速率。指DSM可調(diào)節(jié)（可控）的負(fù)荷量和從啟動DSM至達(dá)到負(fù)荷控制目標(biāo)需要的時間。
三、將DSM作為系統(tǒng)運(yùn)行常規(guī)手段所面臨的主要障礙
（一）缺乏開展DSM的有效機(jī)制
在目前的電費(fèi)計(jì)算機(jī)制下，供電公司缺乏有效的激勵機(jī)制從事DSM方面的投資和項(xiàng)目，以促進(jìn)用戶節(jié)約用電和提高能源效率。因?yàn)楣╇姽镜氖杖肱c售電量直接相關(guān)，售電量越多，收入越高。而DSM一般在減少用戶高峰負(fù)荷的同時，也往往會促使用戶節(jié)約用電，提高效率，從而減少供電公司的收入。
對電力用戶而言，在目前的電價機(jī)制下，也缺少參與DSM項(xiàng)目特別是對電力系統(tǒng)運(yùn)行最有意義的“可中斷供電”項(xiàng)目的積極性。目前推出的峰谷電價機(jī)制，在一定程度上促使用戶將部分負(fù)荷“移峰填谷”，但由于缺乏“可中斷電價”機(jī)制，用戶很難接受將其置于電力運(yùn)行部門直接控制的DSM系統(tǒng)之內(nèi)。
�。ǘ]有合適的DSM資金來源和成本回收機(jī)制
即使我國電力行業(yè)在經(jīng)過2002年大規(guī)模的重組和廠網(wǎng)分開改革后，仍然沒有形成輸配電的電價機(jī)制，對于供電公司而言，有效的DSM系統(tǒng)資金來源及合理的成本回收機(jī)制并沒有建立起來。因此為推動DSM，必須建立某種投資收益機(jī)制，使投資成本通過某種形式（如電價附加的形式）回收并獲得必要利潤。
（三）技術(shù)上的困難
由以上討論可知，要使DSM作為電力系統(tǒng)一種常用的運(yùn)行手段，被DSM控制的負(fù)荷必須滿足一定的技術(shù)特性，并達(dá)到必要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而目前我國已經(jīng)建立的DSM系統(tǒng)在技術(shù)上并不能完全滿足以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]McKinsey & Company.The Benefits of Demand Side Management and Dynamic Pricing Programs
[2]Energy Information Administration.U.S.Electric Utility Demand Side Management.1994.
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