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《面向智能電網的需求響應及其電價研究》—電力需求側管理(二)

2018-08-14 16:33:36 大云網  點擊量: 評論 (0)
需求側資源就是終端用電領域的節電資源.凡是有電力消費的地方都存在潛在的節電資源,需求側資源的類型繁多,情況也比較復雜。在DSM計劃編制過程中還要具體鑒別,以便實施。

3.3 電力需求側管理資源和主體

3.3.1 電力需求側資源

供需雙方的界定和劃分,是以用戶計費電表為分界點,計費電表就是供應側的終點和需求側的始點。供應側為計費電表上游部分,包括發電側和電網側,涵蓋了從電源出力到電網輸配電的各個環節。供應側資源指的是電廠、電網外購電和電力系統自身節省的電力和電量。需求側為計費電表以下的部分,指的是用戶端。需求側資源就是終端用電領域的節電資源.凡是有電力消費的地方都存在潛在的節電資源,需求側資源的類型繁多,情況也比較復雜。在DSM計劃編制過程中還要具體鑒別,以便實施。概括起來大體上包括以下幾種:(1)用戶改變用電方式所節約的電力和電量,如使用蓄冷空調;(2)用戶改變消費行為所節約的電力和電量,如減少用電時間和頻率;(3)提高照明、空調、電動機等設備用電效率所節約的電力和電量;(4)改善用電環境所節約的電力和電量.如對建筑物進行保溫改造、實行冷熱氣三聯供;(5)與電網公司簽訂可中斷負荷合同所約定的節約的電力和電量;(6)能源替代,如新能源發電及發電過程中的余能、余熱回收所節約的電力和電量。

3.3.2 電力需求側主體

1.電力需求側管理的主導者

電力需求側管理的主導者是政府,是社會利益的維護者,在制訂和實施DSM計劃中起主導作用,以保障社會持續健康發展。在中國,國家發展和改革委員會(簡稱國家發改委)、國家電力監管委員會聯合發布的《加強電力需求側管理工作的指導意見》明確了政府作為電力需求側管理工作主導的職能。作為電力需求側管理的最高機構,國家發改委經濟運行調節局近年來充分發揮中央行政管理優勢,根據各地電力需求側管理組織管理體系建設和工作開展情況,提出具體指導性意見。各級地方政府通過當地發改委、經貿委或經委下設的電力處、或者政府相關部門建立的電力需求側管理指導中心或領導小組推動和主導當地電力需求側管理工作的開展。由于21世紀初的電力供應緊張,大部分地區建立了由政府發改委、經貿委或經委、電網公司等部門領導組成的有序用電工作領導/協調小組,為確保社會經濟穩定發展提供了組織保障。

2.電力需求側管理的實施主體

電力需求側管理的實施主體電網企業,是制訂DSM計劃的主要承擔者和執行者,代表供應方的利益。以中國目前的情況來看,電網經營企業在DSM工作中所扮演的角色十分重要,熟悉電網運行情況、熟悉電力營銷環節及過程,可以向政府提供建議意見和要求,參與制定DSM相關的規章和細則;按照規定執行政府制定的電價;可以優化電網調度,提高負荷預測的準確率等;可以配合政府做好宣傳,推廣通用的DSM技術等,因此未來一段時間內,還要繼續依靠電網經營企業來進行電力需求側管理:

在我國,中國國家電網公司、南方電網公司作為中國電力需求側管理實施主體,在電力需求側管理工作方面發揮了重要的推動作用。中同國家電網公司先后制定印發了《國家電網公司電力需求側管理實施辦法》、《同家電網公司電力銷售市場工作管理辦法(試行)》、《國家電網公司有序用電管理辦法(試行)》、《國家電網公司電力需求側管理示范項目管理辦法》、《關于加大電力需求側管理力度,實施有序用電措施的通知》等一系列文件,建立了園家電網公司系統較為完備的管理制度體系;中國南方電網公司也出白了《中國南方電網公司節能服務“綠色行動”實施方案》和《中國南方電網公司節能服務“綠色行動”實施要點》等一系列文件,有力推進了電力需求側管理工作。

配合力量節能服務公司,協助政府和配合電網公司實施DSM計劃,是中介利益的代表,可以向用戶提供節能監測、節能項目設計、能源審計、原材料和設備采購信息、設備運行維護、人員培訓等專業性綜合配套服務,承擔著銜接電力需求側管理相關參與主體的橋梁作用,并與客戶共享DSM項目實施效益來獲得盈利。目前節能服務公司發展還不成熟,需要政府積極加以引導,發揮其在電力需求側管理方面的專業優勢。

3.電力需求管理的重要參與者

重要參與者——電力用戶,是終端節能節電的主體,是需求方利益的代表。電網負荷特點研究表明:每年新增長電力設備中,電力增長幅度大于電量增長幅度,這僅為了滿足用電量增長的需求;但電網運行中高峰期電力的持續時間不是很長,因而造成電網與發電設備利用率的降低,從而導致電力設備資源的浪費。在峰谷負荷差距拉大的情況下,更要多方位實施DSM,旨在實現均衡用電,提高電網負荷率。

高耗能企業運作實踐表明,高電力成本足制約企業做大做強的羈絆,也是企業競爭力疲軟的因素之一,在反思之后提出:“能源開發與節約并舉,把節能放在優化地位”的方針。為能有效地提高終端用電效率,用電企業必須多方位開展DSM.積極探索提高用電效率,降低電力成本的新路子,從而改變高效率、低產出的粗放式發展模式,進一步挖掘設備運行中的節能潛力,實現最低電力成本的運作。節能增效是一項系統工程,但用電企業對節能增效意義認識不足。在進行成本分析時忽略了節能的重要因素,認為節能設備的購買和更新、系統升級和調試等只會增加生產成本.這是投資理念的誤區,只看重眼前短期利益。從設備全生命周期視角下,節能不但可行,而且經濟效益可觀。工業用電中60%~70%電能被電動機消耗了。所以開發使用高效節能電動機,是解決電力使用效率的關鍵,電機效率即使提高1%,也會節約相當可觀電能。運行實踐表明,如采用YX2電動機替代Y系統電動機,其平均節電率為13. 2%;為避免電力拖動系統的“大馬拉小車”或超載運行,可借助電力資源管理系統對設備運行負荷進行在線監控,為均衡用電提供技術支撐,從而挖掘設備運行中的節能潛力;與此同時,還要廣泛推廣應用“綠色照明技術”,以節能燈替代白熾燈,可節約照明電量的30%~50%。

電氣設備的能效分為制造能效和運行能效,這是設備處于制造或使用的不同環節而表現出的形式。為實現設備運行中的節能,除購買優質高效的節能設備外,還要對設備實行合理使用和科學的調控,使之避免較長時間處于低效的空載或輕載狀態下運行,同時還要執行峰谷電價,落實“移峰填谷”的調荷措施。為此,應根據本企業生產工藝要求,合理安排生產班次,實行錯峰、避峰生產用電,并致力于開發利用低谷電力。將大功率設備轉移到低谷時段運行,將設備檢修盡量安排在高峰負荷期進行,以降低高峰期的電量消耗,讓峰谷電價為企業增效。

在交流電路中,無功和有功功率一樣是交流電能重要組成部分,形影相隨缺一不可,時刻陪伴和呵護著電氣設備的正常運行。為此,用電側實施無功補償,是實現無功功率就地平衡,減少無功潮流,提高功率因數的有效措施。這不僅可改善用電側電壓質量,而且還會減少電能損耗,降低電力成本。但無功補償一定要選用能自動投切電容器的裝置,這不僅能自動跟蹤無功負荷變化,而且還能實現補償電容量的最佳投切,以維持運行電壓的合格。同時,自動投切裝置還能對電網電壓、電流波形進行分析,實現“過零投切”,可避免對電容器造成沖擊,有利于電容器的安全運行。用電側確保無功補償設備的實時投運,這是提高用戶功率因數、改善運行電壓質量、降低電能損耗的有效措施,從而實現用電企業低電力成本的運作。

3.4 電力需求側管理的內容和方法

3.4.1 需求側管理的主要內容

DSM要考慮兩個方面:一是降低電力系統的最大負荷,力圖以較少的新增發電裝機容量達到系統的電力供需平衡;二是要力圖減少電力系統的發電量和發電燃料消耗。因此,DSM的目標主要集中在用戶電力和電量的節約上。電力是指用電能力,即用戶所有用電器的功率.一般用于瓦( kW)表示;電量是指用電量,即用戶所有用電器消耗的電能的數量,一般用千瓦時(kW.H)表示,電力系統只有具備相適應的發供電能力和發供電量,才能持續不斷地把燃料等一次能源轉換為電能并供應電力,滿足聯入電網各類用戶的用電需求。DSM主要內容包括負荷管理和能效管理。

1.負荷管理措施

負荷管理是根據電力系統的負荷特性,以某種方式將用戶的電力需求從電網負荷高峰期削減,或將其轉移到電網負荷低谷期,減少日或季節性的電網峰荷,促使電力需求在不同時序上合理分布,增加低谷期設備利用率,提高系統運行的可靠性和經濟性。負荷整形主要有削峰、填谷、移峰填谷三種,

削峰。削峰是減少用戶側在電力系統高峰負荷期的電力需求,平穩系統負荷,避免掉閘斷電等情況的發生,既增加了用戶滿意度,又避免了增設邊際成本高于平均成本的裝機容量,降低了電網企業的成本:但與此同時,削峰會導致峰期售電量減少.降低電網公司的部分收入。削峰有直接負荷控制、可中斷負荷控制兩種控制手段。直接負荷控制是一種隨機控制方法,由系統調度人員在電網峰荷時段啟動自控裝置隨時控制用戶終端用電行為,最終通過電價補償彌補對用戶帶來的損失。由于它對企業和居民的正常生產生活秩序和節奏造成沖擊,大大降低了用戶峰期用電可靠性,不容易被大多數用戶所接受,負荷的突然甩減和停止供電有時會釀成重大事故和帶來很大經濟損失,尤其是那些可靠性要求很高的用戶,如醫院、高科技產品生產企業等。直接負荷控制多發生在電力供應嚴重短缺、失去電力平衡或峰荷電力大量外購的電網,多用于城鄉居民的用電控制,對于其他用戶以停電損失最小為原則進行排序控制。可中斷負荷控制是系統蒯度人員根據供需雙方事先的合同約定,在電力系統峰荷時段向用戶發出請求信號,經用戶響應后控制或中斷部分供電的一種方法,主要適合于可以放寬供電可靠性苛刻要求的可塑性負荷,如:有能量貯存能力的用戶,可釋放提前貯存的電量或熱能來躲峰;有自備柴油或燃氣發電機的用戶,可以自行發電來躲避電力系統尖峰,或用其他能源來替代電力:產品生產工序可調整或具備中間產品存儲能力的用戶,可通過改變作業程序、減少或停止部分用電來實現避峰。由此可見,可中斷負荷控制是一種有計劃的停電控制,更容易被電力用戶理解和接受,它的削峰能力和終端效益,取決于用戶降低用電可靠度的意愿和程度,以及用戶為避峰所付出的費用能否用中斷補償來彌補。

填谷,也叫戰略性負荷增長,是指通過優惠性電價,刺激用戶增加在電力系統低谷時段的電力消費。這種方法尤其適用于電力系統負荷峰谷差大,電力系統有空閑低成本發電容量、低負荷調節能力差、有壓電困難的電力系統,有利于啟動空閑的發電容量,降低系統平均燃料費用,并提高系統運行的經濟性和電網負荷的乎穩性。由于它增加了銷售電量,同時減少了單位電量的固定成本,增加了電網公司的銷售收入,更能夠調動企業積極性,比較常用的填谷技術措施有增加蓄能用電、增添低谷用電設備等。

移峰填谷是通過分時電價、高耗電設備交替運行等對用電側的調度,將尖峰負荷時段內的部分負荷轉移到低谷時段,同時起到削峰和填谷、平滑負荷曲線的作用,它既可充分利用閑置容量,減少新增裝機容量,又可平穩系統負荷,降低發電能耗。在電力嚴重短缺、峰谷差距大、負荷調節能力有限的電力系統,一直把移峰填谷作為改善電網經營管理的一項主要任務。移峰填谷對電網公司的影響是雙向的,一方面增加了低谷期用電量,提高了電網公司的銷售收入;另一方面又減少了高峰負荷期用電量.降低電網公司的銷售收入。因此,電力系統的收入變化取決于增加的谷電收入和降低的運行費用對減少的峰電收入的補償程度。比較主要的移峰填谷技術措施是蓄冷蓄熱技術。除一些特殊的工業空調系統外,商業或一般工業建筑用空調均非全日使用,而且負荷逐日、逐時不均勻。中央空調采用蓄冷技術是移峰填谷最為有效的手段.它在后半夜電網負荷低谷時段制冰或冷水并把冰、水等蓄冷介質貯存起來,在電力系高峰負荷時段停止制冷機組或減少運行時問,把儲存的冷量釋放用來轉化為冷氣空淵,達到移峰填谷的目的。采用蓄熱技術是在電力系統負荷低谷時段,把電氣鍋爐或電加熱器生產的熱能存儲在蒸汽或熱水蓄熱器中,在電力系統負荷高峰時段將其熱能釋放出來,以實現移峰填谷。蓄熱技術對用熱多、熱負荷波動大、鍋爐容量不足或增容有限的工業企業和服務業尤為合適。蓄冷(熱)中央空調比傳統的中央空調制冷(熱)效率相對低些,再加上蓄冷(熱)損失,在提供相同冷(熱)量的條件下要多消耗電量,但同時減少了高峰時段的電費支出,增加了填谷用電量,還可以調節用冷(熱)尖峰、平穩負荷,是有利于電網運行的方式。用戶是否愿意采用蓄冷和蓄熱技術,主要取決于它減少高峰負荷電費的支出是否能補償多消耗低谷電量支出的電費,并獲得合適的收益。

移峰填谷常采用的經濟措施有峰谷分時電價、季節性電價。

2.能效管理措施

能效管理是指采取有效的激勵措施,改變用戶的用電行為,多使用先進的節能技術和高效設備,提高終端用電效率,其根本目的是節約用電,減少電量消耗。能效管理措施包括直接節電和間接節電。直接節電是采用科學的管理方法和先進的技術手段來節電;間接節電是依靠調整經濟結構、提高產品生產效率、生產力合理布局、減少高能耗產品出口等來實現。

3.4.2 需求側管理的主要方法

電力需求側管理f DSM)方法包括行政方法、經濟方法、環境資源評價方法、法律方法四大類(見表3-1)。其中行政方法和經濟方法側重于電力需求側項目的經濟評估,而環境資源評價方法和法律方法側重于社會效益的保證、評估和監管。

隨著政府倡導的節能減排壓力的增大,一市能減排工作的日益深入,實施電力需求側管理越來越受到政府的重視,其管理方法也層出不窮。電力需求側管理( DSM)不僅有利于電力系統的安全可靠,有利于移峰填谷,更有利于抑制能源價格的波動、保護氣候和環境、降低系統成本,促進經濟和社會的可持續發展。在實際需求側管理過程中上述方法可交叉使用或同時使用。

 《面向智能電網的需求響應及其電價研究》—電力需求側管理(二)

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