淺析從電力系統運行角度看需求側管理

淺析從電力系統運行角度看需求側管理

　　論文關鍵詞：系統運行　系統備用　事故備用　需求側管理

　　論文摘要：論述需求側管理作為電力系統中一種常規運行手段的可能性和要求。首先討論了DSM用作電力系統運行備用、事故備用以及經濟運行的技術要求和必須解決的問題，在此基礎上提出了電力系統運行角度對DSM的評價標準。結論表明DSM要作為常規的系統運行手段，還存在經濟、技術和機制上的一些障礙，需要認真解決。
　　
　　需求側管理(DSM)從系統運行角度看，可作為通過計劃、監視、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管理和直接的用戶側管理兩大類。間接用戶側管理，主要是指通過經濟、技術和法律等手段來推動節能節電工作，從而間接地減少用戶側電力和電能的需求和消耗。直接用戶側管理是指各種直接對用戶實施的負荷管理措施，如直接負荷控制、可中斷負荷和其他負荷管理措施。
　　一、需求側管理在電力系統運行中的應用
　　從運行角度講，需求側管理的某些手段在一定條件下可以作為電網運行的手段，如作為系統備用、作為錯峰/避峰、作為系統緊急減負荷等。這些不同的應用對DSM的要求是不同的，下面分別討論。
　�。ㄒ唬〥SM作為系統備用
　　1、作為系統響應性備用
　　一般來說電力系統的負荷波動可以分為幾類，其中一類是波動周期在秒級的隨機波動。常規情況下，這類波動主要由發電側的一次調頻功能來平衡。如果想通過對負荷側的即時調節來平衡，DSM的響應時間必須與發電機一次調頻系統的響應時間相當。由于現實中很難有這樣可以迅速調節的負荷，DSM目前不大可能在系統運行中作為響應性備用。
　　2、作為系統運行備用
　　為確保電力系統的安全穩定運行，一般來說，系統在任何時候都需要有超過當前負荷的運行備用容量，備用容量的大小與系統的負荷水平和裝機狀況有關。旋轉備用的響應時間應在10min以內，因此只有那些在調度員控制（或調度）下，在10min以內就可以達到負荷控制目標的DSM才可以作為運行備用。
　　（二）DSM作為事故備用
　　電力系統是一個各環節緊密關聯的復雜系統，各種不可預測的緊急狀況經常發生，主要有：（1）系統突然失去部分發電出力時的發電容量短缺；（2）輸配電設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）互聯系統中需要對外事故支援。
　　在發生以上緊急情況下，運行部門除了采用調整剩余機組出力和電網接線方式的常規措施外，還可考慮通過DSM來削減本系統內有功/無功出力來迅速緩解緊急狀況。如果采用DSM作為系統事故備用的手段，就必須要考慮和解決有關的經濟、技術問題：
　　1、與一定數量的用戶簽定“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、預測DSM實際可能達到控/限負荷的大小和比例。
　　4、啟動所需要的時間（必須是瞬時或幾分鐘內可控的）。
　　5、確定用于事故支援的對象、容量及條件。
　�。ㄈ�）作為削峰、錯峰手段
　　DSM作為經濟性削峰/錯峰措施時，由于其使用時機和時段的不同，經濟效益也是不同的。主要效益體現在以下幾個方面：
　　1、壓減年度或季節性高峰負荷水平，從而推遲或削減新的投資（發電或輸配電。
　　2、壓減周或日高峰負荷從而避免使用或采購高價電。
　　3、調整日負荷曲線的形狀，以適應受約束的可調容量。
　　削峰、錯峰手段不但可使電網和發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。有研究報告表明，在美國需求側管理項目的平均移峰成本約為30美元/KW，而其發電的投資成本高達500美元/KW以上。但在實際運行中，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（經濟指標）運行部門可以啟動DSM來執行削峰、錯峰。
　�。�3）如何保證運行部門得到準確和足夠的DSM可執行削峰、錯峰信息。
　�。�4）事后的檢查、驗證及分析。

　　二、從系統運行角度評價DSM的主要標準
　　從電力系統運行角度來評價DSM和從經濟角度的評價標準是不同的。概括起來講，需要從以下方面來考察DSM的作用。
　　（一）可控性。當DSM在電力系統運行中應用時，運行人員可以對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�。
　　（二）可用性。指隨時投入使用的能力。如果將DSM作為電力系統運行的一個常用手段，必須保證DSM隨時可用，并保證具備一定數量的可控負荷。
　�。ㄈ�）可監視性。指運行人員可直接監視參與DSM的負荷的實際情況。
　�。ㄋ模┘磿r性。即時性指標主要包括2個意思：1、啟動DSM是否要提前通知；2、提前多少時間�，F實情況中，不同類型的企業，因提前通知時間不同，經濟損失也是不同的，某些企業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電力系統運行中的不同措施。
　�。ㄎ澹┟舾行浴Ｖ饕�指DSM管理下的負荷對社會環境（如日期、經濟周期等）和自然環境（氣候、溫度等）的敏感程度。從運行角度來講希望越平穩越好。
　�。�六）靈活性。用于衡量使用DSM時的受限制程度。如可用次數是否限制（每日、周、月、年的總次數）；每次啟動DSM后的可持續時間是否有限制及每次動用DSM前是否需要專門批準等。
　　（七）調節容量和調節速率。指DSM可調節（可控）的負荷量和從啟動DSM至達到負荷控制目標需要的時間。
　　三、將DSM作為系統運行常規手段所面臨的主要障礙
　�。ㄒ唬┤狈﹂_展DSM的有效機制
　　在目前的電費計算機制下，供電公司缺乏有效的激勵機制從事DSM方面的投資和項目，以促進用戶節約用電和提高能源效率。因為供電公司的收入與售電量直接相關，售電量越多，收入越高。而DSM一般在減少用戶高峰負荷的同時，也往往會促使用戶節約用電，提高效率，從而減少供電公司的收入。
　　對電力用戶而言，在目前的電價機制下，也缺少參與DSM項目特別是對電力系統運行最有意義的“可中斷供電”項目的積極性。目前推出的峰谷電價機制，在一定程度上促使用戶將部分負荷“移峰填谷”，但由于缺乏“可中斷電價”機制，用戶很難接受將其置于電力運行部門直接控制的DSM系統之內。
　�。ǘ�）沒有合適的DSM資金來源和成本回收機制
　　即使我國電力行業在經過2002年大規模的重組和廠網分開改革后，仍然沒有形成輸配電的電價機制，對于供電公司而言，有效的DSM系統資金來源及合理的成本回收機制并沒有建立起來。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。
　�。ㄈ�）技術上的困難
　　由以上討論可知，要使DSM作為電力系統一種常用的運行手段，被DSM控制的負荷必須滿足一定的技術特性，并達到必要的技術標準。而目前我國已經建立的DSM系統在技術上并不能完全滿足以上各項標準。
　　
　　參考文獻：
　　[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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